Resúmenes de noticias sobre impresión 3D, 5 de agosto de 2023: asociaciones, dispositivos ópticos, pinzas robóticas y más

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Abrimos las resúmenes de noticias sobre impresión 3D de hoy con noticias de dos asociaciones: Multistation está trabajando con EURO-COMPOSITES, mientras que Essentium está colaborando con 3D-Fuel. Pasando a la investigación, un equipo de Caltech está trabajando en una nueva tecnología para evolucionar e imprimir dispositivos ópticos en 3D, y un novedoso proceso de impresión 3D de Virginia Tech podría ayudar a reducir los desechos y las emisiones en la industria de vehículos comerciales. Finalmente, robóticos e investigadores de UC San Diego y BASF Forward AM crearon una pinza robótica flexible impresa en 3D que funciona sin componentes electrónicos.

Fundada en 1985 en Luxemburgo, EURO-COMPOSITES, un fabricante de productos y materiales compuestos avanzados, atiende a clientes desde plantas de producción en EE. UU., Alemania y su país de origen. Recientemente dio la bienvenida a Multistation, proveedor de servicios y empresa de tecnología disruptiva para la fabricación digital y aditiva, como socio comercial en Francia. EURO-COMPOSITES presta servicios a varios sectores, incluidos la aviación naval, civil y militar, el espacio y la defensa, y el ferrocarril, y proporciona a sus clientes piezas compuestas, compuestos moldeados y paneles alveolares listos para ser instalados. Utilizando materiales como fibra de vidrio, Kevlar, carbono, Nomex, aluminio, CMC (compuestos de matriz cerámica) y más, estos elementos estructurales alveolares de alta resistencia pueden garantizar la reducción de peso sin perder resistencia y rigidez. Multistation ofrece una variedad de máquinas para la industrialización de compuestos y trabaja con varios de los mismos mercados que EURO-COMPOSITES, por lo que esta asociación definitivamente será igualmente beneficiosa.

"Estamos cada vez más involucrados en muchos proyectos relacionados con el peso ligero y el acuerdo con EURO-COMPOSITES® es un paso importante en nuestra estrategia en este mercado", afirmó Yannick Loisance, director general de Multistation.

Essentium, Inc., líder industrial en AM, y 3D-Fuel, fabricante de filamentos de impresión 3D, se han unido en una asociación estratégica para simplificar el abastecimiento de filamentos de impresoras 3D. Essentium, con sede en Austin, será ahora el fabricante norteamericano de los materiales de 3D-Fuel, y 3D-Fuel cerrará sus instalaciones de producción y almacén en Dakota del Norte para consolidar las operaciones de producción en las instalaciones de Texas con certificación AS9100D e ISO 9001:2015 de Essentium. El objetivo es satisfacer la demanda de materiales y, al mismo tiempo, facilitar el proceso de adquisición a los clientes dándoles acceso a una amplia gama de filamentos a través de un único proveedor. Con solo un envío y un registro de proveedor en el sistema de contabilidad, los clientes pueden comprar filamentos tanto de 3D-Fuel como de Essentium; Además, debido a que 3D-Fuel también se asocia con NatureWorks, que fabrica biopolímeros PLA con bajas emisiones de carbono a partir de recursos renovables, la producción de materiales de origen vegetal aumentará, lo que ayudará a disminuir la huella de carbono del mercado de la impresión 3D de escritorio. 3D-Fuel también presentará nuevos productos habilitados por las capacidades de extrusión de filamentos multicapa y refuerzo de fibra de Essentium, denominados "3D-Fuel impulsado por Essentium".

“La reputación de Essentium en tecnologías de materiales innovadores y de vanguardia combinada con la reputación de 3D-Fuel en materiales de impresión de primera calidad fabricados en EE. UU. brindará a los clientes acceso a una de las carteras de filamentos más amplias del mundo. Nuestra asociación no se trata solo de colaboración, sino también de acelerar la adopción e innovación de la impresión 3D; esta unión también garantizará que los clientes puedan utilizar la fabricación aditiva para reforzar su cadena de suministro y sus procesos de fabricación con materiales de impresión de la más alta calidad fabricados en Estados Unidos”, afirmó Ryan Vano. , vicepresidente de producción de filamentos de Essentium, Inc.

Representación conceptual de dispositivos. a) Esquema de sección transversal 2D de una cámara con elementos de dispersión de diseño inverso colocados encima de elementos fotosensibles en el plano focal de la lente de imagen. Los elementos verdes se ordenan por color y los elementos azules se ordenan por polarización, como se muestra con más detalle en (b, c). b) Representación de un dispositivo de polarización lineal y multiespectral que clasifica tres bandas de longitudes de onda con la banda central dividida aún más según la polarización. c) Representación del dispositivo de polarimetría Stokes completo que clasifica cuatro vectores Jones del analizador en diferentes cuadrantes. d) Representación del dispositivo divisor de momento angular que clasifica combinaciones de grados de libertad de momento angular orbital (l) y espín (s). Crédito: Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-38258-2

Investigadores del Instituto de Tecnología de California (Caltech) han desarrollado una nueva tecnología que les permite crear o 'evolucionar' dispositivos ópticos a nanoescala y luego imprimirlos a partir de metamateriales ópticos mediante polimerización de dos fotones (2PP); explicaron su prueba de concepto en un artículo de investigación publicado. El equipo quería ver si era posible crear estructuras 3D más pequeñas que la longitud de onda de la luz que intentaban controlar y demostró su técnica de diseño imprimiendo pequeños dispositivos que pueden clasificar la luz infrarroja por polarización y longitud de onda. En el futuro, los dispositivos podrían funcionar también con luz visible o luz polarizada. Lo que es realmente interesante es que, si bien la mayoría de los dispositivos ópticos son suaves y muy pulidos, estos se ven muy orgánicos, porque evolucionaron mediante un algoritmo de optimización que sigue ajustando el diseño hasta que funciona como se supone que debe hacerlo.

"En realidad, no tenemos una comprensión racional de estos diseños, en el sentido de que son diseños que se producen mediante un algoritmo de optimización", explicó Andrei Faraon, profesor William L. Valentine de Física Aplicada e Ingeniería Eléctrica, cuyo laboratorio llevó a cabo el estudio. investigación. “Entonces se obtienen estas formas que realizan una determinada función. Por ejemplo, si desea enfocar la luz en un punto (básicamente lo que hace una lente) y ejecuta nuestra simulación para esa función, lo más probable es que obtenga algo que se parece mucho a una lente. Sin embargo, las funciones a las que nos dirigimos (dividir longitudes de onda en un patrón determinado) son bastante complicadas. Por eso las formas que aparecen no son del todo intuitivas”.

La banda de rodadura de este neumático para vehículos comerciales muestra los efectos del desgaste normal. Este neumático se utiliza para probar el método de recauchutado del equipo. Foto de Reilly Henson para Virginia Tech.

Un equipo de investigadores de Virginia Tech fue elegido para un proyecto de 1,5 millones de dólares destinado a mejorar la eficiencia del recauchutado de neumáticos en la industria de vehículos comerciales. Cuando los neumáticos de estos vehículos se desgastan, se pule toda la superficie y se adhiere una nueva capa de banda de rodadura al neumático, lo que le permite mantener un rendimiento óptimo pero aún conserva la mayor parte del material utilizado para fabricar el neumático. Sin embargo, se desperdician casi 9 libras de material sobrante por neumático, y el recauchutado puede provocar una caída en la eficiencia del combustible del vehículo, lo que aumenta las emisiones de gases de efecto invernadero. El Instituto REMADE, una asociación público-privada creada por el Departamento de Energía de EE. UU. para hacer la transición del país hacia una economía circular, otorgó la financiación, que incluye una participación de costos de 1:1 entre el Instituto REMADE y Virginia Tech. El equipo también incluye investigadores de la Universidad Estatal de Arizona y socios industriales de la empresa fabricante de neumáticos Michelin. Se utilizará el escaneo 3D, junto con nuevos elastómeros de alto rendimiento imprimibles en 3D que “resisten las solicitaciones de los neumáticos de vehículos comerciales”, y robots industriales imprimirán selectivamente en lugares específicos alrededor de los neumáticos usados.

“Estamos muy entusiasmados de emprender este desafiante proyecto, que integra avances en la ciencia y la fabricación de polímeros, incluido el escaneo 3D, la impresión 3D y la robótica industrial. Si todo va bien, la tecnología de recauchutado resultante podría generar reducciones anuales de aproximadamente 90 kilotones métricos de desechos de neumáticos y 800 kilotones métricos de emisiones de CO2 [dióxido de carbono] en toda la industria del recauchutado”, dijo Chris Williams, profesor de Ingeniería Mecánica de LS Randolph. y líder del equipo.

La pinza robótica impresa en 3D está integrada con circuitos de control de fluidos que la ayudan a recoger y soltar objetos.

Junto con investigadores de BASF Forward AM, un grupo de robóticos de la Universidad de California en San Diego (UCSD) desarrolló una pinza robótica flexible impresa en 3D que puede recoger, sostener y soltar objetos sin el uso de dispositivos electrónicos. La pinza está integrada con circuitos de control de fluidos y funciona mediante sensores táctiles y de gravedad integrados, y el equipo dice que es la primera de su tipo. Los robots blandos, a menudo impulsados ​​por aire, están hechos de materiales flexibles, y la impresión 3D ha simplificado su proceso de producción, especialmente la tecnología FFF, que requiere menos trabajo manual para crear estructuras más complejas e intrincadas. Pero los robots impresos a menudo tenían fugas y eran demasiado rígidos. El equipo de investigación resolvió este problema con un diseño que permite la impresión 3D de dispositivos robóticos suaves y herméticos con actuadores y válvulas integrados en un solo proceso.

Sus actuadores impresos en 3D son muy suaves y pueden doblarse formando un círculo completo, y las válvulas neumáticas impresas en 3D pueden manejar alta presión con baja presión de control. Al combinarlos, la pinza impresa en 3D no requiere componentes electrónicos y es capaz de mantener tanto su hermeticidad como su suavidad, al mismo tiempo que se fabrica en un solo proceso de impresión que dura aproximadamente 16 1/2 horas. Además, el proceso es accesible y repetible, porque no se requiere trabajo manual después de la impresión. La pinza funciona mediante una serie de válvulas, que lucen y funcionan como pequeñas puertas, abriéndose y cerrándose para agarrar y soltar objetos. Cuando la pinza se gira horizontalmente, el flujo de aire dentro de estas válvulas cambia, lo que hace que las garras se abran. Entonces, para recoger algo, sólo hay que presionarlo sobre el objeto hasta que se activen las válvulas para abrir las garras, y el objeto se soltará automáticamente cuando la pinza se gire hacia un lado.

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