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Desarrollan impresora 3D con múltiples boquillas que puede cambiar entre 8 materiales

Publicado el noviembre 27, 2019 por Lucía C.
impresora 3D con múltiples boquillas

Es posible que sepas que la mayoría de las impresoras 3D comerciales basadas en extrusión normalmente pueden fabricar objetos con un solo material a la vez. Cuando permiten el uso de múltiples materiales y colores, el proceso suele realentizarse. Investigadores del Harvard Wyss Institute for Biological Inspired Engineering y John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) han desarrollado una nueva técnica llamada impresión 3D multimaterial multinozzle (MM3D). Según los investigadores, esta técnica permite que un solo cabezal de impresión cambie entre múltiples materiales diferentes, hasta 50 veces por segundo. ¿Qué aporta esta impresora 3D con múltiples boquillas a la industria de de la fabricación aditiva?

La técnica desarrollada utiliza válvulas de presión de alta velocidad para lograr una conmutación rápida, continua y sin interrupciones, como se mencionó, puede cambiar hasta 50 veces en un segundo. Además, el cabezal de impresión puede cambiar entre 8 materiales de impresión diferentes. Los investigadores explicaron que el cabezal de impresión desarrollado puede variar desde una sola boquilla hasta grandes matrices de múltiples boquillas, estas también se imprimieron en 3D para permitir su  personalización.

impresora 3D con múltiples boquillas

La impresión MM3D permite cambiar sin problemas entre múltiples materiales diferentes hasta 50 veces por segundo, agilizando en gran medida el proceso de impresión de estructuras complejas.| Créditos: Instituto Wyss de la Universidad de Harvard.

El coautor Mark Skylar-Scott, Doctor e Investigador asociado en el Instituto Wyss desarrolló los beneficios de esta nueva técnica: “Al imprimir un objeto usando una impresora 3D convencional basada en extrusión, el tiempo requerido para imprimirlo se escala cúbicamente con la longitud del objeto, porque la boquilla de impresión tiene moverse en tres dimensiones en lugar de solo una. La combinación de matrices de múltiples boquillas de MM3D con la capacidad de cambiar entre múltiples tintas elimina de manera efectiva el tiempo perdido al cambiar los cabezales de impresión y ayuda a reducir la ley de escala de cúbica a lineal, para que pueda imprimir objetos 3D periódicos multimateriales mucho más rápidamente «.

La impresora 3D con múltiples boquillas permite nuevas aplicaciones

Dentro del cabezal de impresión, múltiples canales de tinta se unen en una sola boquilla de salida. Los investigadores calcularon con precisión la forma de la boquilla, la presión de impresión y la viscosidad de la tinta necesarias para que cuando se aplica presión a uno de los brazos de la unión (como se ve en la imagen a continuación), la tinta que fluye hacia abajo a través de ese brazo no causa la tinta estática en el otro brazo fluye hacia atrás. En resumen, esto evita que las tintas se mezclen. Además, la longitud de los canales de impresión se puede ajustar para garantizar que los materiales con diferentes viscosidades, por ejemplo, (fluirían más rápido o más lento que otras tintas) fluyan al mismo ritmo.

impresora 3d multinozzle

El cabezal de impresión puede integrar múltiples boquillas, cada una de las cuales puede imprimir hasta ocho materiales diferentes. Una serie de canales ramificados distribuye las «tintas» a las boquillas | Crédito: Lori K. Sanders

En términos de aplicaciones, esta técnica de impresión puede usar materiales reactivos como epoxis, siliconas y bioenlaces. El coautor, Jochen Mueller, Doctor, Investigador del Instituto Wyss y SEAS, explica: “También se pueden integrar fácilmente materiales con propiedades dispares para crear arquitecturas tipo origami o robots blandos que contienen elementos rígidos y flexibles. El equipo de investigadores también experimentó con su técnica imprimiendo en 3D un robot blando compuesto de elastómeros rígidos y blandos en un patrón tipo cienpiés. Gracias a los canales neumáticos incrustados, el robot podía moverse, a casi media pulgada por segundo, mientras transportaba una carga ocho veces su propio peso, y podía conectarse a otros robots para transportar cargas más pesadas».

Director Fundador de Wyss Donald Ingber, concluye: «La impresión 3D está revolucionando la industria manufacturera al permitir que las personas creen sin la necesidad de maquinaria costosa y materias primas, y este nuevo avance promete mejorar dramáticamente el ritmo de innovación en esta área emocionante». No podemos esperar para ver las aplicaciones. que florecen de esta técnica e informan sobre ellas!

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