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En las próximas décadas, a medida que millones de ingenieros veteranos se jubilen de su profesión, una nueva generación ocupará su lugar. El mundo de la fabricación y la ingeniería al que tendrá que enfrentarse la nueva generación será significativamente diferente al que enfrentaron sus predecesores. Uno de los cambios más significativos será un énfasis mucho mayor en la impresión 3D. Es por eso que es necesario tomar medidas inmediatas para garantizar que los estudiantes de ingeniería actuales conozcan la tecnología de impresión 3D y sepan cómo utilizarla correctamente.
La Escuela de Ingeniería Ira A. Fulton de la Universidad Estatal de Arizona (ASU) vio esta necesidad desde el principio y ya ha logrado avances significativos para abordarla. La instalación de investigación de impresión 3D más grande del suroeste abrió recientemente en el Centro de Investigación de Fabricación Aditiva de ASU en el Campus Politécnico. Ocupando un espacio de 15,000 pies cuadrados y con equipos de impresión 3D valorados en más de 2,5 millones de euros, los estudiantes de ASU utilizan la instalación para una variedad de actividades de investigación y desarrollo. La instalación nació de una asociación entre ASU, Honeywell Aerospace y varias empresas de impresión 3D.
El objetivo de la instalación es despertar la curiosidad entre los estudiantes. El campo de la impresión 3D tiene una gran necesidad de investigadores e innovadores, pero muchas universidades ignoran el potencial futuro de la tecnología y se abstienen de presentarla a los estudiantes. La Escuela Politécnica de ASU es actualmente el único programa en Arizona que ofrece una licenciatura en ingeniería de fabricación. Se presta gran atención a garantizar que los estudiantes obtengan mucha experiencia práctica con las impresoras y reciban una sólida introducción a la fabricación aditiva.
Una mano amiga
El enfoque de ASU en la fabricación aditiva ya ha dado sus frutos en el caso de Noah Muns. Noah era un niño de ocho años que padecía un coágulo de sangre que provocó que su mano derecha dejara de crecer. Su madre, Heather, crió a su hijo para que fuera autosuficiente con una sola mano, pero el plan siempre fue ayudar a Noah a conseguir una prótesis de mano en algún momento. La cuestión era que no tenía mucho sentido fiscal crear una mano personalizada para Noah que solo duraría un par de años para el niño en crecimiento.
Ingresa John Hughes, un ex alumno de Estrella Mountain Community College (EMCC). Hughes estaba buscando un proyecto final para su clase de Física II. Cuando EMCC recibió una nueva impresora 3D, se presentaron sus capacidades al cuerpo docente de la universidad, entre los que también se encontraba Heather Muns. Un miembro de la facultad que era consciente de su interés superpuesto en las prótesis le presentó a John Hughes, y de ahí nació una asociación fructífera.
Hughes se puso a trabajar en la elaboración de la prótesis perfecta para Noah. Incluso con la ayuda de la impresora 3D, se necesitaron más de 12 horas de lijado y perforación de agujeros en el producto para adaptarlo a la extremidad de Noah. Hughes continuó trabajando en el proyecto incluso después de finalizar su curso. Se tuvieron que realizar muchas iteraciones de la prótesis para encontrar la combinación perfecta para Noah.
Después de que Hughes fue aceptado en ASU, continuó su trabajo en la prótesis, haciéndola más grande que antes y agregando un accesorio para el codo que permite una mayor flexibilidad. Hughes planea utilizar la ayuda de sus compañeros de estudios y profesores de ASU para ampliar la gama de prótesis que Noah podrá utilizar a medida que crezca.
Piezas de disolución
Otro problema interesante que abordaron los investigadores de ASU fue la tarea de crear salientes para piezas impresas en 3D. Para los diseñadores, agregar voladizos a un modelo 3D puede ser una gran molestia e implica largas horas de posprocesamiento. El equipo de investigación ideó una nueva técnica para imprimir voladizos que aprovecha las diferencias entre la estabilidad química y electroquímica de diferentes metales. Básicamente, el funcionamiento es que el diseñador crea el soporte para el saliente a partir de un metal concreto que posteriormente puede eliminarse mediante grabado electroquímico. No queda ningún material de soporte residual una vez terminado el producto.
Lo que hace esta nueva técnica es reducir significativamente el tiempo de posprocesamiento necesario para crear el voladizo. Con este nuevo método, no hay necesidad de operaciones de mecanizado adicionales para eliminar las estructuras de soporte del modelo. El equipo de investigación está trabajando para que el proceso sea aplicable en una amplia gama de metales y óxidos mediante disolución química selectiva.
El futuro de la impresión 3D depende de la investigación y el desarrollo de las universidades. ASU ha demostrado un verdadero compromiso con la impresión 3D y se ha convertido en líder en educación sobre impresión 3D.
Advertencia; Las impresoras 3D nunca deben dejarse desatendidas. Pueden representar un peligro para la seguridad contra incendios.