Reduciendo la brecha de habilidades de AM:cómo el sector educativo está transformando la fabricación aditiva

El sector de la educación está desempeñando un papel cada vez más importante en el desarrollo de nuevas tecnologías y procesos de fabricación aditiva. A medida que las universidades establecen cada vez más laboratorios de impresión 3D para promover sus esfuerzos de investigación y producción, tanto los estudiantes como los académicos están explorando las nuevas posibilidades que ofrece la fabricación aditiva. Entonces, ¿de qué manera el sector educativo puede transformar la AM?

Como parte de nuestra serie que explora el impacto de la fabricación aditiva en varias industrias, hoy analizamos las aplicaciones actuales de la impresión 3D en la educación y cómo el sector está transformando la AM.

Educación:superando la brecha de habilidades de AM

La fabricación aditiva sufre actualmente una escasez de habilidades, y esta ha sido una de las barreras para una adopción más amplia de la FA. Aunque más universidades están equipadas con laboratorios de impresión 3D y ofrecen más títulos en fabricación aditiva, sigue habiendo una escasez de programas educativos multidisciplinarios destinados a producir la próxima generación de profesionales de AM, particularmente en el área del diseño.

Es aquí donde las universidades y las instituciones de investigación pueden desempeñar un papel importante para cerrar la brecha de habilidades mediante el desarrollo de programas desarrollados para educar a los estudiantes sobre cómo manejar las demandas particulares de la fabricación aditiva. El diseño para la fabricación aditiva, por ejemplo, requiere un enfoque completamente nuevo para el diseño de productos, debido a las singularidades de las tecnologías aditivas. El conocimiento de las diversas tecnologías de aditivos, la gama de materiales y las consideraciones del proceso son, por lo tanto, cruciales para desarrollar la próxima generación de diseñadores e ingenieros de AM.

Una universidad que busca resolver esta brecha es la Universidad de Loughborough, que ha lanzado su nuevo programa de maestría, destinado a educar a los estudiantes sobre las consideraciones de diseño para la fabricación aditiva. A medida que otras universidades creen e implementen sus propios programas específicos de AM, los estudiantes podrán comprender mejor cómo abordar el diseño para la fabricación aditiva, incluida la forma en que se pueden utilizar herramientas avanzadas como la optimización de topología para mejorar la etapa de diseño.

Un terreno fértil para la investigación

Hoy en día, las instituciones de educación superior están a la vanguardia de la investigación innovadora sobre nuevas técnicas y materiales de fabricación aditiva. Gran parte de la investigación realizada contribuye significativamente a promover el desarrollo de aplicaciones en una variedad de industrias, lo que alienta a los fabricantes a explorar los beneficios de la AM.

Sistemas de AM más rápidos

Un tema clave de interés es cómo aumentar la velocidad y la eficiencia de AM sistemas. A fines del año pasado, los ingenieros del MIT lograron un gran avance al desarrollar una impresora 3D FDM de escritorio 10 veces más rápida que sus contrapartes, con implicaciones para la producción de piezas FDM. Del mismo modo, la Universidad de Sheffield ha desarrollado recientemente lo que denomina sinterización de metales de alta velocidad:un nuevo método de impresión 3D de metales que tiene como objetivo mejorar las velocidades de producción para las tecnologías de fusión por láser.

Diseño para fabricación aditiva

La Universidad de Loughborough es una institución que está allanando el camino para DfAM, con una amplia gama de actividades de investigación. Por ejemplo, la universidad está llevando a cabo una investigación continua sobre el diseño y la personalización de piezas de automóviles mediante la fabricación aditiva. Además, la universidad cuenta con uno de los principales centros de fabricación aditiva en el Reino Unido, el Grupo de investigación de fabricación aditiva, con laboratorios de impresión 3D de última generación que se utilizan ampliamente para la investigación interdisciplinaria.

Materiales

Los materiales para la fabricación aditiva es otra área en la que se realiza una amplia investigación. actualmente en curso en varias instituciones de investigación y universidades. Por ejemplo, el Instituto de Materiales de Alto Rendimiento de la Universidad Estatal de Florida (HPMI) y la Facultad de Ingeniería de la Universidad Estatal de Florida se han unido a la iniciativa para explorar las posibilidades de los materiales de impresión 3D avanzados para la exploración espacial. La investigación sobre las posibilidades de la impresión 3D híbrida y multimaterial apenas ha arañado la superficie, con implicaciones significativas para el desarrollo de materiales nuevos e innovadores para la FA.

Adopción de la impresión 3D en la educación superior

La fabricación aditiva dentro del sector educativo ofrece una gran oportunidad para enriquecer la experiencia de aprendizaje de los estudiantes al proporcionar un enfoque de aprendizaje práctico.

Médico

La impresión 3D se utiliza mucho en las escuelas de medicina para crear modelos 3D tangibles como visuales. ayudas de aprendizaje. Por ejemplo, la Universidad Macquarie de Australia y la Universidad de Western Sydney han sido pioneras con huesos humanos impresos en 3D para el estudio anatómico. Dado que los objetos 3D ofrecen un mejor valor ilustrativo que los modelos digitales por sí solos, las réplicas de huesos en 3D no solo son una excelente manera de involucrar a los estudiantes en el proceso de aprendizaje, sino que también son mucho menos costosas de producir que las réplicas hechas con métodos tradicionales. El departamento de urología de la Facultad de Medicina de la Universidad de Minnesota es otra facultad de medicina que utiliza la impresión 3D, en este caso produce modelos anatómicos para que los estudiantes practiquen procedimientos quirúrgicos y sustituyan las herramientas especializadas de forma más barata.

Robótica

La impresión 3D también es una herramienta popular en la enseñanza de la robótica. Por ejemplo, los investigadores de la Universidad de California han desarrollado un kit de robótica educativa de bajo costo con un diseño imprimible en 3D, que brinda a los estudiantes la libertad de personalización y una plataforma innovadora para explorar la robótica y la electrónica.

Arquitectura

La incorporación de la impresión 3D en el diseño de arquitectura es otro caso de uso, que ayuda a ampliar la experiencia de aprendizaje de los estudiantes y fomenta la creatividad. La Escuela de Arquitectura y Diseño de Oslo (AHO), por ejemplo, utiliza la fabricación aditiva en una serie de aplicaciones creativas, lo que anima a los estudiantes a experimentar con diseños arquitectónicos complejos a través de la impresión 3D. La universidad también está investigando cómo el diseño de productos puede beneficiarse de las tecnologías aditivas.

Otro ejemplo es el Laboratorio de Innovación CARTA en la Facultad de Arquitectura + Artes de la Universidad Internacional de Florida. Allí, los estudiantes de arquitectura pueden usar impresoras 3D para volver a imaginar edificios y explorar nuevas posibilidades de diseño.

Automatización del proceso

A medida que se expande el uso de la fabricación aditiva en universidades e instituciones de investigación, los estudiantes y el personal de investigación ahora pueden solicitar la producción de sus diseños. Sin embargo, el aumento de la demanda significa que la gestión manual de las solicitudes de impresión 3D puede volverse ineficiente y laboriosa.

Con el aumento de la demanda surge la necesidad de laboratorios de impresión 3D dentro de las universidades e instituciones de investigación para automatizar sus flujos de trabajo de AM. El software de gestión de flujo de trabajo adaptado a las necesidades del sector educativo ofrece una serie de beneficios, como el procesamiento automatizado de solicitudes y cálculos de costos, seguimiento en tiempo real y preparación automatizada de archivos. Por ejemplo, AHO ha implementado el software de automatización RP Platform dentro de su departamento de AM, utilizándolo para lograr una mayor eficiencia en la etapa de preproducción, así como para gestionar la producción y las solicitudes de seguimiento.

Educación:un área vital para la fabricación aditiva

La colaboración entre las instituciones de educación superior y los OEM puede traer enormes recompensas para la fabricación aditiva, desde reducir la brecha de habilidades hasta forjar nuevas tendencias en AM. De hecho, para que la fabricación aditiva prospere realmente, los OEM y los fabricantes, junto con las universidades, desempeñarán un papel clave en la formación de la próxima generación de profesionales de AM.

Con la investigación en curso sobre sistemas AM, procesos de materiales y otras áreas de fabricación aditiva, está claro que las universidades y las instituciones de investigación continuarán desempeñando un papel clave para cerrar con éxito la brecha entre la teoría y la implementación práctica.

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