Resúmenes de noticias sobre impresión 3D, 14 de octubre de 2023: guantes inteligentes, cerámica arquitectónica y más

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Comenzamos los resúmenes de noticias de impresión 3D con investigaciones sobre la fotopolimerización en tina para resina de alta viscosidad y luego guantes de malla inteligentes impresos en 3D. Recientemente se exhibieron la robótica y la impresión 3D en cerámica arquitectónica, y los investigadores desarrollaron un material reciclable para reemplazar el encofrado de hormigón. XEV ofrece a los propietarios de su YOYO EV la posibilidad de personalizar su coche mediante impresión 3D. Finalmente, un fabricante creó un propulsor de iones impreso en 3D de escritorio.

Muestras impresas con resina elastomérica de alta viscosidad curable por UV.

La fotopolimerización en cuba (VPP) se utiliza a menudo en la impresión 3D debido a su gran envolvente de construcción, su alta eficiencia y sus opciones de materiales versátiles, pero se necesita una alta fluidez de la resina curable por UV debido al mecanismo de impresión ascendente de la técnica. Este requisito de viscosidad del material es limitante: la resina curable por UV a menudo debe diluirse antes de su uso, y la adición de diluyente reactivo sacrifica las propiedades mecánicas de los oligómeros. Por lo tanto, las dificultades de la impresión 3D con resinas de alta viscosidad son la nivelación del material y la deformación de las piezas endurecidas de la película. Un equipo de investigadores de la Academia China de Ciencias (CAS), dirigido por el profesor Wu Lixin del Instituto de Investigación sobre la Estructura de la Materia de Fujian, publicó un estudio sobre el uso de la fotopolimerización en tina basada en escaneo lineal (LSVP) para la impresión 3D. resina de viscosidad ultraalta. Su sistema podría construir una plataforma mejor y más eficiente para preparar materiales impresos en 3D con propiedades diversiformes, ya que los oligómeros podrían usarse para preparar resinas curables por UV imprimibles en 3D sin usar diluyentes reactivos.

“En este trabajo, se desarrolla un sistema de fotopolimerización en cuba basado en escaneo lineal, diseñado y elaborado, que permite la adopción de resinas imprimibles curables por UV con alta viscosidad (> 600.000 cps). Brevemente, esto se logra mediante el empleo de cuatro rodillos para crear un área de impresión aislada en el tanque de resina, que permite el curado simultáneo de la resina y el desprendimiento de la parte curada del tanque de resina. Para verificar la aplicabilidad de esta estrategia, se prepara y aplica al sistema desarrollado una resina curable por UV dominada por oligómeros con excelentes propiedades mecánicas, pero de alta viscosidad. Es inspirador descubrir que se pueden obtener fácilmente elastómeros y materiales endurecidos con alta tensión y deformación”, escribió el equipo en su resumen.

Guante de malla impreso en 3D, combinado con extensímetros conductivos impresos en 3D, conectados a un circuito para permitir la medición en tiempo real de los cambios de resistencia a medida que los dedos del guante se doblan. Crédito: Charlotte Hester.

Dos estudiantes de posgrado de la Universidad de Cambridge están investigando el uso de guantes inteligentes portátiles impresos en 3D en la colaboración entre humanos y robots para aplicaciones de realidad aumentada (AR) y realidad virtual (VR). Su malla conductora flexible es piezoresistiva, lo que significa que su conductividad cambia en respuesta a la tensión aplicada. Por lo tanto, medir la resistencia entre los nodos de la malla ligera en forma de celosía de los guantes les permite inferir deformaciones, es decir, adaptarse a cualquier forma deseada. Su investigación se encuentra en la etapa inicial de prueba de concepto y el objetivo es que los guantes de malla con detección automática impresos en 3D se utilicen para reconstruir gestos y rastrear formas 3D, aplicables al lenguaje de señas, AR, VR y otras aplicaciones. Los investigadores Ivan Grega y Sara AlMahri recibieron el Premio de Investigación de Postgrado (CAPA) CAPE Acorn 2023 por su trabajo y ahora desarrollarán un algoritmo para la reconstrucción 3D de la deformación de la malla.

“Las aplicaciones de un sistema de este tipo son numerosas. Por ejemplo, rastrear la forma de una mano u otra parte del cuerpo humano puede permitir que los sistemas robóticos antropomórficos aprendan movimientos. El sistema de seguimiento, por ejemplo, podría proporcionar información al operador humano de un robot mientras el robot intenta aprender una habilidad motora, por ejemplo, un swing de tenis. La representación 3D de la postura también se puede utilizar para el control en tiempo real de agentes remotos (por ejemplo, cirugía remota) o en el dominio digital (VR o AR)”, dijo AlMahri.

Jarrones resonadores acústicos: prototipos de diseño de cuello invertido. Gres esmaltado, contrachapado. Un diseño de mástil invertido para un concepto de resonador Helmholtz compacto. (Nicholas Hoban, John Nguyen, Brady Peters, Ross Cocks, Nermine Hassanin, Elham Khatei, Yuuko Kosame Li-Han, Pablo Espinal Henao, Robin Yu Bin He, Paul Kozak, Rahul Sehijpaul, Liam Cassano. Daniels Robotic Prototyping Lab, John H. (Facultad Daniels de Arquitectura, Paisaje y Diseño, Universidad de Toronto)

Una exposición reciente en la Canadian Clay and Glass Gallery en Waterloo, Ontario, titulada Robotic Clay: New Methods in Architectural Ceramics, analizó el papel de la impresión 3D y la robótica en la cerámica arquitectónica e invitó a instituciones académicas de toda América del Norte a presentar la Piezas de cerámica que crearon utilizando técnicas robóticas. Estos métodos de fabricación digital incluían moldes multiparte de fresado CNC utilizados en prensado manual, impresión 3D de arcilla, tallado con chorro de agua en losas de arcilla húmeda y más. Al combinar estos métodos con la artesanía cerámica tradicional para crear paredes y componentes funcionales, la exposición mostró el potencial de forjar nuevas formas y lenguajes espaciales con la fusión de las características del material y las tecnologías emergentes.

Robotic Clay: New Methods in Architectural Ceramics fue comisariada por David Correa, James Clarke-Hicks e Isabel Ochoa de la Universidad de Waterloo, y Denis Longchamps y Peter Flannery de la galería. Los participantes en la exposición procedían de la Universidad de Waterloo, la Universidad Laurentian, la Universidad de Carleton, la Universidad de Toronto, la Universidad de Buffalo, la Universidad de Dalhousie, la Universidad de Calgary y más.

Los investigadores del equipo BioMatters de la Universidad de Michigan quieren reemplazar los encofrados de hormigón que se desperdician y han desarrollado una solución que prácticamente no genera residuos para la industria de la construcción. La base de su material biodegradable y reutilizable es el aserrín reciclado, un recurso disponible en abundancia, ya que cada año se crean millones de toneladas de desechos de aserrín a partir de 15 mil millones de árboles cortados. En la industria del hormigón, el encofrado representa alrededor del 40% de los gastos de construcción, por lo que reciclar un subproducto no utilizado de la industria de la madera podría ser un gran paso hacia métodos de construcción de hormigón más eficientes y respetuosos con el medio ambiente. El novedoso método del equipo crea estructuras de hormigón de forma libre con casi cero residuos combinando la impresión robótica 3D del aserrín con la fundición de hormigón incremental bajo demanda. Durante el vaciado, el encofrado de madera impreso en 3D da forma al hormigón, lo que a su vez estabiliza la madera contra la deformación. Una vez curado el hormigón, se retira el encofrado y luego se recicla completamente triturando y rehidratando el material reciclado con agua.

“Hemos creado un biomaterial reciclable y totalmente natural hecho de aserrín. Otras soluciones a base de aserrín utilizan otros polímeros a base de petróleo; nosotros utilizamos biopolímeros que son completamente descomponibles. Y lo más importante es que es muy fácil de reciclar y reutilizar”, explicó Muhammad Dayyem Khan, investigador del Laboratorio de Investigación y Tecnología de Arquitectura Digital (DART) de la universidad.

“Cuando el aserrín se descompone produce ácidos grasos, lignina, lo que provoca toxicidad en el agua. Y una vez que comienza a contaminar el agua, tiene efectos en la vida silvestre más pequeña, los microbios y una amplia gama de organismos. Y como el aserrín es extremadamente inflamable, su contribución potencial a los incendios forestales es muy alta”.

La empresa de movilidad urbana XEV ha utilizado la impresión 3D desde sus inicios en 2018 y recientemente lanzó su nuevo modelo YOYO, cuyas entregas comenzarán en el cuarto trimestre de 2023. El vehículo eléctrico (EV) mejorado también contará con Xpression, una personalización de impresión 3D. Servicio que los clientes pueden utilizar para personalizar el exterior de su coche. Específicamente, el usuario puede reemplazar fácilmente la hoja YOYO, que es el componente de plástico de la puerta, para que coincida con sus preferencias. El servicio Xpression utiliza impresión 3D de alta precisión para ofrecer un total de 42 opciones diferentes de hojas YOYO personalizables entre las que elegir. A través de una colaboración con la plataforma de arte emergente en línea UAAD, con sede en Nueva York, los artistas brindan continuamente a los conductores de YOYO opciones elegantes y divertidas para que su experiencia de viaje sea más placentera.

El YOYO mini EV cuenta con ventanas inteligentes sin marco, un divertido diseño geométrico de la carrocería y estilo minimalista, techo panorámico de cristal anti-UV, luces LED tridimensionales que se complementan en la parte delantera y trasera, y una autonomía eléctrica pura de 150 km, máxima velocidad de 80 km/h y potencia máxima del motor de 15 kW. El automóvil compacto también tiene dos modos (deportivo y estándar) con dirección asistida eléctrica EPS y un radio de giro mínimo, lo que facilita la circulación por las concurridas calles de la ciudad. Es rápido y fácil cambiar los paquetes de baterías livianos del YOYO en una estación de intercambio, y XEV también se ha asociado con el gigante energético europeo ENI para implementar y operar redes de intercambio de baterías en toda Europa, lo que permite a los conductores disfrutar de viajes urbanos más convenientes. El precio de salida del nuevo YOYO es de 16.990 € (sin incluir subvenciones).

Finalmente, un fabricante llamado Integza diseñó un propulsor de iones impreso en 3D, pero probablemente no del tipo en el que estás pensando, que ayuda a enviar aviones y naves espaciales a gran altitud al cielo. Estos motores funcionan extrayendo electrones de un suministro de gas neutro y creando una nube de iones positivos, que luego son acelerados por fuerzas electromagnéticas o electrostáticas para proporcionar una propulsión muy fuerte. La versión alimentada por batería de Integza fue diseñada para uso de escritorio, y el compacto propulsor de iones de estado sólido genera lo que Gareth Halfacree de Hackster llamó una “descarga placentera”, junto con una ráfaga de aire que puede apagar las velas de tu cumpleaños a 16 pulgadas de distancia. Fue construido a partir de piezas impresas en 3D, incluido un anillo de resina recubierto de cobre para reducir el peso. El diseño ofrece suficiente empuje utilizable como para funcionar como motor de un barco sencillo, pero se volvió demasiado pesado cuando se agregaron transformadores de alto voltaje encapsulados para aumentar su potencia.

“El viento iónico se crea cuando disparas electrones de un lugar a otro. Los electrones chocan con las moléculas de aire [que] se proyectan en [una dirección determinada]”, explicó Integza sobre el concepto. "Apila un montón de cables en tubos [y] puedes conseguir un ventilador bastante decente, pero todo esto me hizo pensar: '¿Qué pasa si intento convertir este [diseño] de ventilador sin aspas en un propulsor iónico?'"

Los archivos de impresión 3D para el propulsor de iones de escritorio están disponibles en Imprimibles bajo una licencia de dominio público permisiva.

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