MF3, el proceso de impresión FFF más rápido y preciso

En un nuevo estudio, investigadores de la Universidad de Rutgers han esbozado lo que, según ellos, es un proceso de impresión 3D FFF mucho más rápido y preciso. El método se denomina Fabricación de Filamento Fundido Multiplexado (MF3) y consiste en un único pórtico y una serie de boquillas pequeñas en lugar de una única boquilla de gran tamaño utilizada tradicionalmente en FDM. Gracias a ello, los autores afirman que han podido imprimir piezas grandes y complejas en 3D a una fracción del coste de otros métodos de impresión 3D. Además, el método destaca por permitirles no sólo reducir significativamente el tiempo de impresión, sino también aumentar tanto la resolución de impresión como el tamaño de las piezas.

El proceso de impresión MF3 se publicó en el artículo de investigación «Paralelización escalable, flexible y resistente de la fabricación con filamento fundido: Rompiendo las compensaciones endémicas en la fabricación aditiva por extrusión de materiales», escrito por Jeremy Cleeman, Alex Bogut, Brijesh Mangrolia, Adeline Ripberger, Kunal Kate, Qingze Zou y Rajiv Malhotra. En él, los investigadores explican que la tecnología MF3 funciona imprimiendo simultáneamente con múltiples extrusores FFF sin controlar los movimientos de cada extrusor individualmente. Esto es posible gracias a «la utilización de una nueva estrategia de trayectoria de herramientas que tiene su origen en nuestro descubrimiento de la retracción y el continuo avance del filamento.»

La importancia del software para el proceso MF3

Una de las claves del éxito de este nuevo proceso MF3 se debe al software que lo sustenta. Los investigadores han desarrollado su propio software de corte para optimizar el movimiento del brazo del pórtico. Además, el software es capaz de detectar qué boquillas deben encenderse o apagarse para obtener la mayor eficiencia posible durante la impresión. Esto también tiene como beneficio secundario el permitir potencialmente un menor tiempo de inactividad de la impresora. Cuando un inyector está obstruido o no funciona, el software puede apagarlo y centrarse en otros inyectores. En cambio, en las impresoras con una sola boquilla sería necesario apagar la máquina.

Además, estos avances han permitido a los investigadores superar el llamado equilibrio entre rendimiento y resolución, es decir, la velocidad a la que una impresora 3D deposita el material frente a la resolución de la pieza final. Hasta ahora, los usuarios han tenido dificultades porque las boquillas de mayor diámetro permiten una impresión mucho más rápida pero con peor resolución. Por otro lado, las boquillas más pequeñas permiten una resolución mucho mayor y la capacidad de ser más detallados, pero el proceso es más lento. Al aumentar el número de boquillas y optimizar su uso, en lugar de centrarse en la paralelización en la que los cabezales de impresión imprimen simultáneamente secciones de una pieza, el proceso MF3 ha permitido a los investigadores obviar por completo este problema, rompiendo el equilibrio entre rendimiento y resolución sin necesidad de tener en cuenta las limitaciones de coste/geometría existentes.

Jeremy Cleeman, estudiante de posgrado de la Escuela de Ingeniería de Rutgers y autor principal del estudio sobre el proceso MF3, concluye: «Tenemos que hacer más pruebas para entender la resistencia y el potencial geométrico de las piezas que podemos fabricar, pero mientras esos elementos estén ahí, creemos que esto podría cambiar las reglas del juego para la industria».

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