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AMFG, con sede en Londres, acaba de presentar su nuevo software de herramienta de análisis de construcción integral para piezas impresas en 3D. La herramienta sirve como la última incorporación a su programa AMFG general impulsado por IA , agregando la capacidad de analizar digitalmente la rentabilidad en un instante. La herramienta de análisis de construcción integral actúa como una alternativa más rápida y eficiente al software de anidamiento.

AMFG afirma: » Nuestra solución de software única utiliza lo último en tecnología de aprendizaje automático para ayudar a las empresas a coordinar sus procesos de fabricación, ofreciendo herramientas como programación de producción automatizada e informes de datos en tiempo real «.

La nueva herramienta, al igual que todo el software, se suma al arsenal de capacidades de aprendizaje automático. Permite a los usuarios producir mientras controlan los costos y optimizan los diseños y la asignación de recursos. La compañía también lo inventó para ahorrar tiempo y priorizar qué partes necesitan prioridad. El software realmente tiene en cuenta los plazos, la disponibilidad de la máquina y los horarios para que los usuarios puedan optimizar sus procesos.

Una alternativa al anidamiento

Si bien el software de anidamiento puede administrar una función similar, el análisis holístico tiene distintas ventajas. La empresa afirma: «El software de anidamiento ofrece una solución iterativa, que requiere que los usuarios establezcan límites de tiempo o una capacidad de densidad ideal antes de que se complete el proceso de anidamiento «.

Como el software de anidamiento es a menudo programas independientes, consumen tiempo y recursos en segundo plano, por lo que a menudo inhiben los proyectos. La nueva herramienta de AMFG estima la tasa de llenado de la construcción casi instantáneamente una vez que los usuarios eligen qué partes quieren hacer. El software de anidamiento, por otro lado, toma mucho tiempo para cubrir este mismo conjunto de tareas.

Otra ventaja de la herramienta es que está en constante aprendizaje. Si bien los primeros usuarios completarán sus propias estimaciones, los protocolos de aprendizaje automático permiten que la herramienta mejore su precisión con el tiempo. En fases posteriores, la empresa espera que la herramienta pueda hacer sus propias sugerencias sobre la programación y el tiempo de construcción. AMFG afirma que se encuentra solo en su primera fase a partir de ahora.

Imagen destacada cortesía de AMFG, recuperada a través de su sitio web.

Los materiales para las tecnologías de impresión SLS y SLA a menudo vienen en negro o gris, ya que utilizan sensibilizadores convencionales a base de carbono. Sin embargo, investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) han descubierto que ciertos fotosensibilizadores permiten la impresión SLS en color .

Los “sensibilizadores fototérmicos” se han vuelto más populares recientemente como medio para mejorar la sinterización de polímeros. Estos fotosensibilizadores también se agregan para reducir aún más los requisitos de energía del proceso. Sabemos desde hace un tiempo que elementos como los nanotubos de carbono, el negro de carbón y el grafeno absorben la luz mucho mejor y pueden servir como catalizadores del proceso. Sin embargo, ahora los investigadores están probando el campo con fotosensibilizadores como nanobarras de oro y produciendo impresiones 3D blancas «tan cercanas al blanco como sea posible». Este material se puede mezclar fácilmente con tintes para producir impresiones de color resistentes.

Impresión SLS en color

Como dice el estudio: “ Aquí, abordamos este problema diseñando sensibilizadores fototérmicos resonantes hechos de nanopartículas plasmónicas que absorben fuertemente en el infrarrojo cercano, mientras que interactúan mínimamente con la luz visible. »

Crearon los nuevos materiales recubriendo nanobarras de oro con sílice y mezclándolas con polvos de poliamida. Luego idearon una forma de mezclar tintes para la experiencia completa en tecnicolor. Además de mostrar la capacidad de colores vivos, también era inmensamente fotosensible. Los investigadores observaron que la conversión de luz a calor se comparó con compuestos equivalentes que utilizan el negro de carbón estándar de la industria como sensibilizador. Tanto es así, de hecho, que podrían sinterizarlo con una fuente de luz de bajo consumo.

La existencia de este método es un gran paso adelante para la impresión SLS, tanto en color como en sensibilidad fototérmica. Todo tipo de empresas están explorando la posibilidad de imprimir en color en muchos tipos de impresión 3D. Esta es, como muchos sienten, una de las cosas que detiene la adopción de la fabricación aditiva en su conjunto. Con suerte, este es un paso hacia un futuro brillante y colorido.

El estudio completo, Impresión 3D en blanco y en colores brillantes basada en sensibilizadores fototérmicos resonantes, está disponible aquí . Imagen destacada cortesía de la American Chemical Society.

Las baterías de iones de litio están en todas partes y son de uso tan común. Dado que son tan ubicuos, los científicos han estado buscando durante mucho tiempo mejorar su producción experimentando con las diversas microestructuras dentro de ellos. Lo que han descubierto es que pueden administrar una mejor capacidad si sus electrodos de microescala tienen poros y canales. Como resultado, estas estructuras permiten que el litio se transporte a través de la batería de manera eficiente. Ahora, los científicos buscan crear baterías de alta eficiencia con electrodos conectados en microredes impresas en 3D con porosidad controlable.

La investigación es una colaboración entre la Universidad Carnegie Mellon y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Missouri . Usando geometrías complejas, los investigadores aumentaron tanto la capacidad como las tasas de descarga. Otra gran característica es que los electrodos mantuvieron su estructura geométrica sin deformarse incluso después de cuarenta ciclos electroquímicos. El sistema ahora es más robusto y puede gestionar características de eficiencia mucho mejores con el mismo peso.

“ En el caso de las baterías de iones de litio, los electrodos con arquitecturas porosas pueden conducir a mayores capacidades de carga ”, dice Rahul Panat, profesor asociado de ingeniería mecánica en la Universidad Carnegie Mellon. “ Esto se debe a que tales arquitecturas permiten que el litio penetre a través del volumen del electrodo, lo que conduce a una utilización muy alta del electrodo y, por lo tanto, a una mayor capacidad de almacenamiento de energía. En baterías normales, el 30-50% del volumen total del electrodo no se utiliza. Nuestro método supera este problema mediante el uso de la impresión 3D, en la que creamos una arquitectura de electrodo de microrejilla que permite el transporte eficiente de litio a través de todo el electrodo, lo que también aumenta las tasas de carga de la batería «.

Impresión de mejores baterías

Se puede ver la integración de la estructura en la imagen de arriba, tejiendo a través de la forma sólida de la batería. La celosía crea canales para el transporte eficaz de electrolito dentro del volumen de material. Los investigadores lograron esta hazaña a microescala con el uso de la impresión 3D Aerosol Jet . Los métodos de chorro de aerosol permiten la deposición de gotas y un mayor control a una escala más pequeña, mientras que los métodos de extrusión típicos no podrían funcionar a este nivel.

“ Debido a que estas gotas están separadas unas de otras, podemos crear estas nuevas geometrías complejas ”, dice Panat. “ Si se tratara de un solo flujo de material, como es el caso de la impresión por extrusión, no podríamos fabricarlos. Esto es algo nuevo. No creo que nadie hasta ahora haya utilizado la impresión 3D para crear este tipo de estructuras complejas «.

Imagen destacada cortesía de Rahul Panat, Facultad de Ingeniería de la Universidad Carnegie Mellon. Recuperado a través de Science Daily.

ETH Zurich está trabajando arduamente en el proyecto de su casa DFAB y todos saben que cada casa necesita un techo. La universidad ha optado por realizar el Smart Slab Ceiling utilizando un encofrado de impresión 3D de arena con un molde impreso en 3D. Esto la marca como la primera estructura en utilizar esta nueva técnica innovadora.

El Smart Slab es un panel que servirá como techo de la casa y ofrece un diseño con espesores variables en diferentes puntos. El techo es una estructura de 80 m cuadrados que pesa 15 toneladas. En su punto más delgado, puede ser de unos 20 mm. A pesar de parecer tan delgado y de un material como la arena, definitivamente es muy fuerte y duradero.

Vale la pena señalar que ETH no imprimió toda la estructura, sino que imprimió el molde. Sin embargo, imprimir el molde proporcionó ventajas únicas a los diseñadores. La cantidad de precisión y control que otorga la impresión 3D les permitió controlar cada pulgada (o milímetro) del material de hormigón reforzado con fibra de alto rendimiento.

Desarrollo del techo de losa inteligente

Varios procesos y socios trabajaron en Smart Slab. Primero, el grupo ETH desarrolló un software completamente nuevo para construir correctamente el encofrado de arena. Luego, el equipo ingresó todos los datos necesarios, como las dimensiones de la habitación, los bordes y las curvaturas. El proceso les permitió un control preciso sobre la geometría de la losa de modo que cada punto fuera tan grueso como fuera necesario, dándole esa forma maravillosamente variable.

“ No dibujamos la losa; lo programamos ”, dijo Mania Aghaei Meibodi, líder del proyecto Smart Slab e investigadora principal del grupo de Dillenburger. “ No habría sido posible coordinar todos estos aspectos con la planificación analógica, especialmente con tanta precisión. »

El techo consta de nervaduras de diferentes tamaños, con las nervaduras principales que soportan las cargas, mientras que las nervaduras de filigrana más pequeñas tienen principalmente un diseño acústico y una estética elegante. El software de planificación también ayudó a integrar los sistemas de iluminación y rociadores en la estructura de la losa.

El encofrado de arena impreso en 3D real fue producido por un socio industrial, dividido en múltiples secciones del tamaño de una paleta para facilitar la impresión y el transporte. Un segundo socio industrial desarrolló un segundo encofrado de madera mediante mecanizado CNC. Este se colocó encima del Smart Slab, conservando su forma y dejando áreas huecas para un peso más ligero.

Finalmente, un tercer socio industrial combinó los dos tipos de encofrado rociando el hormigón reforzado con fibra sobre el encofrado de arena para producir una carcasa de hormigón inferior y vertiendo el hormigón restante en el encofrado de madera. Esto compuso 11 segmentos de hormigón que dejaron secar durante dos semanas enteras.

Video e imagen destacada cortesía de ETH Zurich.

Las ópticas impresas en 3D pueden crear dispersión como resultado de la rugosidad de la superficie. Aunque ahora parece que la Universidad de Stanford ha encontrado una nueva técnica que permite la producción de componentes ópticos más suaves.

La técnica se trata menos de materiales de impresión 3D y más inclinada hacia el posprocesamiento. Los investigadores de Stanford, Nina Vaidya y Olav Solgaard, crearon una mezcla de polímeros curables por UV para su integración con la superficie de la pieza impresa. Las mezclas pueden reducir la rugosidad de la superficie a unos pocos nanómetros en lugar de a decenas de micrones.

» Probamos una serie de técnicas de suavizado, incluido el pulido a la llama, el pulido con vapor de acetona, la pulverización de recubrimientos poliméricos y el pulido mecánico «, explican los investigadores. “ Ninguno de estos métodos crea las superficies lisas a escala nanométrica necesarias para las aplicaciones ópticas. »

Entonces, los investigadores decidieron hacer una mezcla de polímeros que consta de metacrilatos, acrilatos y uretano. Comparándolo con un curado por calor, este proceso minimiza la contracción del polímero, lo que a su vez maximiza la suavidad de la superficie y la cobertura de conformación.

El proceso de suavizado

1. Enjuague la parte impresa en 3D con agua y detergente. Lavar con agua DI (desionizada) y secar. Dejar secar completamente en horno a baja temperatura.
2. Coloque la pieza al vacío para desgasificar durante unas horas.
3. Aplique una capa fina de gel (mezcla de polímero curable por UV) sobre la superficie de la pieza impresa en 3D con un pincel fino.
4. Colóquelo en la cámara de vacío para eliminar el aire atrapado en el material impreso, en la capa de gel o entre la superficie impresa y el gel para que el gel pueda rellenar los poros o depresiones y hacer superficies lisas.
5. Si es necesario para una cobertura conforme, use la gravedad o el giro para eliminar el exceso de gel. Deje que el gel fluya por gravedad colocando la óptica plana sobre un soporte. Girar a unas 1400 rpm durante 3-5 minutos mientras el gel aún no se ha curado. Cepille el exceso de gel en el borde del marco / soporte.
6. Cure con UV la superficie de gel terminada durante un par de minutos, con el tiempo exacto dependiendo del tamaño de la pieza.

Probando las nuevas impresiones

Los investigadores probaron su técnica con espejos planos y parabólicos, matrices de concentradores solares y lentes de inmersión utilizados en microscopía de muestras biológicas. Cada una de las pruebas mostró una reducción constante de la rugosidad de la superficie a menos de tres nanómetros.

Dado que la impresión 3D se ha convertido en un campo tan diverso, los investigadores también tuvieron que probar varios tipos de fabricación aditiva. El investigador concluyó que las impresoras SLA y de cera eran las más efectivas para crear componentes ópticos. También afirmaron que imprimirlos tenía muchos beneficios. Por ejemplo, era de bajo costo, potencialmente personalizable, liviano, con poco desperdicio de material y fácil de fabricar. Al ver todas estas ventajas, es difícil imaginar que los fabricantes de ópticas no se lanzarán pronto al proceso.

Todas las imágenes destacadas son cortesía de los investigadores, recuperadas a través de Nature. El estudio completo también está disponible aquí.