Primera hélice impresa en 3D

Primera hélice impresa en 3D - impresoras 3D

Primera hélice impresa en 3D.

 

La empresa holandesa Damen Shipyards, que opera más de 30 astilleros en el mundo, ha anunciado a través de su página web la impresión 3D del primer prototipo de hélice para un buque mercante.

En el proyecto, que puede revolucionar la forma en que se fabrican las piezas navales, participan además RAMLAB, Promarin, Autodesk y Bureau Veritas.

La hélice, con un diámetro de 1.300 mm y un peso de 180 kilogramos,  está impresa en una aleación de níquel-aluminio-bronce (NAB) en las instalaciones de Rotterdam Additive Manufacturing LAB (RAMLAB) del Puerto de Rotterdam, y cuenta con una estructura de triple hoja.

Se ha usado tecnología WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing), con  un sistema de soldadura Valk y el software de Autodesk. La hélice, de tres palas, está  basada en el diseño de Promarin que habitualmente se instala en los remolcadores Stan 1606 de Damen.

 

 

Según representantes de las empresas involucradas en la construcción de la hélice, denominada WAAMpeller, este avance representa una curva de aprendizaje abrupta de la comprensión de las propiedades de los materiales.

 

 

Kees Custers, ingeniero de proyectos en el departamento R&D de Damen, declaró que “esto se debe a que los materiales impresos 3D se construyen capa por capa. Como consecuencia, muestran diferentes propiedades físicas en diferentes direcciones – una característica conocida como anisotropía. Por el contrario, los materiales de acero o fundidos son isotrópicos: tienen las mismas propiedades en todas las direcciones”.

 

 

Además, Kees Custers señaló que WAAMpeller es un hito en término de técnicas de producción con impresión 3D, ya que “el reto ha sido traducir un archivo CAD 3D en una computadora a un producto físico. Esto se hace más complejo porque esta hélice es una forma geométrica de doble curvatura con algunas secciones que sobresalen complicadas“.

 

 

 

 

 

 

 

 

Damen utilizará WAAMpeller con propósitos de prueba para crear una nueva hélice en el futuro. “Comenzaremos la producción de una segunda hélice con aprobación de clase más adelante el próximo mes, utilizando todas las lecciones que hemos aprendido durante los últimos meses. Nuestro objetivo es instalar este segundo en uno de nuestros remolcadores a finales de este año“, expresó Custers.

 

 

Origen: Primera hélice impresa en 3D

El primer coche impreso en 3D

El primer coche impreso en 3D.

 

El Urbee 2 es el primer coche fabricado con técnicas de impresión 3D. Se caracteriza por ser un híbrido de 3 ruedas muy ligero. Su creador, Jim Kor, hace énfasis en la responsabilidad ecológica que cumple el coche y en la seguridad que proporcionará al consumidor.

La tecnología 3D llega a los vehículos gracias a Jim Kor, el creador del primer coche impreso en 3D: un híbrido de 3 ruedas y de modelo Urbee 2. La consistencia del vehículo es robusta a la par que ligera, y su composición es de plástico principalmente, aunque el motor y el chasis son de acero.

Esta tecnología simplifica mucho el proceso de fabricación y ensamblaje de los vehículos; en vez de diseñar muchas piezas para montarlas posteriormente, con las impresoras 3D basta con esculpir una sola. A pesar de esta sencillez, la seguridad del coche estará garantizada, pues Kor ha prometido que se someterá a las inspecciones tecnológicas que sean convenientes.

Para Jim Kor, una de las características fundamentales de su coche es el compromiso que mantiene con el medio ambiente, haciendo honor a la filosofía de su empresa Kor Ecologic; “usar el mínimo de energía posible por cada kilómetro y contaminar lo menos posible en el proceso de fabricación, funcionamiento y posterior reciclado del coche”.

Las grandes corporaciones y gobiernos han sido los primeros en usar esta tecnología en sectores como la medicina o la arquitectura. Las ventajas que supone el desarrollo de este dispositivo para el avance de la ciencia podrían ser la solución a muchas incógnitas y problemáticas hoy día irresolubles. Por ejemplo, hace un año se logró trasplantar una mandíbula de titanio creada con una impresora 3D y, el mes pasado, se empezaron a crear células madre vivas en una impresora 3D para regenerar tejidos.

El precio de este tipo de impresora ha empezado a bajar recientemente para poder ajustarse a las necesidades de las pequeñas empresas. Las impresoras ZPrinter 150 y ZPrinter 250 (desde 15.000 dólares) salieron en 2010 haciendo asequible la impresión en 3D.

Origen: El primer coche impreso en 3D

Impresoras 3D con madera o cemento 

Impresoras 3D con madera o cemento.

 

Las impresoras 3D utilizan habitualmente plástico, el más común de ellos es el de tipo ABS, para hacer realidad los modelos virtuales que les llegan. Es un material que está dando buen rendimiento, aunque una de sus desventajas es su elevado precio. Un kilo se puede comprar a través de diferentes portales web por 30 y 60 dólares (entre 23 y 46 euros).

El proceso de producción del plástico ABS, y también del PLA, la otra alternativa mayoritaria para la impresión 3D, es caro. De ahí que  la venta final al consumidor tenga un precio alto. La búsqueda de materiales alternativos para alimentar a las máquinas se hace necesaria, sobre todo teniendo en cuenta la popularidad que está ganando el moldeado en tres dimensiones.

La tecnología se conoce desde hace décadas, aunque ha sido el reciente abaratamiento de las máquinas el que ha hecho posible su difusión a un público más amplio, más allá del sector industrial. En estos momentos es un área en pleno crecimiento. El año 2012 el mercado global de la impresión 3D alcanzó un 2.200 millones de dólares (1.705 millones de euros), un incremento del 28,6% respecto al ejercicio anterior, según los datos de la consultora Wohlers Associates. Esta misma firma espera que para 2019 se llegue a un volumen de 6.500 millones de dólares (5.037 millones de euros).

Siendo consciente de esta tendencia, y de la necesidad de nuevos materiales, la empresa californiana Emerging Objects ha explorado  la conversión de hormigón o madera en filamentos que puedan ser utilizados por una impresora 3D. El resultado de sus investigaciones ha sido la síntesis de seis compuestos basados en materiales diferentes. Algunos de ellos aún están en fase de experimentación, pero de otros ya se ha comprobado su eficacia.

En la web de  Emerging Objects se pueden ver piezas de decoración impresas con madera, un perchero basado en nailon o un banco construido con cemento. La compañía ha logrado sintetizar estos compuestos mezclando los materiales que se buscaban con una sustancia líquida, que convierte el resultado en un filamento apto para las impresoras 3D. Cualquier máquina puede utilizarlos.

Impresión 3D y reciclaje.

El compuesto basado en madera está destinado a servir para la impresión de muebles o pequeños objetos de decoración, mientras que el de cemento se orienta a la arquitectura. Según la compañía californiana las estructuras resultantes son más fuertes que el hormigón normal.

También han creado compuestos de nailon y de materiales acrílicos. Aunque quizá los más sorprendentes son los que están basados en sal, que se seca rápidamente y se puede procesar a posteriori para aumentar su dureza, y en papel. Este último, en fase de experimentación todavía, procede del reciclaje de periódicos. No es el único material, también  se reciclan distintos tipos de madera para dar lugar al sucedáneo correspondiente.

La voluntad de utilizar residuos para crear el filamento para impresoras se une a la posibilidad de reciclar los objetos, una vez moldeados. Cada material se puede volver a convertir en masa para volver a esculpir de nuevo en tres dimensiones. Este proceso también se puede dar con los plásticos ABS y PLA. De hecho, se están construyendo máquinas capaces de convertir  envases de alimentos y otros residuos caseros en materia prima para las impresoras 3D.

Discos en vinilo hechos con impresoras 3D 

Discos en vinilo hechos con impresoras 3D.

Siguiendo con las inagotables capacidades de las impresoras tridimensionales, la ingeniera de software Amanda Ghassaei ha encontrado un nuevo uso: imprimir discos musicales de 33rpm en vinilo en una Objet Connex 500 que usa resina. En este formato ya es posible escuchar temas de Radiohead, Daft Punk o New Order.

La calidad del sonido no es demasiado buena, pero la música suena y las canciones son reconocibles. Entre las pegas que por el momento tienen estos discos figuran que los surcos ocupan diez veces más espacio que los discos de vinilo convencionales, lo que supone que en el tamaño que ocupa una cara de un LP en vinilo, sólo se puede imprimir una canción. La impresora tampoco es capaz de reproducir las señales más altas y más graves del espectro audible y añade un zumbido o chirrido.

‘Capa invisible’ con una impresora 3D doméstica

Capa invisible’ con una impresora 3D doméstica.

 

Las capas de invisibilidad se disponen a salir de los laboratorios y podrían llegar muy pronto a los hogares. Hasta ahora, en efecto, se había conseguido ya fabricar materiales capaces de hacer “desaparecer” objetos que se coloquen debajo. Pero se trataba siempre de experimentos complicados y para los que se necesitaba un equipamiento sólo al alcance de un puñado de expertos. Ahora, sin embargo, en un laboratorio de la Universidad de Duke (Carolina del Norte, Estados Unidos) han ido bastante más lejos y afirman que cualquiera podría, con una impresora 3D doméstica, fabricar su propia capa de invisibilidad en una sola noche y sin salir de casa. El trabajo se acaba de publicar en la revista “Optics Letters”.

El proceso resulta barato y sencillo, y puede realizarse en poco tiempo, entre tres y siete horas. “Yo diría que básicamente cualquier persona que pueda pagar un par de miles de dólares en una impresora 3D podría hacer una capa de plástico invisible literalmente en una noche”, asegura el ingeniero Yaroslav Urzhúmov, de la Universidad de Duke.

Las impresoras 3D imprimen objetos sólidos a partir de un diseño por ordenador. Para ello, la impresora va depositando, de abajo arriba capas de diferentes materiales. La técnica, una auténtica revolución, cada vez se utiliza con más asiduidad para elaborar todo tipo artículos de plástico, metal, vidrio o cerámica.

La capa invisible fabricada en las pruebas de Duke tiene la apariencia de un queso gruyer y está hecha de dos materiales: plástico ABS, muy resistente a los golpes, y aire. El objeto en cuestión mide 3 centímetros de grosor y podría cubrir 14 centímetros de diámetro, aunque es posible unir varias piezas hasta obtener el tamaño deseado. La invisibilidad está en relación con la cantidad de microondas que la capa pueda emitir.

David Smith, coautor del estudio, explica que la luz atraviesa el material de la capa, de manera que al situarse sobre un objeto opaco los hilos de fibra óptica del plástico se doblan sobre el objeto. Entonces se dejan huecos similares a agujeros que dejan pasar la luz, aunque no permiten observar que debajo hay algo.

Un objeto de varios metros.

En experimentos anteriores se había incluido metal, pero en esta ocasión sólo se ha utilizado plástico, lo que favorece su fabricación y su manejo, pues es más ligero. Las aplicaciones pueden ser de uso militar o civil. De hecho, la investigación ha sido financiada por la Oficina de Investigación del Ejército estadounidense. “Si se quieren eliminar obstáculos como pilares o pequeños edificios se pueden usar estas capas, lo que podría ser útil para la comunicación y para el radar”, aclara Urzhúmov.

¿Pero es posible crear capas invisibles más grandes? “Las simulaciones por ordenador me hacen creer que es posible crear una capa de invisibilidad a base de polímero muy fina que envuelva un objeto de varios metros de diámetro -comenta Urzhúmov-. Se puede imaginar cubriendo algo tan grande como un pilar de piedra o los mástiles metálicos de un barco”.

Los investigadores estiman que la nanotecnología facilitará ir más allá de las microondas y trabajar con mayores longitudes de onda y con materiales como vidrios transparentes y polímeros. Esto supondría un paso más en el nivel de invisibilidad.

 

Origen: ‘Capa invisible’ con una impresora 3D doméstica

Ir a la barra de herramientas