Investigadores del Technische Universitat Kaiserslautern (TUK) han desarrollado un software inteligente para impresión 3D que logra optimizar las propiedades de componentes plásticos, además de que puede ajustar parámetros como la temperatura y la velocidad de impresión durante la impresión.
Las diferencias de temperatura en particular entre las capas individuales, que se producen durante la producción, pueden afectar negativamente a las propiedades del plástico. Los investigadores del TUK afirman que pueden superar estos problemas con su software.
El poder de la impresión 3D
En la impresión 3D, un componente se imprime capa por capa a lo largo de una ruta específica. Esta técnica permite a las empresas producir sus bienes sin mucho esfuerzo. Sin embargo, varios parámetros como la temperatura, la velocidad de impresión, la dirección de impresión, la altura de la capa y la geometría del componente pueden influir en el resultado de la impresión.
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En el Instituto de Materiales Compuestos dirigido por el Profesor Dr-Ing. Alois K. Schlarb en TUK, el equipo está trabajando en tecnologías de impresión 3D. Uno de los objetivos de los investigadores es optimizar las propiedades de los productos impresos.
Y es que, una vez que se imprime una capa, ésta se enfría. Cuando se aplica la siguiente capa encima, tiene una temperatura más alta que la que está debajo, y la capa debajo se vuelve a calentar.
Miaozi Huang, asistente de investigación del instituto, explica que «Esta temperatura de contacto o temperatura local entre la capa impresa y la pieza que se va a imprimir influye en la calidad de la costura o la soldadura«. Esto juega un papel importante en las propiedades del producto. En el componente terminado, este es un punto débil, especialmente si la temperatura local no era lo suficientemente alta cuando se crearon las costuras.
El nuevo software desarrollado garantiza durante la impresión que varias constantes, como la temperatura de la boquilla de impresión o la velocidad de impresión, se puedan cambiar de forma flexible, dependiendo de la forma del componente y el plástico utilizado.
«El objetivo de nuestra tecnología es explotar de manera óptima las propiedades del material», señaló Alexander Schlicher, quien está involucrado en la implementación de los conceptos en el instituto. «Procesos similares aún no existen». Lo especial del software es que los investigadores pueden cambiar de manera flexible los parámetros para cada movimiento individual del proceso de impresión.
Ya han probado el nuevo procedimiento en el laboratorio. Dos muestras, una impresa con software convencional, la otra con la nueva técnica, difieren en su estructura, como se puede observar bajo el microscopio. «También hay una diferencia en las propiedades, especialmente en la resistencia a la tracción en la dirección de impresión», añade Miaozi Huang. “Este método permite eliminar los puntos débiles de los productos impresos”.
Por ejemplo, con este método es posible mantener las temperaturas de contacto entre dos hilos en el rango óptimo para la respectiva geometría de la pieza moldeada. Tales optimizaciones son importantes, por ejemplo, para aumentar la vida útil de un componente. El método utilizado por el equipo de Kaiserslautern permite evitar los puntos débiles del plástico.
Esta y otras tecnologías de impresión 3D estarán presentes en la K 2022.
