5 aplicaciones que muestran la innovación en impresión 3D

La fabricación aditiva (AM) es una de las tecnologías clave capaces de acelerar la innovación para los fabricantes. Las industrias que adoptan AM están atravesando una transformación, lo que trae consigo nuevas oportunidades en el diseño y fabricación de productos.

En el artículo de hoy, analizaremos algunos de los desarrollos recientes en la impresión 3D que podrían establecer nuevas tendencias en todas las industrias.

1. Un ojo biónico impreso en 3D

El ojo humano es una obra de ingeniería fascinante, pero recrearlo resultó un desafío debido a las múltiples barreras tecnológicas. Ahora, con la convergencia de la impresión 3D, la electrónica y la biología, el equipo de investigación de la Universidad de Minnesota encontró una manera de superar las barreras y creó un prototipo de ojo artificial.

Este hito marca un paso significativo hacia la creación de un ojo biónico, que podría ayudar a las personas ciegas a ver o a las personas videntes a ver mejor.

El prototipo de un ojo biónico está formado por una cúpula de vidrio hemisférica en la que se imprimieron partículas de plata. A continuación, utilizaron materiales poliméricos semiconductores para imprimir fotodiodos, que convierten la luz en señales eléctricas que se pueden procesar y convertir en imágenes reales.

Tras las pruebas, el ojo artificial funcionó con un 25 por ciento de eficiencia en la conversión de la luz. señales en señales eléctricas. Los investigadores dicen que es lo más cerca que hemos estado de desarrollar algo similar a un ojo real. Una impresora 3D multimaterial, desarrollada por el equipo, ha sido la clave para lograr esta gran hazaña.

Actualmente, los investigadores están trabajando en el próximo prototipo, que tendrá más receptores de luz que serán aún más eficientes. También buscan una forma de imprimir en un material hemisférico suave que pueda implantarse en un ojo real.

Aunque pueda parecer ciencia ficción, los ojos biónicos impresos en 3D pronto podrían convertirse en una realidad, marcando una nueva era en la medicina regenerativa.

2. Impresión 3D de barcos completos y refugios militares

Recientemente se ha aplicado la impresión 3D para producir un barco de 7,62 m, con un peso de más de 2 toneladas. Se dice que el barco, llamado 3Dirigo, es el objeto más grande jamás impreso en 3D. La hazaña fue lograda por el Centro de Estructuras y Compuestos Avanzados UMaine de la Universidad de Maine.

La impresión 3D a gran escala se está convirtiendo en una nueva tendencia, ya que más empresas están buscando formas de imprimir en 3D, no solo piezas pequeñas y prototipos, sino también estructuras grandes, de manera más económica.

La embarcación impresa en 3D es un indicador interesante de que esta tendencia está ganando terreno. El barco se creó en una sola pieza durante la impresión continua durante 72 horas. Cuando se utilizan métodos de fabricación tradicionales, la fabricación del barco podría llevar varias semanas o incluso meses.

La impresora 3D basada en extrusión, que creó el barco, ha sido diseñada para trabajar con materiales de base biológica, específicamente una mezcla de plástico y celulosa de madera. Se dice que los nuevos compuestos bioderivados sostenibles son reciclables y económicos.

Combinar estos materiales con la impresión 3D a gran escala no es una coincidencia. La impresión 3D también es conocida por ser una opción de fabricación sostenible, debido a la reducción del desperdicio de material y la producción más rápida más cerca del punto de necesidad.

Además del barco impreso en 3D, los investigadores también introdujeron un refugio de comunicaciones del ejército de EE. UU. de 3,65 m de largo impreso en 3D. Este proyecto fue una demostración de una colaboración entre UMaine y el Centro de Soldados del Comando de Desarrollo de Capacidades de Combate del Ejército de EE. UU. (CCDC) para desarrollar nuevos refugios de despliegue rápido para soldados.

En última instancia, estos desarrollos ofrecen una idea de cómo La impresión 3D a gran escala podría acelerar la innovación y el desarrollo de prototipos tanto en el sector marino como en el militar. Más allá de estas industrias, la impresión 3D a gran escala ya ha demostrado su utilidad para aplicaciones aeroespaciales, de construcción y de fundición.

3. Repensar la fabricación de cohetes

La industria aeroespacial, en particular, pronto podría transformarse mediante la impresión 3D a gran escala, ya que la startup Relativity Space, con sede en California, planea crear un cohete, del cual alrededor del 95 por ciento de los componentes se imprimirán en 3D.

Para hacer realidad su visión, la empresa ha desarrollado Stargate, una de las impresoras 3D de metal de soldadura por arco más grandes del mundo, impulsada por aprendizaje automático y robótica. La tecnología detrás de la impresora 3D Stargate funciona fundiendo alambre de metal a medida que se extruye desde una boquilla a una plataforma de construcción.

Con la capacidad de crear componentes tan grandes como 2,7 m (9 pies) de diámetro y aproximadamente 4,5 m (15 pies) de alto, Stargate imprimirá todos los tanques de combustible y otros componentes grandes de cohetes. Para piezas más pequeñas, la empresa utiliza tecnología de fusión selectiva por láser (SLM).

Al aplicar la impresión 3D para fabricar prácticamente un cohete completo, Relativity Space espera reducir en gran medida el peso del cohete, lo que puede reducir potencialmente el costo de lanzamiento, al tiempo que aumenta la carga útil. Además, la impresión 3D podría permitir a la empresa producir un cohete listo para volar en solo dos meses, un período de tiempo impresionante en lo que respecta a la fabricación de cohetes.

Relativity Space aspira a convertirse en el primero en poner en órbita un cohete totalmente impreso en 3D a principios de 2021. Si bien estos planes pueden haber parecido inicialmente inverosímiles, la compañía ha progresado constantemente hacia su objetivo. .

Por ejemplo, el producto principal de la empresa, el cohete Terran 1, ha experimentado algunas mejoras recientes, incluido un carenado de carga útil de 3 m, con el doble de volumen. Otro logro notable incluye una financiación Serie C de 140 millones de dólares recientemente cerrada, lo que lleva a la empresa un paso más cerca de su visión.

Al imprimir en 3D cohetes enteros, la entrega de cohetes podría acelerarse sustancialmente, aumentando la frecuencia de los lanzamientos. Esta visión es verdaderamente ambiciosa y, si tiene éxito, será un paso hacia la reinvención de cómo se desarrollan y fabrican los cohetes.

4. La impresión 3D y el futuro de la movilidad autónoma

Airbus se ha asociado con LM Industries para formar una empresa de nueva creación llamada Neorizon, con el fin de proporcionar productos innovadores con un enfoque en la movilidad autónoma. Para lograr esto, las empresas están uniendo su experiencia en fabricación digital e impresión 3D de polímeros y metales.

LM Industries fue fundada el año pasado (2018) por Local Motors, la compañía detrás de algunos de los vehículos impresos en 3D de los que más se habla en la industria. En 2016, Local Motors imprimió en 3D Olli, una lanzadera autónoma, construida con un 90% menos de piezas que un vehículo tradicional y con piezas 100% reciclables. La empresa utiliza la impresión 3D para fabricar y montar vehículos en microfábricas locales, consiguiendo así una producción más flexible y ágil.

Según LM Industries, 'la infraestructura de transporte actual y la fabricación en masa existente son demasiado inflexibles y requieren mucho capital para atender las tendencias tecnológicas en evolución y las demandas cambiantes de los consumidores'.

Para proporcionar más flexibilidad En desarrollo y producción de productos, Neorizon establecerá una microfábrica local, lo que le permitirá diseñar y fabricar productos mucho más rápido y con mayor flexibilidad.

Si bien actualmente no está claro exactamente qué productos desarrollará la empresa emergente, es probable que la atención se centre en la aviación. Actualmente, existe un interés creciente en el uso de aviones como taxis voladores o vehículos de reparto, por lo que estos podrían ser un área que Neorizon podría explorar.

Independientemente de lo que desarrolle Neorizon, una asociación como esta sirve como otro indicador más de un cambio creciente hacia la fabricación digital, donde la impresión 3D juega uno de los roles clave. En última instancia, esto significa que ambas empresas confían en el potencial de AM para ayudarlas a repensar el futuro de la movilidad autónoma.

5. Una nueva oportunidad para las oficinas de servicios de impresión 3D

En septiembre, Voodoo Manufacturing, un proveedor de servicios de impresión 3D con sede en EE. UU., Lanzó Voodoo Clear Aligners, un nuevo servicio de fabricación y distribución dental.

La empresa está utilizando la tecnología basada en resina de Formlabs para construir 20.000 moldes de alineadores. un mes. Para fines de año, planea escalar su producción a 80,000 moldes por mes.

Si bien es sorprendente, el movimiento de Voodoo Manufacturing hacia el mercado de alineadores transparentes ha estado bien fundamentado. El mercado de alineadores transparentes está experimentando un tremendo crecimiento y Voodoo quiere reclamar una participación.

En muchos sentidos, este crecimiento se puede atribuir a la introducción de tecnologías digitales, como la impresión dental en 3D.

Básicamente, los alineadores transparentes son los dispositivos que se utilizan para ajustar y enderezar los dientes. Son productos intrínsecamente individualizados, ya que la posición y la forma de los dientes de cada persona es diferente. La impresión 3D es la única tecnología que permite a los profesionales dentales personalizar los alineadores transparentes de forma rentable mediante la producción de moldes.

Estos moldes se utilizan luego en un proceso llamado termoformado, mediante el cual se calienta un plástico especializado hasta que se vuelve flexible y luego se le da la forma del molde.

Se estima que la mayoría de los alineadores transparentes se producen actualmente con moldes impresos en 3D. Para una aplicación de tan alto volumen, la velocidad y la automatización se convierten en las dos prioridades clave, que han estado en el centro del negocio de Voodoo Manufacturing desde sus inicios.

Otras agencias de servicios de impresión 3D podrían tomar nota. Con tantos materiales y tecnologías diferentes, es crucial que las oficinas de servicio se especialicen en ciertas áreas para seguir siendo competitivas.

El salto de Voodoo Manufacturing al mercado de alineadores transparentes apunta a otra área en la que una oficina de servicios de impresión 3D puede establecer su experiencia. A medida que el mercado de alineadores transparentes continúa creciendo, con más compañías uniéndose al juego, algunos otros proveedores de servicios pueden seguir el ejemplo de Voodoo Manufacturing para llenar el nicho de mercado cada vez más lucrativo.

El poder de la impresión 3D que marca tendencias

Las industrias que adoptan la impresión 3D tienen cada vez más confianza en la tecnología. A medida que aumenta la confianza, las empresas están dispuestas a experimentar con la impresión 3D para encontrar nuevas aplicaciones y oportunidades comerciales. En última instancia, esto ayuda a dar forma a nuevas tendencias en todas las industrias, ya sea en el desarrollo de productos médicos avanzados o en la producción de cohetes totalmente impresos en 3D.

Claramente, la impresión 3D, ya que va más allá de la creación de prototipos, tiene un tremendo potencial para impulsar la innovación, brindando a las empresas no solo la oportunidad de diferenciarse de la competencia, sino también de desarrollar algo que podría convertirse en la próxima gran novedad. .