Impresión 3D de pelo: infinitas posibilidades de aplicación

Impresión 3D de pelo: infinitas posibilidades de aplicación.

Hoy hablaremos de uno de los resultados más sorprendentes y con mayor número de posibilidades de las últimas investigaciones en este campo: la impresión 3D de pelo.

Los laboratorios de investigación MIT han sido responsables de numerosas innovaciones en el mundo de la impresión 3D, desde Materiable (un interfaz impresa en 3D que cambia de forma), la XPrint (una bioimpresora modular de código abierto), hasta robots hidráulicos impresos en 3D capaces de salirse del lecho de impresión.

Impresión 3D de pelo: Proyecto Cillia

Uno de los proyectos más impresionantes que han salido recientemente de esta universidad es sin lugar a duda Cillia: una plataforma de software que permite al usuario diseñar e imprimir en 3D estructuras capilares. Esta tecnología podría abrir muchas puertas en múltiples campos.

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Antes de Cillia, los fabricantes querían crear un modelo 3D usando software CAD que creara finas estructuras con las características del pelo, mechón a mechón, lo que conllevaba un proceso muy largo que hacía imposible además que el resultado similar al pelo fuera el deseado. El nuevo software se salta el paso del diseño en CAD y en solo unos pocos minutos puede integrar miles de pelos en un diseño a través de una interfaz corredera que permite determinar el ángulo, el grosor, la densidad y la altura de los cabellos.

Imitando a la naturaleza

Con este innovador software, cada pelo puede generarse con una resolución de 50 micras (la misma que la del cabello humano) y puede imprimirse con diferente tipo de texturas y en diferentes tipos de superficies gracias a la estereolitografía 3D (SLA). El Cillia de MIT ha sido presentado recientemente

Actualmente, los creadores de este innovador software están experimentando con las ventajas de este nuevo tipo de producto impreso en 3D dando cuenta de su fantástico potencial para múltiples usos, como por ejemplo en la fabricación de velcros de cerdas finas que se puedan disponer en un ángulo determinado. Aplicación que ya ha sido realizada con éxito.

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Para aplicaciones sensitivas de la impresión 3D de pelo, el equipo ha impreso la figura de un conejo cubierto de pelaje, que está equipado con luces LED que se encienden cada vez que el conejo es golpeado de determinada forma. Este proceso también ha obligado a los investigadores a hacer posible la impresión de pelo sobre una superficie con curvas, mucho más difícil de hacer que sobre una superficie lisa.

Movimiento de objetos

Para el accionamiento o el movimiento de objetos, el MIT ha creado una tabla hecha de cabellos impresos en diferentes ángulos y altura con la capacidad de clasificar los objetos por peso.

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Con tan solo las vibraciones que crea el movimiento, las fibras son capaces por ejemplo, de mover monedas sobre una mesa y ordenarlas según su peso y su frecuencia de vibración. Los investigadores has demostrado también que con vibraciones, las superficies de cerdas podrían usarse como motores lineales o rotatorios. Como ejemplo curioso podemos decir que un molino de viento podría fijarse a un móvil y la vibración del mismo haría que el molino de viento girara.

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Todo un potencial de aplicaciones gracias a la impresión 3D

Jifei Ou, un estudiante de arte y ciencias y autor principal del artículo, explica que esta tecnología se ha inspirado en estructuras naturales como el pelo humano o los cilios, que eliminan el polvo de nuestros pulmones. Gracias al gran potencial de la impresión 3D esperan poder crear nuevos materiales con funciones y propiedades inspiradas en la naturaleza pero que sean ajustables y controlables de forma sencilla.

Como ya hemos visto a través de este y otros muchos experimentos, el potencial de la creación de estructuras similares a pelos por medio de la impresión 3D son enormes, pudiendo crear gran variedad de objetos inteligentes e interactivos.

Os dejamos este video donde se pueden ver las maravillas de los resultados de esta investigación y sus aplicaciones.

Origen: Impresión 3D de pelo: infinitas posibilidades de aplicación

La impresión 3D en el mercado de recambios y repuestos

La impresión 3D en el mercado de recambios y repuestos

Una vez que un producto es adquirido, comienza el uso de su vida útil y requerirá de mantenimiento para poder continuar su operación, incluyendo también, en muchos casos, los repuestos. Industrias como la automoción o la aeronáutica se encuentran con regulaciones que imponen períodos de tiempo en los que tendrán que seguir estando disponibles repuestos aunque el producto haya dejado de fabricarse.

La posibilidad de digitalizar y fabricar bajo demanda es para el sector post-venta a la vez una oportunidad estratégica y una amenaza a los actuales actores. La accesibilidad a las piezas adecuadas en el momento en el que son necesarias para las tareas de mantenimiento, reparaciones y operaciones es clave, y en ocasiones difícil de predecir.

Situación actual del mercado de recambios y respuestos

La situación actual obliga mantener inventarios estimativos de las piezas necesarias, con el coste de almacenaje y previsión que esto conlleva. Además, una disponibilidad inmediata y cercana al lugar donde se desarrollan las operaciones disminuye el tiempo de inmovilización, factor clave en algunos sectores como el aeronáutico o el transporte por tierra comercial.

En cambio, la impresión 3D plantea un nuevo escenario en el que sería posible crear in-situ las piezas necesarias. Para ello, sería necesario disponer de un catálogo digitalizado accesible y de talleres con las tecnologías de fabricación aditiva y acabados necesarios. De esta forma, se acaba con el almacenamiento de piezas, desaparecen los costes de transporte y se permite un soporte más prolongado a productos de generaciones anteriores. Sin embargo, sigue siendo un reto conseguir alcanzar los estándares de calidad necesarios y cumplir con los procesos de certificación establecidos.

Posibilidades y oportunidades de la impresión 3D en el mercado de repuestos

La situación actual del mercado de componentes del automóvil nos muestra un mercado con alta competencia por parte de fabricantes originales y fabricantes bajo licencia. Algunos de los fabricantes, como Audi, han hecho explícitas sus investigaciones para el uso de la fabricación aditiva en el campo de los repuestos, algo que sería una implicación directa también de la inclusión de piezas fabricadas por impresión 3D en los modelos salidos de fábrica, como plantean BMW y Rolls Royce. Si saltamos al sector ferroviario, potentes empresas alemanas como Siemens y EOS están apoyando la iniciativa de Deutsche Bahn para la fabricación de repuestos, contando con algunos de los mayores actores del sector.

Aunque el del automóvil es el sector industrial de mayor extensión, este mismo concepto interesa en gran medida a otros, primando el aeroespacial y la defensa. Los costes de inmovilización de aeronaves son muy altos y los problemas pueden aparecer en aeropuertos remotos, lejos de las bases de operación de las aerolíneas. Gran parte de los fabricantes tienen la mirada en esto y actores como Airbus se han aliado con SAP para disponer de catálogos de piezas que favorezcan la fabricación distribuida.

Desde una perspectiva de defensa, la situación es mucho más estricta y más cuando se habla de disponer de repuestos en el campo de batalla. La fabricación directamente a partir de materiales facilita el suministro de repuestos y reduce en gran medida el material a transportar y mantener. El ejército chino ya ha anunciado estar catalogando miles de componentes con este fin, y la fuerza aérea israelí estudia utilizar impresión 3D para los repuestos de sus cazas, mientras ha empezado ya a fabricar UAVs (aeronaves no tripuladas).

Estamos entonces ante una aplicación prometedora, con un gran potencial y en un caso de estudio que parece canónico para la impresión 3D, pero que todavía ha de saltar a la práctica.

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La impresión 3D capacita a las pymes para asumir grandes proyectos

La impresión 3D impulsa a las pymes para asumir grandes proyectos.

En las puertas de la cuarta revolución industrial, la impresión 3D se presenta como una de las tecnologías más prometedoras y de mayor impacto en la economía, suponiendo una interesante apertura de nuevas posibilidades especialmente para las pymes. Según los datos recogidos por el Observatorio Permanente de Fabricación Aditiva, OPTFAIN, las empresas proveedoras de servicios de impresión 3D experimentarán un crecimiento del 25% anual hasta el año 2020. Y se calcula que dentro de cinco años el 41% de las empresas industriales cooperarán con algunos de estos proveedores de servicios, mientras que el 25% habrá implantado sus propios sistemas.

A juicio de los analistas del observatorio, la mayor facilidad de acceso a la impresión 3D que está impulsando este crecimiento se debe principalmente al abaratamiento de costes y al desarrollo creciente de múltiples soluciones para los distintos sectores industriales. Todo esto, además, es lo que está permitiendo aumentar la competitividad de aquellas pymes que deciden apostar por la impresión en 3D, siendo éste el factor que más está contribuyendo a la reactivación de las economías locales y a una mayor democratización de la producción.

Esta realidad hemos podido verla con detalle recientemente detrás del proyecto de reconstrucción de una réplica a escala de la mayor refinería de Europa, situada en Escombreras, para la multinacional energética Repsol. El trabajo ha sido llevado a cabo por Tikoa, una joven empresa dedicada a la impresión 3D, en colaboración con Cultural Media.

Debido a la complejidad y los requerimientos del proyecto, solo unas pocas empresas de gran envergadura y muy especializadas podían haber hecho frente a su elaboración. Sin embargo, con el conocimiento adecuado de las posibilidades de la impresión 3D y el asesoramiento del Observatorio OPTFAIN, Tikoa no sólo fue capaz de realizar una fiel reproducción de la refinería, sino que además supuso un ahorro en costes de cerca de 50.000 € para Repsol.

La maqueta resultante es única en el país por sus características, ya que está realizada íntegramente mediante impresión 3D y ha sido capaz de reflejar fielmente los complejos elementos de la refinería con un nivel de detalle milimétrico. Cuenta con una superficie de 49.610 centímetros cuadrados y un total de 1200 piezas que integran un sistema interactivo por retroiluminación que reproduce los distintos procesos que ocurren en cada parte de la refinería.

Para lograr llevar a cabo este proyecto con las exigencias de calidad requeridas, esta joven empresa ha contado con el seguimiento y el asesoramiento del Observatorio OPTFAIN de Fabricación Aditiva, que cuenta con más de 25 expertos en diversas disciplinas relacionadas con la impresión 3D. Al tratarse de una tecnología con posibilidades tan diversas, poder recibir un buen asesoramiento se convierte en uno de los factores clave a la hora de que una pequeña o mediana empresa pueda aventurarse a desarrollar proyectos de gran magnitud con seguridad, ya que nos permite contar con una elaboración rápida de presupuestos y con una detallada planificación con lo necesario para llevar el proyecto a cabo.

Los beneficios, en estos casos, además de ser notables para las partes implicadas (por la reducción de costes y la disminución de tiempo), también aportan un impacto positivo en el entorno, debido al aumento de posibilidades para empresas más cercanas, que conlleva también una disminución en las necesidades de transporte. A juicio de Francisco Piqueras, CEO de TIKOA: “en los próximos años un gran número de profesionales usarán estas tecnologías a un coste cada vez más asequible, permitiéndoles recuperar una mayor capacidad en la producción de objetos, que hoy se concentra en los grandes capitales, ayudando a impulsar el desarrollo de las pymes y de las economías locales como consecuencia”.

 

Origen: La impresión 3D capacita a las pymes para asumir grandes proyectos

Realidad virtual en la impresión 3D 

Realidad virtual en la impresión 3D.

El centro tecnológico Eurecat (miembro de Tecnio) ha presentado en la feria Advanced Factories de Barcelona (España) una impresora 3D con realidad virtual, una innovación vinculada a la industria 4.0 que permite que las plantas de producción puedan saber en todo momento los datos generales sobre cómo es la pieza que están fabricando y tener información sobre su geometría y el comportamiento de los materiales.

Según el director del Área de Tecnologías Industriales de Eurecat, Xavier Plantà, “la impresión 3D estará plenamente incorporada en los procesos de producción de las empresas finalistas en menos de cinco años” y tendrá un impacto importante en sectores como la aeronáutica, la automoción y la producción de bienes y equipos.

En paralelo, la impresión 3D “estará asimilada por parte de los ingenieros, como lo está el diseño por ordenador”, de forma que “también antes de cinco años los nuevos ingenieros habrán aprendido a conceptualizar nuevos productos y soluciones con esta tecnología”, afirma.

Según director del Área de Tecnologías Industriales de Eurecat, la impresión 3D “ha abierto un nuevo mundo a la manufactura” con un abanico de materiales muy diferentes y que “abarca desde el usuario doméstico y el mundo profesional hasta sectores con los máximos requerimientos, como es el caso de la aeronáutica”.

La impresión 3D “es una nueva forma de fabricar con personalidad propia y ahora la industria está invirtiendo mucho en tecnologías de aplicación finalista que se adapten a las exigencias y requerimientos de producción”, después de haber conseguido introducirse muy rápidamente en ámbitos como el escolar y el médico, apunta el experto de Eurecat.

“Los futuros ingenieros desde la escuela tienen contacto con estas nuevas tecnologías y pueden desarrollar su vocación y creatividad para que la mayoría de centros ya las incorporan como herramienta habitual en sus métodos”, detalla Plantà.

La incorporación de realidad aumentada a la impresión 3D se encuadra en la línea emprendida por Eurecat de promover la innovación en el campo la impresión aditiva, un ámbito en el que su centro de Cerdanyola trabaja desde 1994, fecha en la que organizó el primer congreso que hablaba de esta tecnología, conocida en ese momento como rapid prototyping.

En 1998 el centro comenzó a transferir su conocimiento en impresión aditiva a países como China, Colombia, Perú, Argentina y México y en 2000 fue el primer centro tecnológico del mundo que impartió un curso online sobre esta materia en inglés y en castellano. El año siguiente incorporó la primera máquina de rapid prototyping en metal de España y en 2003 impulsó la primera asociación sectorial. Además, es de los pocos centros en España que cuentan con tecnología patentada en este ámbito.

Origen: Realidad virtual en la impresión 3D

Impresión 3D robótica para la construcción usando una pequeña cantidad de tierra “in situ”

Impresión 3D robótica para la construcción usando una pequeña cantidad de tierra “in situ”

El Instituto de Arquitectura Avanzada de Cataluña (IAAC) ha investigado la aplicación de la impresión 3D al sector de la construcción y ha desarrollado una tecnología llamada Pylos.

El método surgió de un proyecto de investigación cuyo objetivo consistía en crear una nueva técnica de impresión tridimensional arquitectónica que se basara en el estricto uso de materiales naturales y biodegradables, de origen local y que pudieran ser reutilizados después de haber servido a su propósito.

El método Pylos se diferencia en que en vez de alterar el material natural para adaptarlo a sus necesidades, permite que el material dé forma a la tecnología.

Según el IAAC, el proceso de investigación incluyó la optimización de la mezcla de materiales utilizando sólo aditivos naturales, así como la mejora de los tiempos de fabricación, y el material no puede ser otro que el suelo.

En la primera fase del proyecto se ha logrado un material que está basado en un 96% en el suelo y que tiene tres veces más resistencia a la tracción que la arcilla industrial. Tampoco está horneado, lo que significa que se puede reutilizar una y otra vez o, simplemente, devolverlo a la Naturaleza, a diferencia del barro cocido.

El proyecto Pylos se enmarcó en el programa TerraPerforma, con el que se trataba de demostrar la capacidad de la arcilla para servir como un material eficaz de construcción para plasmar cualquier tipo de diseño arquitectónico, a pesar de que la arcilla está generalmente asociada con la construcción en áreas subdesarrolladas y pobres.

El IAAC utilizó software como Rhino, CFD, Ladyburg y Karamba para simular el efecto del viento, del sol y el comportamiento simulado de la arcilla y probó las simulaciones digitales y las estructuras fabricadas mediante impresión 3D para evaluar el rendimiento de los materiales cuando se exponen a las características climáticas naturales. Así, se probaron factores como la radiación solar, la luz, la conectividad térmica, la convección térmica, la masa y el comportamiento estructural.

El IACC cree que un enfoque de construcción mediante módulos sería el más adecuado, debido a la dificultad de trasladar una impresora 3D robótica a sitios con duras condiciones climáticas que podrían afectar a los proyectos de construcción en los mismos.

Cada módulo ha sido diseñado de forma paramétrica, para un rendimiento óptimo dependiendo de la radiación solar y eólica y fue impreso en 3D como un gradiente tanto horizontal como vertical, con el fin de optimizar la luz solar desde el Este y el Oeste. Para maximizar aún más la luz del sol y el canal del viento, los módulos se han diseñado con varias aberturas estratégicamente colocadas.

El IACC también trabajó con la empresa Tecnalia y su robot CoGiro, de gran tamaño, lo que permitió al equipo crear la mayor pieza monolítica del proyecto.

Ambas entidades han colaborado no sólo en TerraPerforma, sino también en un proyecto llamado On Site Robotics, encaminado a demostrar la eficacia de la impresión 3D y la robótica en la construcción automatizada.

 

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