Un revolucionario sistema de impresión 3D de resina continua de OPT Industries busca aplicaciones de producción

Réplica de piel impresa en 3D hecha con impresión 3D de resina continua [Fuente: OPT Industries]

OPT Industries es una nueva empresa de impresión 3D que está desarrollando una gran cantidad de innovaciones.

La empresa se fundó hace solo dos años cuando el fundador Jifei Ou se graduó del MIT, donde pasó siete años trabajando en el famoso MIT Media Lab. Allí, él y otros desarrollaron técnicas sofisticadas para diseñar e imprimir metamateriales complejos utilizando diseño computacional.

Microestructuras impresas en 3D [Fuente: OPT Industries]

Los metamateriales son objetos que tienen propiedades inusuales debido a su geometría. A menudo, las estructuras que generan las propiedades son bastante pequeñas, por lo que al observador le parece que se está creando un nuevo material. De hecho, es un “metamaterial” que está hecho de materiales convencionales pero que proporciona una nueva funcionalidad.

Después de fundar OPT Industries solo unas semanas después de graduarse, Ou reunió capital de inversión de dos inversionistas líderes y contrató a un equipo de cuatro ingenieros y diseñadores. Este grupo se propuso desarrollar un sistema integrado de hardware, software y materiales que pudiera hacer cosas que otras impresoras 3D no podían hacer. Hoy la empresa emplea a trece personas.

Si bien la empresa se enfoca fuertemente en el desarrollo de software, creo que su mayor logro hasta ahora es la creación de una impresora 3D revolucionaria que hace algo que ninguna otra impresora 3D de resina puede hacer: imprimir continuamente.

Espera, ¿qué significa eso?

Todas las impresoras 3D de resina de hoy imprimen dentro de un volumen de construcción definido. Eso podría ser una cámara de construcción (PolyJet) o un tanque (SLA o MSLA). De cualquier manera, tiene un volumen de construcción finito y, por lo tanto, hay un tamaño máximo de objetos, y los trabajos de impresión deben ocurrir en serie: antes de que comience el siguiente trabajo, el trabajo anterior debe terminar.

Las impresoras 3D FFF han superado una limitación similar con el desarrollo de las impresoras 3D de cinturón. Estos dispositivos imprimen en una cinta transportadora en movimiento en lugar de una placa fija, lo que hace que la impresora 3D FFF pueda imprimir objetos grandes de longitud teóricamente infinita.

Ahora OPT Industries ha hecho lo mismo, excepto por una impresora 3D de resina.

No me mostraron los aspectos internos de cómo se logra esto, pero aquí hay una animación de la impresora RAMP en funcionamiento:

Impresión 3D de resina continua [Fuente: OPT Industries]

Como puede ver, los objetos simplemente salen del dispositivo. Mientras que las impresoras 3D de cinta FFF suelen tener un cubo para recoger las impresiones a medida que salen de la cinta, OPT Industries hace esto:

Recopilación de impresiones realizadas con una impresora 3D de resina continua [Fuente: OPT Industries]

Claramente, la impresora 3D «RAMP» OPT Industries está diseñada para una producción a gran escala. Lo describen como:

“El primer sistema de fabricación continua automatizado impulsado por fotolitografía digital basada en rollo a rollo que permite la creación de materiales y productos continuos en una longitud ilimitada”.

Aunque OPT Industries es una empresa nueva, tienen varios clientes que pagan en esta etapa inicial. Su producto estrella en este momento es un hisopo de prueba nasal altamente sofisticado.

Hisopos de prueba nasal impresos en 3D [Fuente: OPT Industries]

Ahora, sé lo que está pensando: todos y su perro imprimen hisopos de prueba en 3D, entonces, ¿por qué es esto diferente?

Esta es la razón por:

Demostración de Instaswab [Fuente: OPT Industries]

En la animación, puede ver cómo el hisopo de prueba de OPT Industries no solo absorbe una muestra con mayor eficiencia, sino que también libera la muestra más tarde con una eficiencia similar. OPT Industries me dijo que su hisopo es aproximadamente 20 veces más efectivo que los hisopos de prueba típicos.

¿Cómo logran esto? La respuesta es que están utilizando tecnología de metamateriales en el diseño del hisopo, que involucra microestructuras densas diseñadas específicamente para este propósito. Ese producto muestra el poder de la tecnología de OPT Industries que combina hardware, software y materiales.

Actualmente, la empresa produce 80 000 hisopos de prueba por día utilizando ocho dispositivos, por lo que el rendimiento es de aproximadamente 10 000 por día por máquina. Sin embargo, Ou explicó que algunos clientes requieren de 1 a 2 millones de hisopos por mes, por lo que están preparados para la expansión.

El proyecto de hisopo es indicativo del modelo comercial de OPT Industries, que es bastante diferente al de otros fabricantes de impresoras 3D.

Si bien la mayoría de los fabricantes de impresoras 3D producen máquinas y las venden a otros fabricantes para producir piezas, eso no es lo que hará OPT Industries. En cambio, asumen proyectos para producir productos nuevos e innovadores y utilizan su tecnología internamente para hacerlo. En otras palabras, no podrá comprar una impresora 3D de resina continua de OPT Industries.

Después de pensar en esta estrategia tan diferente, me parece bastante razonable: al construir los productos por sí mismos, pueden eliminar múltiples pasos y actores en el proceso de fabricación y, en teoría, deberían ser más rentables.

Réplica de piel flexible impresa en 3D hecha con impresión 3D de resina continua [Fuente: OPT Industries]

Serían capaces de mantener los diseños complejos y las formulaciones de resina internamente y convertirse en una especie de estándar de facto para ciertos productos avanzados. Ou describe esto como la «aplicación asesina» para los tipos de productos.

También permite a OPT Industries volver a desarrollar su tecnología para un ajuste óptimo para cada proyecto entrante. Pueden alterar los parámetros de impresión, los materiales e incluso las propias impresoras para adaptarse a la situación. Ou dijo que los dispositivos son inherentemente escalables debido a su diseño modular y pueden cambiar tanto el volumen de construcción como la resolución del objeto según sea necesario.

No tienen que preocuparse por los desafíos de admitir dispositivos en áreas remotas y pueden actualizar rápidamente su software para volverse más potentes sin tener que lidiar con las actualizaciones de software de campo.

Quizás se pregunte si los hisopos de prueba son una buena idea para un producto, dado que la pandemia se está desacelerando. Ou no lo cree así por varias razones.

En primer lugar, el proyecto permitió a la empresa producir productos reales de uso final a escala. Esto les brindó la oportunidad de aprender mucho sobre la producción y así refinar su propia tecnología.

En segundo lugar, el hisopo de prueba como diseño proporciona una plataforma que se puede reutilizar para otras industrias. Un ejemplo citado por Ou está en los cosméticos. Imagine un cepillo aplicador de rímel: este es un elemento que a) debe recoger material yb) liberar ese material.

Suena como un hisopo de prueba, ¿no es así?

Es muy probable que haya una cantidad casi infinita de casos de uso para diseños de metamateriales, por lo que OPT Industries sin duda estará bastante ocupada durante muchos años.

Con ese fin, la compañía anunció un nuevo sitio de fabricación de 14 000 pies cuadrados (1300 m2) que estará certificado para la producción de dispositivos médicos.

Sin duda, OPT Industries tiene un enfoque muy diferente para fabricar y usar impresoras 3D, y estaré observando atentamente para ver cómo evolucionan en el futuro.

Vía Industrias OPT