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Esta impresora 3D económica puede construir formas únicas que se pliegan solas


Un nuevo proceso de impresión 3D podría dar un nuevo giro al arte del elaborado plegado de papel y origami. Un equipo de investigadores de la Universidad Carnegie Mellon (CMU) aprovechó el calor de una impresora 3D para hacer elementos planos que se pliegan en formas elaboradas cuando se calientan.

Los ingenieros utilizaron una impresora 3D de bajo costo y un mal funcionamiento o error común en la impresión 3D para crear formas verdaderamente notables, incluidas rosas, botes y conejos.

Lining Yao se desempeña como profesor asistente en el Instituto de Interacción Humano-Computadora de CMU y como director del Laboratorio de Materia Morphing. Yao explicó que estos objetos podrían ser un pequeño paso hacia elementos como muebles o juguetes de autoconstrucción que solo necesitarían una pistola de calor para alcanzar su estado final.

Los investigadores también dijeron que la tecnología podría usarse para construir rápidamente refugios de emergencia durante las operaciones de rescate y socorro utilizando el calor del sol.

Los materiales plegables reducen los costos de producción

En los últimos años, las innovaciones de impresión 3D se han vuelto más elaboradas y también significativamente más baratas para la impresión 3D de nivel de entrada. Este proyecto no es diferente, explicó Yao. Los materiales plegables reducen los costes generales de producción de los objetos 3D. Esto permite a los desarrolladores reemplazar rápidamente partes no críticas o hacer prototipos simples con formas que se aproximan al aspecto final. También se podrían producir rápidamente moldes para objetos de formas más estándar y productos de fibra de vidrio.

Para Yao y su equipo, las posibilidades parecen infinitas, una oportunidad que también querían brindar a otros aspirantes a creadores de impresión 3D.

"Queríamos ver cómo el autoensamblaje podría volverse más democrático, accesible para muchos usuarios", dijo Yao.

El equipo utilizó una de las impresoras más económicas del mercado: las impresoras FDM. Luego aprovecharon al máximo una de las mayores quejas de las impresoras 'baratas': la deformación.

"La gente odia la deformación", dijo Yao. "Pero hemos tomado esta desventaja y la hemos convertido en nuestra ventaja".

Las impresoras FDM colocan continuamente filamentos de termoplásticos fundidos. Estos materiales suelen tener tensión residual. Esto hace que los plásticos se contraigan y, a menudo, se deformen a medida que los plásticos se enfrían y alivian la tensión.

"El software se basa en una nueva teoría de plegado de curvas que representa los movimientos de bandas del área curva. El software basado en esta teoría puede compilar cualquier forma de malla tridimensional arbitraria en una hoja termoplástica asociada en unos pocos segundos sin intervención humana", dijo Byoungkwon An , un afiliado de investigación en HCII.

"Es difícil imaginar que esto se haga manualmente", dijo Yao.

Si bien existen otras investigaciones sobre materiales auto-plegables, esos proyectos a menudo involucran materiales que son difíciles de encontrar o procesos de uso demasiado sofisticados para la impresora 3D promedio.

Yao y su equipo presentaron la investigación denominada "termoformación" en la Conferencia sobre factores humanos en sistemas informáticos, que tuvo lugar del 21 al 26 de abril en Montreal. El equipo quiere eventualmente mejorar el proyecto y crear objetos plegables mucho más grandes.

"Creemos que el algoritmo general y los sistemas de materiales existentes deberían permitirnos eventualmente fabricar objetos grandes y fuertes auto-plegables, como sillas, botes o incluso satélites", dijo Jianzhe Gu, becario de investigación de HCII.


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