Cómo una impresora 3D con plataforma dinámica puede reducir el uso de filamentos

Las estructuras de soporte se perciben comúnmente como un «mal necesario» en la impresión 3D. Pueden consumir un volumen significativo de filamento, pero a menudo se necesitan en modelos 3D muy complejos. Hay formas de reducir el uso de material de apoyo pero es casi imposible evitarlas por completo.

Una nueva impresora 3D que están desarrollando investigadores de la Universidad del Sur de California tiene como objetivo reducir el uso de filamentos para estructuras de soporte. La premisa detrás de esta nueva impresora parece simple pero aún así impresionante: plataformas dinámicas. ¿Qué son estas plataformas dinámicas y cómo funcionan?

¿Cómo funcionan las plataformas dinámicas?

La impresora diseñada y desarrollada por un equipo del Departamento de Ingeniería Industrial y de Sistemas de la USC pretende reducir el uso de filamentos a través de una plataforma dinámica. En lugar de una sola pieza de material, la plataforma está hecha de una serie de pasadores móviles. Estos pines pueden elevarse según sea necesario para reducir la cantidad de filamento necesario para soportar un modelo mientras se imprime.

Antes de llegar al diseño final, el impresor tuvo que pasar por algunas revisiones. Una versión anterior necesitaba motores separados para cada pasador de metal en movimiento, lo que lo hacía imprácticamente caro y con un alto consumo de energía. La versión actual solo tenía un motor para moverse alrededor de una plataforma para levantar grupos de pasadores metálicos.

El trabajo en esta impresora 3D ha sido dirigido por el profesor Yong Chen y Ph.D. estudiante Yang Xu. Se ha publicado un artículo sobre el diseño en la revista Additive Manufacturing.

Ahorro potencial de tiempo y filamento

Chen dijo que trabajó principalmente con médicos biomédicos que usaban impresoras 3D para crear tejidos u órganos usando biomateriales. El material utilizado en este escenario es mucho más caro que su típica aplicación de impresión 3D. Este dilema proporcionó la motivación para diseñar y crear la innovadora impresora 3D.

Según el estudio, el uso de la plataforma dinámica puede generar ahorros de hasta un 35 % en el uso de materiales. Obviamente, esta reducción del 35% es mucho más valiosa en aplicaciones biomédicas. Aún así, hay espacio para esta tecnología incluso en la impresión 3D FDM informal.

Tampoco se debe subestimar la reducción potencial que esta tecnología puede proporcionar en los desechos sólidos. A medida que la impresión 3D se vuelve más popular, inevitablemente habrá más desperdicios por errores de impresión, estructuras de soporte, filamentos rotos, balsas y bordes. Si esta tecnología puede volverse más común, debería reducir sustancialmente la necesidad de materiales de soporte y los desechos plásticos correspondientes.

Chen también afirma que el uso de la plataforma dinámica puede reducir el tiempo de impresión hasta en un 40 %. Esto es enorme, teniendo en cuenta que un solo trabajo de impresión 3D puede llevar más de 12 horas. Este será un beneficio más significativo en el contexto de las aplicaciones comerciales de impresión 3D con requisitos de gran volumen.

¿Estará esta impresora disponible comercialmente?

Según el comunicado de prensa, el equipo ya había solicitado una patente para la tecnología de plataforma dinámica. Actualmente no hay planes para reproducir la impresora 3D a gran escala.

El equipo prevé aplicar la tecnología para la fabricación aditiva a gran escala, citando ejemplos de las industrias automotriz y aeroespacial. La impresión en 3D de un proyecto a esta escala, como un mueble o la carrocería de un coche, puede tardar un día entero en terminarse. El uso de una plataforma dinámica puede reducir el uso de material valioso y reducir el tiempo total de impresión.

Es poco probable que vea este tipo de tecnología de impresión 3D en impresoras FDM de escritorio. Una pieza de tecnología de esta novela sería demasiado cara para este mercado. Sin embargo, no diríamos que está completamente fuera del ámbito de la posibilidad. La historia ya nos ha sorprendido demasiadas veces por cómo la tecnología aparentemente inaccesible se vuelve increíblemente común.

Para ir finalizando

La cantidad de material de impresión 3D que se destina a las estructuras de soporte es algo con lo que siempre tenemos que lidiar. Es posible reorientar un modelo o integrar estructuras en un diseño, pero es probable que aún tenga que usar soportes de todos modos.

El innovador proyecto de investigación sobre plataformas dinámicas puede proporcionar un nuevo paradigma para la impresión 3D. Probablemente habrá un mayor grado de libertad de diseño cuando uno ya no tenga que preocuparse tanto por las estructuras de soporte de impresión 3D. Estamos ansiosos por ver a dónde irá esta tecnología.

Advertencia; Las impresoras 3D nunca deben dejarse desatendidas. Pueden representar un peligro de seguridad contra incendios.