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Cuál es la impresión volumétrica 3D y porqué él podría significar el final de la fabricación aditiva

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También conocido como impresión olográfica o tomográfica, podía ser el paso evolutivo siguiente

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Movimientos del progreso rápidamente en la industria de impresión 3D. Tanto para anunciar nuevas, de interrupciones tecnologías casi cada mes. Sin embargo, no pueden todas ser de interrupción y revolucionarias. Sucede tanto como cuando un nuevo acercamiento verdaderamente perturbador a la impresión 3D se anuncia puede ir algo inadvertido – o entendido completamente para su importancia. Eso pudo haber sucedido cuando los investigadores del LLNL primero anunciaron y presentaron 3D volumétrico que imprimía el año pasado. ¿Pero cuál es exactamente la impresión volumétrica 3D?

Incluso si era un proyecto de las instituciones superiores tales como LLNL, MIT, Uc Berkeley y la universidad de Rochester, pudo haber parecido como innovación apenas otra fascinadora con todo algo inverosímil a un proceso consolidado. Sin embargo, un intercambio reciente del correo electrónico con un estudiante del curso de Additive Manufacturing de profesor Colosimo en la universidad politécnica de Milán – que ha estado investigando este tema – nos llevó a encontrar dos avisos más recientes que parecen indicar que son mucho más que eso. La impresión volumétrica 3D, también conocida como la impresión olográfica 3D o impresión tomográfica 3D, puede apenas ser el paso evolutivo siguiente en la impresión 3D y la forma tridimensional primero “verdadera” de impresión.

Apenas la semana pasada, el líder bioprinting CELLINK anunció el desarrollo de un nuevo – no tan asequible – $1,2 millones bioprinter olográfico, el ológrafo-x. Un par de semanas anterior, los investigadores del Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne publicaron un documento sobre “la impresión volumétrica 3D de elastómeros por la proyección por transparencia tomográfica “.

Describieron el proceso según lo “inspirado por exploraciones de la tomografía computada (CT) en proyección de imagen biomédica. En tomografía computada, una serie de radiografías de la radiografía de un paciente o el objeto se adquiere de diversos ángulos. Estas proyecciones radiográficas entonces se procesan con un algoritmo tomográfico para reconstruir imágenes seccionadas transversalmente del objeto explorado. Las imágenes seccionadas transversalmente representan la distribución de la dosis absorbente de la radiografía dentro del objeto.

En 3D tomográfico la impresión – explican – del principio de exploraciones del CT se utiliza en revés. Primero, un modelo digital del objeto deseado se carga. De acuerdo con este modelo, las imágenes seccionadas transversalmente del objeto se generan (voxelization). Entonces, las proyecciones de un sistema de muchos ángulos de 0 a 360° se calculan usando cualquier algoritmo de la tomografía tal eso cuando todas estas proyecciones se exhiben en un volumen homogéneo de material de absorción, la distribución acumulativa de la dosis absorbente debido a las proyecciones reproducen la forma del objeto tridimensional dentro del material. Si un photopolymer líquido se utiliza como material de blanco y la luz visible se utiliza para las proyecciones, las ubicaciones dentro del photopolymer en donde una alta dosis de la luz fue aplicada solidificarán mientras que sigue habiendo otras ubicaciones debajo del umbral de la solidificación.”

¿Qué implicaciones para la fabricación aditiva?

Todo el 3D que imprime hoy es un tipo 2.a impresión repitió realmente a lo largo del eje de Z. Los acercamientos volumétricos de la impresión 3D están imprimiendo realmente en las tres dimensiones al mismo tiempo. En este sentido, parece como la evolución natural de la impresión 3D.

Irónico, la impresión volumétrica 3D puede desarrollarse en algo que se puede no más considerar un tipo de fabricación aditiva y con seguridad no sería un tipo de ALM (fabricación aditiva de la capa) como algunos le refieren. No sólo no habría capas (pues no hay capas en tecnologías continuas del DLP o en los procesos 2PP) sino que puede no más incluso haber cualquier cosa construido aditivo pues las piezas se podrían solidificar todo al mismo tiempo. Más probablemente, algunos procesos volumétricos pueden todavía tener un grado de fabricación aditiva, pero en tres dimensiones: a partir del centro y la construcción hacia fuera.

El poder a la impresión 3D de todas las dimensiones espaciales al mismo tiempo podría ser instrumental en producir órganos complejos, como CELLINK deduce con el nuevo sistema ológrafo-x. Esto permitiría estructuras mejores y más funcionales del vascularity y del multi-celular-material. Más generalmente este acercamiento puede ser ideal para las estructuras muy complejas del multi-material que podrían también ser uno de los desafíos primarios en su adopción.

La tecnología mostrada por el LLNL y por los investigadores de Lausanne es stereolithographic (o uno mismo-stereolithographic como le refieren) y esta familia de procesos trabaja casi siempre con un solo material. El otro concer de las preguntas si la impresión volumétrica 3D se podría aplicar nunca a la termoplástica y a los metales. En ambos casos, la pregunta es si podría ser aplicada a los procesos materiales de la fusión de la cama de la protuberancia y del polvo.

¿PBF volumétrico y protuberancia material?

Pulverice la fusión de la cama sería excluido por ahora principalmente porque requeriría probablemente demasiada energía poder controlarla. Incluso si los investigadores podían desarrollar un proceso volumétrico de la fusión de la cama del polvo para los polímeros (quizás una evolución de LaserProFusion del FOE), todavía tardaría muchos años antes incluso de comenzar a considerar aplicarlo a los metales (aunque el CEO Adrian Keppler del FOE nos dijo que sería teóricamente posible en el formnext)

Otras posibilidades son la protuberancia y la deposición (DED/LMD) del polímero y del metal. Uno podría depositar teóricamente los plásticos y los metales fundidos de más de una cabeza de la deposición al mismo tiempo pero no podrían sacar hacia arriba, a menos que estuvieran en un ambiente de la gravedad cero, en espacio. Por lo menos en ese sentido, el bioprinter que acaba de ser enviado al ISS puede tener más respuestas para nosotros.

Puesto que estamos aventurando en el reino de posibilidades a largo plazo, una posibilidad final de la impresión volumétrica 3D del metal sería un proceso stereolithographic MIM-basado. Uno podría utilizar teóricamente un proceso similar a ése desarrollado por el LLNL en mezclas de photopolymers (carpetas) y de polvos de metal. Mientras que todavía queda ver cómo el proceso trabajaría en un material grueso, no transparante, también debe ser considerado que tales procesos stereolithographic MIM-basados acaban de estar ejecutados recientemente en capa “tradicional” basaron la impresión 3D y tomará mucho más la investigación para desarrollarlos en un acercamiento volumétrico de la impresión 3D.

Por otra parte, alguien piensa una vez en algo nuevo y trabaja, progreso mueve bastante rápido en la impresión 3D. Oiremos probablemente el término 3D volumétrico el imprimir mucho más que año que viene de un par de veces.