febrero 8, 2023

Tecnología 3D que conecta la academia con las aplicaciones del mundo real

El Mimaki 3DUJ-553 proporciona una puerta de entrada a la fabricación aditiva tanto para estudiantes como para empresas locales en el laboratorio de diseño creativo y fabricación aditiva de la Universidad de Auckland.

Creado como un camino para que la investigación de la Universidad de Auckland se conecte directamente con las aplicaciones e industrias del mundo real, Creative Design and Manufacturing Lab (CDAML), inaugurado en 2019, se centra en el desarrollo de la impresión 3D como un método de producción principal en lugar que una herramienta para la creación rápida de prototipos.

Con 4 empleados permanentes y más de 20 PhD, posgrado y licenciatura de diferentes disciplinas que trabajan en el laboratorio, se lleva a cabo una amplia variedad de proyectos de investigación. Algunos incluyen intercambiadores de calor basados en gyroid (superficie mínima infinita conectada) de alta eficiencia, diseños automatizados para encajes protésicos y suplementos alimenticios impresos en 3D a partir de carne en polvo para personas mayores.

El CDAML también funciona como proveedor de servicios de impresión 3D y educador para industrias externas, ayudando a las empresas a expandir sus oportunidades de producción a través de la fabricación aditiva.

El laboratorio comenzó con varias impresoras 3D basadas en polvo, centrándose en proyectos de ingeniería, pero el profesor Olaf Diegel, director del Laboratorio de diseño creativo y fabricación aditiva, quería agregar color desde el principio: “Siempre quisimos color, pero no las arreglamos sin este”.

Había trabajado con una impresora 3D a todo color a base de yeso en el pasado (binder jetting), pero las piezas creadas eran tan frágiles que no podían utilizarse de ninguna manera. “Si mirabas la pieza de lado, podría romperse”.

Al principio, el laboratorio utilizó lo que tenía disponible y pintaba a mano las piezas que necesitaban color. Pero el punto de inflexión llegó para él mientras perseguía un proyecto personal. El profesor Diegel ha estado diseñando e imprimiendo en 3D guitarras completamente funcionales durante los últimos diez años para ver cómo podía superar los límites de la impresión 3D. “Hace unos 2 años hice el cuerpo de una guitarra con el tema de los Beatles, dentro de la guitarra hay un submarino amarillo (Yellow Submarine), una escena de Abbey Road, la batería de Sergeant Pepper’s y mi esposa, que es artista, pintó a mano el interior para mí. ¡Creo que al final me odiaba!”. El profesor Diegel se conectó con Mimaki USA para colaborar en otra guitarra en 2020. Con la ayuda de la 3DUJ-553, pudo imprimir un cuerpo a todo color para una guitarra eléctrica completamente funcional, la Scarab ST.

Después de imprimir su guitarra Scarab ST en la 3DUJ con Mimaki USA, sabía qué impresora agregar al laboratorio. “Resultó deslumbrante… tan bueno que fue lo que nos llevó a comprar la impresora”.

También imprimió la guitarra con otras dos tecnologías de impresión 3D a todo color (inkjet type y nylon-based), pero los colores de la 3DUJ-553 resultaron más vibrantes.

Sin embargo, el mayor factor decisivo para la universidad fue el costo de funcionamiento. “Para las universidades, no es realmente el precio de la máquina, sino los costos de impresión”. Cuando el profesor Diegel estaba mirando y comparando impresoras, notó que su costo del material era casi el doble que el de la 3DUJ-553.

El profesor Diegel dice que el 3DUJ-553 indudablemente ha atraído nuevos estudiantes a la universidad y ha creado más interés en el laboratorio para los actuales. “Las impresiones a color son las que atraen gente durante las jornadas de puertas abiertas”. Aunque los ingenieros de la universidad suelen utilizar la impresión 3D, la 3DUJ-553 también ha abierto el laboratorio a los estudiantes de arte.

La instalación de la 3DUJ-553 también ha agregado nuevas aplicaciones a los servicios de impresión de CDAML, incluidas figuras humanas escaneadas en 3D, creación de prototipos y maquetas a todo color, así como modelado médico. Fuera de la universidad, los médicos utilizan el servicio de impresión del laboratorio para modelar ayudas visuales para cirugías a partir de scanners CT (tomografías computarizadas) de pacientes. El profesor Diegel explicó que los médicos usan los modelos para comunicar procedimientos a los pacientes para reducir la incertidumbre sobre las operaciones. Debido a esto, han surgido más oportunidades de la industria médica, utilizando no solo la 3DUJ-553, sino también otras impresoras de las instalaciones.

Otro proyecto que el laboratorio decidió emprender y que era imposible antes de instalar el 3DUJ-553 consiste en replicar artefactos Māori a través de escaneo e impresión 3D para la preservación cultural. Recientemente escanearon una trompeta de caracola, una reliquia de familia de Mauri, y la imprimieron como replica funcional a todo color.

El CDAML espera con ansias el futuro de la 3DUJ series, especialmente para aplicaciones médicas, con la esperanza de algún día hacer modelos ultra-realistas para la práctica quirúrgica, que se reproduzcan con precisión al original.