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materiales
Arquitectura, Construcción, FDM, Filamento, grafeno, materiales
El grafeno se conoce como uno de los materiales más livianos y resistentes del planeta. A esas cualidades se suman una extraordinaria dureza –muchísimo más que el diamante y el acero- pero con gran flexibilidad. Y, por si eso fuera poco, una notable capacidad de transmitir el calor y la electricidad.   Mucho, ¿no? Y si a eso le añadimos que es transparente, parece ser el súper héroe de los materiales.   Estructuralmente, el grafeno es una capa de átomos de carbono enlazados de manera octogonal. Pero, en lugar de ser una estructura tridimensional, es una retícula hexagonal bidimensional del grosor de un sólo átomo.   Bien, pero, ¿se puede usar en impresión 3D? ¡Sí!   Mezclada con plástico, esta sustancia ya está siendo probada para obtener filamentos ultra resistentes. Los objetos con ciertas formas impresos en 3D con este filamento “emponderado” con grafeno son 10 veces más duros y 20 veces más livianos que si estuvieran compuestos de acero.     Tinta de grafeno para imprimir en 3D   En Inglaterra, investigadores españoles e ingleses crearon una “tinta” que puede ser extruida por una impresora 3D para crear estructuras tridimensionales. La pasta es a base de agua y está compuesta de grafeno químicamente modificado, óxido de grafeno (GO) y reducción de óxido de grafeno (rGO) más una pequeña cantidad de un polímero.   De esa forma, se están pudiendo imprimir objetos tridimensionales con la técnica de FDM. Porque la pasta tiene la consistencia adecuada para ser extruida por una boquilla y que cada capa soporte el peso de la capa posterior.   Lo curioso es que el grafeno es hidrófobo, lo que significa que no se puede hacer una tinta de grafeno con base de agua directamente. Por eso se usa óxido de grafeno para componer la tinta e imprimir la pieza. Luego, esa pieza debe ser sometida a un tratamiento térmico en una atmósfera controlada para recuperar las propiedades del grafeno.   Y son precisamente esas propiedades las que hacen que el desarrollo de este material sea especialmente esperado por la biomedicina, la ingeniería espacial y la construcción de grandes infraestructuras, entre otras áreas en las que la impresión 3D está tomando envión.
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Arquitectura, consejos, Diseño, fabricación digital, Filamento, Impresión 3D, Impresoras 3D, Madera, materiales, Trimaker
¿Es posible imprimir en 3D con madera?   Si bien los materiales para imprimir no están compuestos 100% de madera, las piezas tienen el aspecto, el tacto e incluso el olor de la madera.   Dependiendo de la marca, los filamentos de madera contienen entre un 30 y un 40% de maderas recicladas de diferentes tipos y un 60 a 70% de polímeros de unión. Se utilizan de manera similar a la impresión con PLA, pero con la particularidad de que cambian de color en función de la temperatura de impresión. A 180ºC tienen un color claro y a 245ºC presentan un color más oscuro.   Posterior a la impresión, es posible cortar, lijar e incluso pintar con facilidad las piezas impresas con este tipo de filamentos.   Desde el año 2012 podemos encontrar filamentos de madera para la impresión 3D, pero aún hoy sigue siendo algo experimental.   Fue el fabricante alemán Kai Parthy quien desarrolló el primer filamento con aspecto de madera real, al que llamó LayWoo-D3.   Este y otros filamentos similares considerados “de madera” tienen un acabado muy similar a la madera a pesar de contener una alta proporción de polímeros.   Existen otros filamentos con espuma y colorantes especiales que imitan el acabado de la madera, pero no permiten el mismo trabajo post-impresión ni huelen a madera real.   Uso de la madera en impresión 3D   Las herramientas, las interminables horas de trabajo y los altos costos son algunas de las limitaciones con las que se encuentran artesanos, diseñadores y arquitectos a la hora de trabajar con madera. Gracias a la fabricación aditiva (FFF/FDM) y a los filamentos de madera, los tiempos y costos disminuyen. Las piezas tienen un buen acabado y la complejidad de la forma no incide en la dificultad del trabajo. Esta tecnología es ideal para impresiones 3D de maquetas o piezas que necesiten tener el aspecto, el tacto e incluso el olor de la madera.       Su uso no se limita únicamente a lo profesional. Por el contrario, cualquier usuario de impresoras 3D puede incursionar en el arte de la impresión con madera sin tener conocimientos previos de carpintería.   Tips de impresión   Si estamos planeando incursionar en la impresión 3D con madera es importante que comprobemos que nuestras impresoras 3D cumplan algunos requisitos antes de comenzar a imprimir con este tipo de filamentos.     Hacer una pequeña impresión de prueba ayuda a verificar si el caudal de extrusión es correcta para este material. Es recomendable agregar algunas líneas de skirt antes de que la impresora comience con el objeto en sí. Si la impresión de la skirt* es áspera y desigual, o si no hay o hay poco material extruido, se sugiere aumentar la velocidad de alimentación, lo que resultará en un aumento del volumen de filamento extruido para las primeros capas. Estas técnicas en realidad evitarán una llamada “extrusión seca”, que es bastante común con materiales fibrosos y menos viscosos como lo son los filamentos con madera.   Para que el filamento no se degrade debido a una larga exposición al calor y pueda pasar correctamente por el extrusor, se recomienda comenzar con grosores de capa altos (0.25-0.30mm).   Es importante aclarar que los filamentos de madera son muy buenos para ocultar las líneas de capa entre cada una de ellas, por lo que las formas simples pueden ser impresas con alturas de capa mucho mayores.   Por otro lado, es necesario aumentar la velocidad de impresión (50-80 mm/s.) y la distancia de retracción, ya que este tipo de filamento suele ser más fluído que el PLA.   Si lo que se busca es generar un efecto veteado como el que tienen las maderas reales, debemos “quemar” el filamento. Al aumentar la temperatura de extrusión el aspecto de la pieza irá cambiando hasta conseguir el efecto natural deseado.     Una vez impresa, no se debe quitar la pieza inmediatamente de la plataforma de construcción. Por el contrario, se debe dejar reposar y enfriar. En caso de tener ventiladores de refrigeración grandes y eficientes este paso demorará menos tiempo.   Por último, es necesario purgar la máquina de las sobras de filamentos de madera al finalizar la impresión. Para esto puede utilizarse PLA o ABS. Generalmente, se instala un rollo de ABS, se calienta a 250ºC e inmediatamente se extruyen entre 70-100 mm de filamento para que no queden restos de fibras de madera en la cámara de calor o boquilla. Si bien puede considerarse esto como un desperdicio de material, no hay que subestimar este proceso, ya que no hacerlo podría significar un gasto mucho mayor al tener que reemplazar ciertas piezas de la impresora 3D.   Opciones de filamentos de madera disponibles en el mercado   Fillamentum es uno de los fabricantes que tiene entre su catálogo filamentos de madera. Por el momento, cuenta con cuatro tonalidades distintas: Timberfill “Light Wood Tone”, Timberfill “Rosewood”, Timberfill “Champagne” y Timberfill “Cinnamon”.     Existen otras marcas que venden filamentos de este tipo: ColorFabb WoodFill, BambooFill, CorkFill Hatchbox Woodfill FormFutura EasyWood Polymaker PolyWood   En este video podemos apreciar cómo queda un elefante de madera:  

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fabricación digital, Impresión 3D, Impresoras 3D, materiales, metal, Trimaker
El metal es el único material que ha demostrado ser un poco más reticente a ser utilizado en fabricación aditiva. Las impresoras 3D industriales están a la altura, pero aún no hemos visto una impresora comercial que pueda crear objetos en metal con la misma facilidad con que lo hace en plástico.   ¿Queremos imprimir una casa con concreto, una córnea humana con tinta biológica o una pizza con masa, salsa y queso? ¡Hecho! En la actualidad es posible imprimir en 3D prácticamente cualquier cosa a partir de cualquier material.   Afortunadamente, hoy ya podemos decir que el metal está realmente incluido dentro de las opciones.   Antecedentes   La fabricación aditiva con componentes metálicos se viene experimentando y desarrollando desde hace tiempo. Se trata de una tecnología aditiva en la cual se deposita una capa de polvo, en este caso compuesto de una aleación metálica, de unas décimas de milímetro en una cuba que se ha calentado a una temperatura ligeramente inferior al punto de fusión del polvo. Seguidamente, un láser CO2 sinteriza el polvo en los puntos seleccionados y hace que las partículas se fusionen y solidifiquen. Al finalizar la impresión se realiza un cepillado manual para eliminar el polvo suelto.   Este método es costoso, complicado y requiere estructuras de soporte difíciles de manejar que no se vean distorsionadas por las altas temperaturas del proceso de fabricación.   Sin embargo, un grupo de investigadores de la Universidad de Yale cree haber encontrado una manera de hacer que la impresión 3D de objetos metálicos sea más fácil que nunca.   ¿Cómo funciona?   El problema de la impresión de piezas con metal es que este material difícilmente se encuentra en un estado adecuado para una extrusión sencilla. Es decir, los metales no son lo suficientemente maleables como para hacer diferentes formas, algo que es bastante simple de hacer con los plásticos. Para evitar este problema, los investigadores recurrieron a los vidrios metálicos a granel (BMG).   BMG es un tipo de material metálico que no exhibe la misma estructura atómica rígida que la mayoría de las aleaciones metálicas. Tienen una región líquida súper enfriada en su perfil termodinámico y pueden sufrir un ablandamiento continuo al calentarse, un fenómeno presente en los termoplásticos, pero no en los metales convencionales. Esto significa que los BMG pueden ablandarse con mayor facilidad que la mayoría de los metales manteniendo las cualidades típicas asociadas con éstos: son fuertes, con altos límites elásticos, resistencia a la fractura y resistencia a la corrosión.     El equipo de Yale se centró en un BMG fácilmente disponible que contiene circonio, titanio, cobre, níquel y berilio. En las mismas condiciones utilizadas para imprimir en 3D con plásticos, los investigadores utilizaron varillas amorfas de 1 mm de diámetro y 700 mm de longitud. Estas varillas pasaron primero por un proceso de extrusión templada a 460° C y una fuerza de extrusión de 10 a 1.000 Newtons para forzar las fibras ablandadas a través de una boquilla de 0,5 mm de diámetro.   Los vidrios metálicos se enfrían de un líquido a un sólido, sus átomos se asientan en una disposición aleatoria y no cristalizan como lo hacen los metales tradicionales, propiedad que hace única a la estructura atómica de los BMG. Es decir, sólo luego de que haya ocurrido el proceso de cristalización, para el que es necesario por lo menos un día, se podrá llevar a cabo una nueva extrusión robótica controlada, a 400° C, para crear el objeto deseado sobre una malla de acero inoxidable.   Usando este proceso descubrieron que podían imprimir varias piezas de diferentes formas.   Estamos frente a un nuevo enfoque de la impresión 3D en el que es posible confeccionar objetos metálicos a través de la fusión de filamentos hechos de BMG.   Usos concretos de la impresión 3D con metal   El desafío radica en hacer que el proceso de impresión 3D con metales sea más práctico y comercial.   En los Países Bajos, por ejemplo, diseñaron e imprimieron aditivamente la primera bicicleta de acero inoxidable totalmente funcional. Un cuadro de bicicleta es una buena prueba para la tecnología debido a la complejidad de las fuerzas involucradas.   La compañía encargada de su fabricación ha desarrollado un método innovador mediante la incorporación de brazos robóticos multieje como extrusores en las impresoras 3D. Esto permite que los metales y las resinas se impriman en el aire en cualquier dirección sin la necesidad de estructuras de soporte.     Podemos encontrar también cámaras fotográficas que contienen partes personalizadas impresas en 3D. El proyecto se inspiró en diferentes épocas de diseño como el art nouveau, el modernismo y el digitalismo, y supone una ampliación de los límites de la fabricación aditiva en términos de detalles y grosores de capa.   El objetivo de este proyecto de Panasonic y WertelOberfell era ampliar los límites del detalle que puede obtenerse con la impresión 3D, y cómo agregar fuerza, durabilidad y más valor al recubrir las piezas con metales reales como el cobre y el níquel. Los resultados: estructuras realmente delgadas, alrededor de 0,5 mm, lo suficientemente fuertes para ser utilizadas en una cámara en una situación cotidiana.     Además de estos usos experimentales de diseño, un mecánico podría fabricar la pieza necesaria para reparar un automóvil mientras el dueño del coche espera en la tienda. Los constructores y diseñadores podrían imprimir piezas metálicas para proyectos de ingeniería en sus propias fábricas sin necesidad de importarlos o comprarlos a granel. Los diseñadores de accesorios de moda serían capaces de imprimir al instante un modelo de la tienda que se encuentre agotado pero que un cliente haya visto online y lo necesite para antes de lo que tarda el distribuidor en enviarlo.   ¡Las aplicaciones serían ilimitadas!     Aquí se puede ver un puente totalmente impreso en 3D con metal. Se estima que estará colocado en Amsterdam en el año 2019.      
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Filamento, Impresión 3D, materiales, PLA, Spinner
Hoy hablaremos de los plásticos. Si ya sabemos lo que es una impresora 3D y hemos pasado al nivel de comenzar a imprimir es importante saber con qué material queremos trabajar y qué características tendrá el objeto que queremos fabricar. Es aquí donde llega un tema importante que debes conocer: los plásticos en la impresión 3D.   Los plásticos son los materiales más comunes dentro de la impresión 3D, pero ¿cuánto sabes acerca de ellos? ¿Qué diferencias existen entre cada uno de estos plásticos? Cada una de las tecnologías 3D fabrica con diferentes tipos de materiales, por ejemplo, la tecnología FDM/FFF trabaja con filamentos, la esterolitografía con resinas líquidas de fotopolímeros y el sinterizado láser con polvos termoplásticos.   Para que entiendas en profundidad el mundo de los plásticos en la impresión 3D hemos creado una completa guía que te ayudará a entender cada uno de los materiales, hoy te presentamos los plásticos, también puedes encontrar los materiales orgánicos, metales y mucho más…    

Los plásticos en la impresión 3D Leer más

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