Revolucionando tradiciones navideñas: cascanueces impreso en 3D rompe barreras

Nos tomamos las fiestas en serio en Fast Radius. También estamos comprometidos con nuestra misión de hacer posibles cosas nuevas.

Este diciembre nos embarcamos en una misión para unir nuestro espíritu festivo y experiencia en fabricación aditiva para crear nuestra versión de un clásico navideño: el cascanueces. Nuestro producto final es verdaderamente infabricable con cualquier método de fabricación tradicional. Además, ¡realmente puede cascar una nuez! Aquí le contamos cómo lo hicimos.

Diseño

El proceso de diseño comenzó evaluando varios métodos diferentes para cascar una nuez.

Finalmente, nos decidimos por un mecanismo de cremallera y piñón, que traduce el movimiento rotacional de un piñón (engranajes) en el movimiento lineal de una cremallera (la varilla que aplasta la nuez).

Este diseño presentó a nuestros ingenieros la oportunidad de demostrar su experiencia en diseño para fabricación aditiva; fabricaríamos este cascanueces como una sola pieza impresa en 3D en lugar de las 12+ piezas que requeriría la fabricación tradicional.

Ingeniería de diseño

Una vez que nos decidimos por un diseño que podía consolidar todas las partes del cascanueces —incluyendo engranajes, manivela, cremallera, mango— en una sola pieza, necesitábamos asegurar que el cascanueces produjera la fuerza necesaria para cascar la cáscara de la nuez.

Consultamos la literatura académica sobre el tema (¡existe, de verdad!) y hicimos algunos cálculos de servilleta para determinar el tamaño del engranaje, la relación de transmisión y el diseño de la manivela que necesitaríamos para crear la cantidad adecuada de fuerza.

También necesitábamos asegurar que los engranajes funcionaran una vez impresos. El diseño tenía que equilibrar los holguras rotacionales para la eliminación de polvo mientras se aseguraba de que los dientes de los engranajes engranaran eficazmente. Para lograr esto, nos aseguramos de que cada superficie de acoplamiento tuviera un espacio mínimo de 0,5 mm.

Aunque originalmente contemplamos usar una combinación de piezas impresas en 3D de metal y plástico, decidimos imprimir el cascanueces completamente en la impresora HP Jet Fusion 580 Color 3D. Este equipo es relativamente nuevo en la fábrica de Fast Radius, y queríamos ponerlo a prueba. Sabíamos que el material usado en la 580, HP 3D High Reusability CB PA12, podía fabricar piezas duraderas, rígidas y lo suficientemente fuertes para cascar una nuez porque tiene propiedades mecánicas casi idénticas al PA 12 que hemos usado para imprimir millones de piezas en nuestras impresoras HP 3D Jet Fusion 4200. Sin embargo, la impresora 580 varía ligeramente de la 4200, así que ajustamos el diseño y la orientación al volumen de construcción de la 580.

El producto final

Nuestro cuidadoso diseño e ingeniería dieron sus frutos. El cascanueces salió de la impresora totalmente funcional y listo para usar.

Para darle al cascanueces un toque extra, nuestro Diseñador Jefe se inspiró en los relojes de carruaje y creó dos piezas transparentes que encajarían sobre la cremallera y el piñón. Fabricamos estas piezas con Whip Mix en Carbon® Digital Light Synthesis™. Al final, optamos por incluir solo la cúpula más pequeña para facilitar la fotografía de la máquina en acción.

…Y esa es la historia del cascanueces de Fast Radius. ¡Mire el video a continuación para verlo en acción! Puede que hayamos iniciado una nueva tradición navideña.

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