Impresoras 3d

La impresión en 3D ayuda a los médicos a prepararse para la cirugía

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Ofrecen a los cirujanos la oportunidad de imprimir modelos a tamaño real de las partes del cuerpo de los pacientes en los que van a operar. Las impresoras 3D son ahora muy asequibles y el software es muy fácil de usar.

Los médicos han podido imprimir en 3D una versión a tamaño real del hueso y el tejido. El hueso se imprimió en plástico duro.

Los modelos 3D también se esterilizan a menudo y se llevan al quirófano el día de la operación para ayudar a los cirujanos.

Durante la operación, los médicos pueden tener una mano en el hueso y una mano en el modelo impreso en 3D para guiarlos.

Los modelos 3D ayudan a los cirujanos a ensayar los procedimientos y a confirmar las sospechas.

Los médicos esperan que las impresoras beneficien a muchas disciplinas médicas diferentes, así como instrumentos hechos a medida para los pacientes.

Los médicos esperan que las impresoras se puedan utilizar para diseñar implantes específicos para cada paciente, lo que permitirá realizar un prototipo más barato antes de realizar una impresión 3D de metal.

Impresión médica en 3D

La impresión médica en 3D se convertirá en el campo pionero que llevará a la fabricación aditiva a la corriente principal.

Implantes impresos en 3D

Un diseñado patentado de rejilla de malla permite que los implantes reduzcan la rigidez al mismo tiempo que aumentan el crecimiento de las células óseas.

A través de la impresión en 3D, pueden fabricar implantes para la columna vertebral que se adaptan al paciente. Los dispositivos ortopédicos en 3D pueden ser los más comunes.

Bioimpresión

La bioimpresión es la capacidad de imprimir en 3D órganos de trasplante específico para cada paciente, eliminando la necesidad de listas de espera y donantes, y el temor al rechazo de órganos.

Se está convirtiendo en una práctica habitual la impresión en 3D de capas de tejidos simples. Han creado un método basado en láser para la impresión en 3D de material biológica, como las células de la piel.

Una máscara de hidrogel personalizada se imprime en 3D a partir de celulosa elaborada con algarrobas y algas rojas, junto con ingredientes para el cuidado de la piel.

Todavía queda mucho trabajo por hacer para perfeccionar la bioimpresión de las estructuras vasculares necesarias para llevar sangre y nutrientes a los tejidos bioimpresos, abriendo así la posibilidad de fabricar órganos específicos para pacientes para trasplante.

Herramientas quirúrgicas

La ayuda a la evolución de las herramientas médicas. Han desarrollado un dispositivo impreso en 3D para extraer vasos de la cadera de forma más fácil, fiable y rápida.

Con las guías quirúrgicas específicas para cada paciente, los médicos ya no tienen que llegar al quirófano con una serie de herramientas de diferentes tamaños.

El futuro de la medicina impresa en 3D

Además de los órganos bioimpresos, se están investigando nuevas tecnologías médicas en todo el mundo. Han creado un dispositivo de impresión de piel portátil capaz de imprimir biointinta en una herida para ayudar en el proceso de curación. La tinta suele estar compuesta de materiales a base de proteínas, como el colágeno y la fibrina.

Conocido como la impresión en 3D de oído biónico, han creado un ojo artificial con impresión en 3D. se compone de una cúpula de vidrio hemisférica en la que se imprimieron partículas de plata, seguidas de fotodiodos. Pretenden mejorar la calidad de los receptores de luz y utilizar un material blando y implantable como sustrato.

Es la producción de modelos médicos específicos para el paciente para la preparación de la cirugía. Los modelos impresos en 3D se utilizan cada vez más para ayudar a los cirujanos a navegar por la anatomía de un paciente antes de iniciar un procedimiento complejo.

Posibilidades en nuevos lenguajes de diseño a través de la impresión en 3D

Las posibilidades de la fabricación de aditivos en nuestro panorama industrial actual van más allá de la tecnología y las oportunidades de fabricación industrial.

Los objetos de hoy se adaptan a las posibilidades mecánicas de la maquinaria en la industria. Formas y formas son una combinación de nuestros deseos e imaginación unidos a las posibilidades que nos ofrecen nuestros procesos de fabricación. Hoy en día trabajamos con métodos que son en su mayoría sustractivos, o que se basan en hacer las mismas cosas de manera eficiente y en cantidades significativas. Estos procesos crecen junto con las industrias que ellos hacen posible y son formados por estas industrias como resultado.

Los movimientos Bauhaus alemán y afines modernista y minimalista se forjaron después de la revolución industrial. Nacidos de un optimismo industrial y del mundo de los nuevos objetos, estos movimientos todavía influyen en muchos objetos y diseñadores. La Bauhaus y los movimientos de diseño industrial de principios del siglo XX son ineludibles para un diseñador que trabaja hoy en día.

Tiene sentido que después de 90 años de revolución industrial, esta filosofía y estilo hayan cobrado fuerza. La industria de entonces no ofrecía una gran variedad de técnicas que hicieran posibles las formas orgánicas. Era un estilo de líneas sencillas que por simplicidad y racionalidad. Así que se dejó a los artesanos y su artesanía para esculpir con sus manos formas más naturales.

Para la Bauhaus & Co. la estandarización y democratización del diseño era un requisito para satisfacer las necesidades de una sociedad de masas. Frente a una sociedad en crecimiento, tiene sentido que las cosas de masa hechas para la masa de la gente fuera una meta elevada.

«La creación de tipos estándar para todas las mercancías prácticas de uso diario es una necesidad social » – Walter Gropius

Si se llamara entonces racionalismo, esta adaptación del estilo a la industria, sería justo decir hoy que lo más razonable es entender las oportunidades que nos brindan los procesos de fabricación y utilizarlos plenamente en su potencial.

Cuando se trata de objetos, las infinitas posibilidades de la impresión en 3D abren un campo de acción difícil de prever. La impresión en 3D ofrece la posibilidad de evolucionar de un lenguaje de líneas rectas y formas geométricas a un mundo de formas orgánicas y curvas infinitas.

3D printed metal sofa

de Janne Kyttanen es una tumbona de tamaño completo que no sería posible fabricar utilizando métodos de producción en masa.

Pensando en la impresión 3D como una pequeña revolución dentro de nuestra industria, es agradable imaginar un nuevo futuro formado por este proceso industrial. En comparación con los métodos que utilizamos ahora, donde las líneas rectas y las formas geométricas eran la manera más eficiente de hacerlo, se nos da la oportunidad de crear el futuro en todas las dimensiones y formas que queramos. Así que llamémoslo «reasonalismo», donde la forma sigue a la función y la emoción es una función que la forma puede seguir.

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La Starlings Table de Joris Laarman (2010) está hecha de estorninos impresos en 3D y diseñados en base a los patrones de vuelo de Starling.

Con la impresión en 3D, podemos trabajar hacia un nuevo lenguaje en el que estamos rodeados de curvas y líneas que están inspiradas por la naturaleza . Podemos aportar una nueva sensibilidad a nuestro entorno a través de texturas y formas que no eran posibles de producir industrialmente hace mucho tiempo.

Functional Ceramics by Olivier van Herpt, image of three terracotta colored vases.>.

(2012) son funcionales y pueden ser únicos.

ParaMatters presenta el Optimizador de Topología CogniCAD 2.0

Ya casi es hora de CES, la mayor feria tecnológica del año en la que empresas de todos los sectores del sector tecnológico presentarán sus últimas novedades. Para ParaMatters, esto significa que es la primera vez que la compañía presentará su software de optimización de topología CogniCAD 2.0 en Norteamérica. ParaMatters, que fabrica software autónomo de optimización de topología, consolidación de piezas y aligeramiento, introdujo el software original de CogniCAD en CES el año pasado , y ahora presentará la segunda generación.

«Estamos encantados de anunciar el primer escaparate norteamericano de CogniCAD 2.0 en CES», dijo el cofundador y Director de Tecnología de ParaMatters, el Dr. Michael Bogomolny. «Después de más de un año de trabajar con los líderes de la industria para afinar esta tecnología de segunda generación, ahora podemos ofrecer la herramienta de diseño generativo y aligeramiento de CAD a CAD más potente disponible en el mercado actual».

CogniCAD 2.0 se basa en su plataforma computacional de diseño cognitivo basada en la nube. El software es capaz de generar automáticamente estructuras ligeras listas para impresión en 3D de alto rendimiento para aplicaciones de automoción, aeroespaciales y otras aplicaciones de misión crítica.

«Estamos transformando todo el proceso de diseño a fabricación haciendo posible que nuestro servicio en la nube genere de forma autónoma diseños de alta calidad, agnósticos al CAD y listos para la fabricación, optimizados y de bajo peso en cuestión de minutos a unas pocas horas», dijo el Dr. Bogomolny. «Nuestro motor generativo propietario ofrece automáticamente diseños de alto rendimiento y calidad con un mínimo de información por parte del usuario. Como resultado, todo el ciclo de diseño se comprime de semanas a horas y aumenta la calidad de los diseños generativos en comparación con lo que se puede lograr manualmente».

El nuevo software acelera el desarrollo y presenta algoritmos nuevos y avanzados para mejorar las capacidades generales de fabricación de hilos digitales y aditivos, incluyendo una nueva plataforma de diseño generativo basada en la nube que compila automáticamente estructuras de celosía ligeras y de metamateriales bajo demanda, basándose en las especificaciones introducidas por diseñadores e ingenieros. Estos incluyen tamaño, peso, costo, resistencia, estilo y materiales.

El software también ofrece como servicio de diseño capacidades mesoestructurales que proporcionan diseño biomimétrico para rellenos estructurales óptimos que son de misión crítica para ciertos procesos de fabricación aditiva.

«Estamos aprovechando al máximo la convergencia de técnicas avanzadas de optimización de topología, geometría computacional, inteligencia artificial y una potencia infinita de computación en nube para ofrecer la herramienta más potente, asequible e impactante que libera todo el potencial del diseño para la fabricación de aditivos», dijo Avi Reichental, cofundador y presidente ejecutivo de ParaMatters.

CogniCAD 2.0 está disponible a través del sitio web de ParaMatters como un servicio de pago por diseño basado en la nube. Existen varios modelos de suscripción y basados en la empresa. El software funciona importando primero los archivos CAD a la plataforma y luego definiendo los criterios de carga y diseño. Los usuarios pueden obtener diseños generativos en cuestión de minutos, verificados por el análisis de elementos finitos incorporado y listos para la impresión en 3D en formatos STL y STEP. Todos los diseños generados por ParaMatters pueden ser impresos directamente en 3D.

ParaMatters estará presente en el CES 2019 en el stand Techniplas, LVCC, North Hall – 9320. Los asistentes interesados pueden visitarnos y aprender más sobre las novedades de CogniCAD 2.0.

Las mejores aplicaciones de impresión en 3D

mejores aplicaciones

Existen innumerables aplicaciones de impresión en 3D en la fabricación, la tecnología y la sociedad. Desde la educación hasta la medicina, en las que la impresión en 3D tiene un impacto en nuestro mundo actual.

La impresión en 3D ha existido durante décadas, pero ha experimentado una gran popularidad en los últimos años. La belleza de la impresión en 3D es que se trata de una tecnología sencilla que se puede aplicar a todo tipo de campos.

Educación

Cada vez más escuelas están incorporando la impresión en 3D en sus planes de estudios como herramientas parar preparar mejor a los niños para el futuro. Las impresoras 3D ya se pueden encontrar en las bibliotecas públicas. Algunas universidades tienen al menos una impresora 3D para que los estudiantes las utilicen en sus clases o en sus propios proyectos.

Las impresoras 3D no sólo permiten a los estudiantes crear de formas completamente nuevas, sino que también ofrecen un gran potencial para los modelos educativos.

Creación de prototipos y fabricación

La impresión en 3D se desarrolló originalmente como una alternativa más rápida de creación de prototipos. Una gran ventaja de la impresión en 3D en su versatilidad y flexibilidad, lo que hace perfecta para la fabricación a pequeña escala y la creación de prototipos.

Medicina

Las prótesis impresas en 3D son una aplicación útil de la versatilidad de la impresión en 3D. Las prótesis medidas se pueden modelar e imprimir en 3D a un precio mucho más bajo.

Construcción

Las impresoras 3D a gran escala especialmente diseñadas para imprimir en hormigón pueden verter cimientos y construir paredes in situ. Los investigadores también están investigando cómo la impresión en 3D podría ser útil para colonizar Marte.

Joyería

Una aplicación inesperada de la impresión en 3D es la industria de la moda. Con la introducción de las impresoras 3D, los joyeros pueden experimentar con diseños que no son posibles utilizando los métodos tradicionales de fabricación de joyas. Las impresoras 3D hacen más barato producir piezas individuales y únicas de joyería o personalizar piezas para los clientes.

La joyería es especialmente popular en sitios de impresión 3D, donde se pueden pedir joyas en PLA, oro o incluso platino.

Más rápido y mejor, corredera Pelton impresa en 3D

Todos necesitamos buscar ayuda algunas veces, y eso puede dar resultados sorprendentes. Esto es válido incluso para las empresas más eficientes e impresionantes de todo el mundo, reconociendo cuándo es mejor para ellos llamar a especialistas. Este fue el caso recientemente de Kirloskar Brothers Limited (KBL)ya que se apoyaron en voxeljet para sus procesos de impresión industrial en 3D, y en el proceso también pudieron cosechar casi todos los beneficios de la impresión en 3D, ya que disfrutaron de una mejor calidad gracias a la tecnología progresiva para acelerar exponencialmente el tiempo de respuesta para sus clientes.

La colaboración entre la KBL con sede en la India y la alemana voxeljet comenzó hace unos años, cuando KBL necesitaba una turbina de pelton de 3,2 toneladas (una turbina que se utiliza frecuentemente en las centrales hidroeléctricas) para un cliente importante. El equipo de KBL suele ser responsable de cumplir con los plazos de entrega de los clientes y, a menudo, de fabricar piezas que requieren geometrías complejas y, por supuesto, deben completarse con la máxima precisión. En lugar de tardar un par de meses en fabricar una corredera de pelton mediante los métodos tradicionales de fundición, KBL buscó la ayuda del equipo de voxeljet, reconociendo la necesidad de métodos de fabricación más eficientes y alternativos.

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El molde impreso en 3D para KBL.

Con la impresora 3D VX4000, el proyecto Pelton Runner (con un tamaño de construcción de 4.000 x 2.000 x 1.000 mm) se completó exactamente como KBL se imaginaba: bajo demanda, rápido y asequible.

«En el caso del Pelton Runner, el conjunto completo de moldes, incluyendo el cope, el drag y los 18 núcleos de la cubeta, un total de 5.700 kg, en arena de sílice y aglutinante de furano, se imprimieron en 3D en tan sólo 72 horas», explicó el equipo de voxeljet en un comunicado de prensa reciente. «Excepto el recubrimiento habitual de KBL, no se requería ningún otro proceso posterior. El molde estaba listo para ser ensamblado y fundido inmediatamente después. La experiencia y la pericia del equipo de KBL en el montaje de este molde tan complicado fue fundamental».

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Corredor Pelton de KBL

KBL ahora está utilizando la impresión en 3D también para hacer’núcleos integrales’ para impulsores, tazones y corredores Francis (grandes turbinas con palas curvadas). Anteriormente, habría sido muy difícil hacerlas con las cajas de núcleo tradicionales.

«Gracias a la impresión en 3D, hemos reducido drásticamente nuestros plazos de entrega. La producción convencional de moldes y núcleos críticos suele llevar meses. Ahora, tenemos moldes listos para la fundición en sólo un par de días», dijo el Sr. Birajdar, Vicepresidente y Director de Ingeniería y Desarrollo de Investigación Corporativa de KBL. «Utilizamos moldes impresos en 3D para todas las piezas fundidas que requieren una gran precisión dimensional, plazos de entrega muy cortos o simplemente tamaños de lote pequeños. En KBL también estamos muy contentos de lograr repetibilidad y mejores acabados superficiales con moldes impresos en 3D».

Alexander Kudernatsch, Vicepresidente de Servicios de voxeljet AG, señala que KBL fue el primero en empezar a fabricar moldes de arena con impresión en 3D en la India. También se refiere a la tecnología más adelante:

«La impresión en 3D reduce significativamente los plazos de entrega y los costes. En nuestro centro de servicio en Alemania, operamos, entre otros, tres sistemas de impresión VX4000. Esto nos permite ofrecer a nuestros clientes un volumen total de impresión de hasta 480 toneladas por mes. Dadas las enormes dimensiones de los componentes y el volumen asociado requerido por KBL, la VX4000 es ideal para la producción económica y eficiente de los moldes de arena demandados», explica Alexander Kudernatsch, Vicepresidente de Servicios de voxeljet AG.

KBL tiene su sede central en la India y cuenta con ocho plantas de producción. También están representados en los siguientes países:

  • Estados Unidos
  • Gran Bretaña
  • Emiratos Árabes Unidos
  • Egipto
  • Sudáfrica
  • Tailandia
  • Países Bajos

Los centros de servicio de piezas personalizadas de Voxeljet son responsables de fabricar moldes de arena y modelos de plástico, según la demanda, y son populares entre los fabricantes de prototipos y de lotes pequeños. Encuentre más información sobre ellos here.

Nuevo método para crear materiales piezoeléctricos impresos en 3D

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Un recolector de energía flexible impreso en 3D[Imagen: H. Cui del Laboratorio Zheng]

La piezoelectricidad es la electricidad que resulta de la presión, y gracias a un nuevo método de impresión en 3D creado por un grupo de investigadores e ingenieros mecánicos de Virginia Tech University, puede ser posible imprimir en 3D este tipo de materiales para desarrollar cosas como infraestructuras autoadaptables y transductores, sensores táctiles y materiales inteligentes.

Estos materiales son intrínsecamente frágiles, ya que están hechos de cerámica y cristal. Vienen en pocas formas y sólo pueden fabricarse en una sala limpia, por lo que su potencial no se ha explorado demasiado, especialmente en la industria de la impresión en 3D. ButXiaoyu ‘Rayne’ Zheng, miembro del Instituto de Innovación de Macromoléculas de la universidad Macromolecules Innovation Institute y profesor asistente de mecánica en la College of Engineering , y el resto de su equipo determinaron una nueva forma de utilizar los materiales printpiezoeléctricos en 3D para que no se vean restringidos por la forma o el tamaño, y puedan ser diseñados para convertir el estrés, el movimiento y el impacto de cualquier dirección en energía eléctrica.

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Topología interna de piezoeléctricos impresos en 3D que abarcan todo el ancho del cabello humano.

El equipo explica su investigación en un artículo titulado «Impresión tridimensional de materiales piezoeléctricos con anisotropía diseñada y respuesta direccional «, publicado recientemente en la revistaNature Materials. Los coautores del documento son Huachen Cui, Ryan Hensleigh, Desheng Yao, Deepam Maurya, Prashant Kumar, Min Gyu Kang, Shashank Priya y Zheng.

Zheng, que tiene experiencia en impresión 3D tanto en la nanoscala como en la microscala, y su equipo crearon un modelo que les permite «manipular y diseñar constantes piezoeléctricas arbitrarias», que desembocan en que el material responda a las fuerzas y vibraciones entrantes y genere y mueva una carga eléctrica, a través de un conjunto de topologías imprimibles en 3D. Esto permite a los usuarios no sólo prescribir, sino también programar, respuestas de voltaje que pueden ser invertidas, ampliadas o suprimidas en cualquier dirección.

«Hemos desarrollado un método de diseño y una plataforma de impresión para diseñar libremente la sensibilidad y los modos de funcionamiento de los materiales piezoeléctricos. programando la topología activa 3D, se puede lograr prácticamente cualquier combinación de coeficientes piezoeléctricos dentro de un material, y utilizarlos como transductores y sensores que no sólo son flexibles y fuertes, sino que también responden a la presión, las vibraciones y los impactos a través de señales eléctricas que indican la ubicación, la magnitud y la dirección de los impactos dentro de cualquier ubicación de estos materiales», explicó Zheng.

Los cristales naturales juegan un papel en la fabricación de piezoeléctricos, ya que la orientación de los átomos está fijada a nivel atómico. Los investigadores crearon un sustituto que imita al cristal, pero que al mismo tiempo permite alterar la orientación de la celosía.

«Hemos sintetizado una clase de tintas piezoeléctricas altamente sensibles que pueden ser esculpidas en complejas características tridimensionales con luz ultravioleta», dijo Zheng. «Las tintas contienen nanocristales piezoeléctricos altamente concentrados enlazados con geles sensibles a los rayos UV, que forman una solución -una mezcla lechosa como el cristal derretido- que imprimimos con una impresora digital 3D de luz de alta resolución».

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Los materiales piezoeléctricos impresos en 3D fueron demostrados a una escala minúscula, que mide sólo fracciones del diámetro de un solo cabello humano.

«Podemos adaptar la arquitectura para hacerlos más flexibles y utilizarlos, por ejemplo, como dispositivos de recolección de energía, envolviéndolos alrededor de cualquier curvatura arbitraria, y hacerlos más gruesos y ligeros, rígidos o absorbentes de energía», dijo Zheng.

«Contamos con un equipo que los convierte en dispositivos portátiles, como anillos, plantillas, y los coloca en un guante de boxeo donde podremos registrar las fuerzas de impacto y controlar la salud del usuario.

El material es cinco veces más sensible que los polímeros piezoeléctricos flexibles, y es posible afinar y producir su forma y rigidez como un bloque o una lámina delgada.

Priya, vicepresidente asociado de investigación de Penn State y ex profesor de ingeniería mecánica de Virginia Tech, dijo: «La capacidad de lograr las propiedades mecánicas, eléctricas y térmicas deseadas reducirá significativamente el tiempo y el esfuerzo necesarios para desarrollar materiales prácticos».

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L-R: Huachen Cui, Desheng Yao, Rayne Zheng y Ryan Hensleigh

Los investigadores se han mantenido ocupados imprimiendo el material en 3D y demostrando sus aplicaciones como materiales inteligentes utilizados para cosechar energía mecánica, envolver superficies curvas y convertir el movimiento. Pero incluso más allá de la electrónica de consumo y las prendas de vestir, Zheng cree que su trabajo podría ser utilizado en robótica, detección táctil e infraestructura inteligente. Entonces, las estructuras podrían estar hechas completamente de material piezoeléctrico, para que puedan sentir, monitorear y localizar vibraciones, movimientos e impactos.

Con el fin de demostrar la aplicabilidad de su material para detectar la ubicación de los impactos de las caídas, a la vez que se absorbe la energía del impacto, el equipo 3D imprimió un pequeño puente inteligente. Además, crearon un transductor inteligente que puede convertir las señales de vibración subacuática en voltajes eléctricos.

«Tradicionalmente, si se desea monitorear la fuerza interna de una estructura, se necesita tener muchos sensores individuales colocados por toda la estructura, cada uno con un número de cables y conectores. Aquí, la estructura en sí es el sensor – puede monitorearse a sí misma», dijo Cui, estudiante adoctoral de Zheng.

[Fuente: Science Daily]

Dedo protésico funcional personalizado en 3d

Con todos los avances que se están haciendo en el desarrollo de dispositivos protésicos, todavía hay una falta de prótesis de dedo asequibles, personalizables y funcionales. En un artículo titulado «Development of a Fully Actuated Realistic Finger Prosthesis for Proximal Phalanx Amputations», un grupo de investigadores describe cómo desarrollaron una prótesis de dedo impresa en 3D. Lo diseñaron como un dedo esquelético que podía ser cubierto con una cubierta de silicona realista.

El dedo protésico se modeló sobre un dedo puntero real, con un diámetro 10 mm más pequeño que el dedo real, de modo que se pudieron incorporar espumas para darle forma. Para fines de actuación, se añadieron dos puentes debajo de los segmentos distal y medial. Estas funciones se extienden por debajo del dedo adyacente para permitir que el paciente active el dispositivo de forma fácil y natural. Para asegurar que la prótesis volviera a su estado de reposo extendido, se colocaron bandas elásticas que se fijaban mediante tornillos a cada lado de cada articulación.

Luego se realizaron tres pruebas para evaluar el diseño de la prótesis esquelética. En primer lugar, se realizó una prueba de fatiga de la articulación PIP, utilizando un segmento medial modificado y un sistema de pruebas electromecánicas MTS Insight. Se fabricaron dos muestras de resina Formlabs Tough TOTL03 y se imprimieron en una impresora 3D de Forma 2, utilizando bandas ortodóncicas para el mecanismo de extensión. Se utilizaron una abrazadera y un adaptador de escenario para accionar el segmento medial y mantener el segmento proximal inmóvil, respectivamente. La prueba se llevó a cabo durante 1.000 ciclos de flexión y extensión completas.

También se realizó una prueba de flexión de tres puntos para comprobar la resistencia de la unión del dispositivo a una tapa de residuo simulada. Cinco muestras fueron impresas en 3D en una impresora 3D Ultimaker 3 utilizando PLA.

«Las muestras se adhirieron a las tapas de residuo de PMMA endurecido mediante el uso de PMMA no curado», afirman los investigadores. «La prueba se realizó con un MTS Sintech 10G/L con dispositivos de flexión de tres puntos. Las muestras se cargaron hasta que fallaron».

Finalmente, se realizó una prueba cualitativa haciendo que un voluntario (a quien no le faltaban los dedos) sostuviera el dispositivo bajo un dedo e intentara realizar varios gestos y tareas simples, como recoger objetos.

«Las pruebas de fatiga no mostraron un desgaste significativo de la banda o de la articulación, pero sí resaltaron un problema inesperado», continúan los investigadores. «Es decir, las dos muestras probadas fallaron antes de alcanzar los 1000 ciclos porque el tornillo que sujetaba la junta se aflojó. La prueba de flexión de tres puntos dio una fuerza media de 282,66 N para inducir el fallo, que estaba muy por encima de los valores de la literatura para las fuerzas ejercidas por los dedos. Las pruebas cualitativas indicaron que los puentes para los dedos eran cómodos y fáciles de usar. Además, se imparte una cantidad razonable de destreza, lo que permite al usuario agarrar objetos de varios tamaños tanto con la mano como entre las yemas de los dedos. Sin embargo, el rango de movimiento del dispositivo evita que el usuario agarre objetos pequeños o cierre el puño».

Los investigadores concluyen que el uso de puentes dactilares es un método potencialmente viable para proporcionar a las personas con dedos perdidos «una prótesis sutil, conveniente, funcional y estéticamente realista». Sin embargo, se necesita más investigación y refinamiento del diseño, como determinar el ciclo de vida de la prótesis.

Los autores del documento incluyen a Karen Chaudhry, Karl Fetsch, Bilin Loi y John Riley.

Emisiones de partículas y medidas de seguridad de las impresoras 3D

Los innovadores de todo el mundo aprecian la euforia asociada a la impresión en 3D mientras exploran un nuevo reino de infinitas posibilidades. Desafortunadamente, este impresionante nuevo mundo también está lleno de pequeñas partículas flotantes que pueden ser peligrosas para los humanos. ¿Estamos listos para ser tan educados acerca de los problemas de salud como lo estamos acerca de aprender a operar nuevos y excitantes software, hardware y materiales asociados? Los expertos de todo el mundo esperan que así sea, ya que comparten más investigaciones sobre los efectos que las emisiones de la impresión en 3D pueden tener en nuestros cuerpos.

Recientemente, UL Chemical Safety anunció la publicación de <Standard Method for Testing and Assessing Particle and Chemical Emissions from 3D Printers.’. El estudio describe las formas de evitar los riesgos para la salud debidos a la contaminación en interiores a través de partículas y productos químicos volátiles creados durante la impresión en 3D, y da seguimiento al trabajo del año pasado, que también se centró en la calidad del aire interior .

Cuatro estudios diferentes participaron en la culminación de la última versión de UL, para incluir «Caracterización de las emisiones de partículas de impresoras 3D de modelado de deposición fundida de consumidores » y «Investigación de las emisiones de partículas y la dinámica de aerosoles de una impresora 3D de modelado de deposición fundida de consumidores con un modelo de aerosol de momento logarítmico normal >, y ambos artículos se publicaron enAerosol Science and Technology.

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El nuevo estudio continúa discutiendo la ampliación de la investigación y la educación sobre los riesgos de la impresión en 3D, centrándose en la impresión en 3D no industrial de sobremesa, con las preocupaciones sobre la contaminación centradas en áreas que inicialmente pueden considerarse inocuas, entre otras:

  • Casas
  • Oficinas
  • Escuelas
  • Bibliotecas

«ANSI/CAN/UL 2904 aumentará la disponibilidad de impresoras y medios de impresión de bajas emisiones para su uso en el mercado global. UL se enorgullece de ofrecer su primera norma de seguridad que aborda la contaminación química y reduce su impacto en la salud humana», dijo Phil Piqueira, vicepresidente de normas de UL.

Los usuarios deben ser conscientes de que pueden estar expuestos a toxinas invisibles conocidas como partículas ultrafinas (UFP) que pueden tener efectos negativos en los pulmones cuando se inhalan. La investigación muestra que puede haber más de 200 tipos diferentes de compuestos dañinos capaces de afectar negativamente a los usuarios de la impresión en 3D.

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Esquema de los procesos de formación de partículas, crecimiento y pérdida. El NPF es una nueva formación de partículas resultante de la nucleación de vapores semivolátiles emitidos. (Imagen: Caracterización de las emisiones de partículas de las impresoras 3D de modelado de deposición fundida de consumo ‘)

También figuran otros factores de hardware y materiales, como los tipos de impresoras 3D y boquillas conectadas, junto con los ajustes de temperatura, los materiales y los colores de los materiales, y mucho más. No es de extrañar que se piense que los filamentos son los culpables más graves de la liberación de emisiones nocivas, y que los usuarios disponen de poca información sobre los daños potenciales.

«El nuevo estándar permite a los fabricantes y usuarios de impresoras 3D tener la seguridad de que las impresoras han sido probadas y se ha demostrado que cumplen con los criterios de bajas emisiones de partículas pequeñas y productos químicos volátiles que pueden afectar a la salud humana», dice la Dra. Marilyn Black, vicepresidenta y asesora técnica principal de UL.

El tema de la salud en relación con la impresión en 3D no es exactamente nuevo, ya que las preocupaciones se propagan casi tan pronto como la tecnología se infiltra en el mercado; después de todo, nada puede ser tan divertido sin tener que preocuparse por la impresión fina, o por las partículas finas. También hemos seguido estudios sobre los peligros de la impresión en 3D de Investigadores de la Universidad de Texas , junto con Medidas de seguridad en la impresión en 3D de metales de UL AMCC, y RMIT University en Australia. Familiarícese con los problemas que rodean a los posibles peligros, ¡e imprima en 3D con cuidado!

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Alternativas a los fotopolímeros a base de petróleo

En un artículo titulado «Photoinitiator Free Resins Composed of Plant-Derived Monomers for the Opticalµ-3D Printing of Thermosets» (Resinas libres de fotoiniciadores compuestas de monómeros derivados de plantas para la impresión óptica de termoestables), un grupo de investigadores discute su investigación sobre el aceite de soja epoxidado acrilado (AESO) y las mezclas de AESO y dimetacrilato de vainillina (VDM) o diacrilato de vanillina (VDA) como resinas fotosensibles para la impresión óptica en 3D sin necesidad de utilizar fotoinicilizadores ni solventes. Los aceites naturales como estos, según los investigadores, son algunas de las mejores alternativas a las resinas a base de petróleo.

Se realizaron pruebas de curado UV/VIS en AESO puro y dos series de resinas: AESO/VDM y AESO/VDA. También se realizaron análisis de estructura química, extracción Soxhlet, calorimetría de barrido diferencial, análisis termogravimétrico y ensayos mecánicos. Los investigadores luego experimentaron con las resinas utilizando la escritura directa con láser en litografía 3D.

«Se sabe que el grupo acrílico es más reactivo que el metacrílico», afirman los investigadores. «Esto explica el aumento del período de inducción y del valor de tgel durante el fotocruzamiento de la serie de resinas AESO/VDM en comparación con AESO. Además, la pendiente de la curva G’ de AESO era más pronunciada que la de la serie de resinas AESO/VDM, lo que indica la formación más rápida de la red de polímeros[50]. Los valores’G’ altos indican mejores propiedades mecánicas de los polímeros causadas por la alta densidad de los enlaces cruzados. Así, los valores más altos de G’ de AESO indican la mayor densidad de enlaces cruzados en este polímero (pAESO)».

Los investigadores descubrieron a través de sus experimentos que AESO tiende a formar polímeros densamente entrelazados incluso sin fotoiniciadores. AESO y AESO/VDM1, añaden, pueden ser «grandes candidatos» como materiales renovables para la litografía DLW 3D.

«Se prevé que la fotoestructuración sin los fotoiniciadores sea beneficiosa para los campos de la biomedicina, la micro-óptica y la nanofotónica», continúan. «Evitar los fotoiniciadores tóxicos aumenta la integridad de los andamiajes biodegradables de crecimiento celular y reduce la autofluorescencia mientras se realiza la microscopía in vitro o in vivo. Los materiales absorbentes son perjudiciales para el uso en microóptica y nanofotónica debido a su reducida resiliencia óptica y a las pérdidas de señal inducidas. Además, el uso de materiales de origen vegetal en estas tecnologías se beneficiaría enormemente debido a su baja toxicidad, alta biodegradabilidad y mejores opciones de reciclaje. Por último, reduciría la dependencia de recursos fósiles limitados y cada vez más caros, así como la emisión de gases de efecto invernadero, que son los objetivos de la estrategia’Europa 2020′ iniciada por la Comisión Europea».

El estudio de fotorreometría en tiempo real de los investigadores «reveló la mayor tasa de fotocruzamiento del aceite de soja epoxidado acrilado puro que el de su mezcla con dimetacrilato de vainillina o diacrilato de vainillina sin fotoiniciador y disolvente». La adición de dimetacrilato de vainillina redujo la tasa de fotocruzamiento entre los valores de la temperatura de transición vítrea, la temperatura de descomposición térmica y el módulo de compresión.

«La formación de macromoléculas más lineales y/o ramificadas consideró el efecto de dimetacrilato de vainillina como un plastificante para el aceite de soja epoxidado acrilado en fotocruzamiento sin fotoiniciador», concluyen los investigadores. «Se demostró experimentalmente que el homopolímero de materiales epoxídicos acrilados adecuados para una rápida microestructuración 3D mediante la técnica de la litografía de escritura directa por láser.»

Dado que los fotoiniciadores pueden causar irritaciones en la piel y alergias de contacto a largo plazo en personas que trabajan con ellos en forma líquida, este puede ser un muy buen desarrollo para aquellos que procesan piezas de DLP y estereolitografía. Quizás sería más seguro en la parte final también. Cualquier desarrollo en materiales de impresión 3D puede ahora hacer que todos los materiales compatibles existentes sean más seguros y quizás menos costosos, por lo que este tipo de desarrollos deben ser aplaudidos.

Entre los autores del artículo se encuentran Migle Lebedevaite, Jolita Ostrauskaite, Edvinas Skliutas y Mangirdas Malinauskas.

Aprobación de la FDA para placas de celosía impresas en 3D

Con sede en Little Silver, Nueva Jersey, continúa integrando los productos biológicos en sus procesos para productos específicos para el pie y el tobillo de los pacientes. Su avance más reciente, profundizando en la creación de implantes impresos en 3D, acaba de recibir la aprobación de la FDA, lo que les permite ayudar a pacientes de todo el mundo a esperar un mejor resultado.

Con la aprobación 510(k) para sus placas de celosía de cierre impresas en 3D específicas para cada paciente, Additive Orthopaedics comienza el avance inicial de su sistema de planificación quirúrgica Game Plan™ que se lanzará más adelante en 2019. Este segmento del sistema permite incluir placas de celosía que ayudan a alinear y estabilizar los pequeños huesos del pie y del tobillo:

  • Osteotomías – el proceso de cortar uno o más huesos para eliminar el daño y permitir que el paciente tenga mejor movilidad.
  • Artrodesis – fusiona los huesos del pie o del tobillo para ayudar a prevenir el dolor en las articulaciones, junto con la mejora de problemas de artritis o lesiones previas que podrían haber resultado en malformaciones.

«Siempre habrá necesidad de dispositivos ortopédicos tradicionales, pero en casos de revisiones de implantes, salvamento de extremidades y traumatismos, el uso de la impresión para fabricar un dispositivo específico para un paciente puede conducir potencialmente a un mejor resultado», dijo Greg Kowalczyk, Presidente de Additive Orthopaedics. «Aunque todavía estamos en las primeras etapas de la impresión en 3D de implantes específicos para cada paciente, ha sido un viaje fantástico para desarrollar el mercado de la ortopedia de pie y tobillo».

Hemos seguido a este innovador fabricante de implantes durante los últimos años, sobre todo después de que completaran su primera ronda de financiación inicial y luego obtuvieran la aprobación de la FDA para un implante de fusión digital de titanio impreso en 3D, su primer producto. Desde entonces, Additive Orthopaedics ha ampliado su trabajo para incluir múltiples ofertas completas como el sistema de dedo en martillo, el sistema de juanete y otras combinaciones. Continúan investigando sobre la oferta de productos biológicos y de tejidos, pero la impresión en 3D es una gran parte de lo que les permite crear implantes que nunca antes habían sido posibles.

La autosostenibilidad es también uno de los cocientes más emocionantes, ya que el diseñador o ingeniero puede tomar todo el proceso de fabricación en sus propias manos de la A a la Z, desde las etapas conceptuales hasta el diseño y la impresión, la edición y la realización de infinitas iteraciones de forma asequible, el montaje y el marketing. La eliminación del intermediario para la creación de prototipos ha cambiado la imagen de la producción para los investigadores, arquitectos, dentistas, especialistas en diseño de hogares, ingenieros aeronáuticos y muchas otras personas que trabajan con tecnología de vanguardia.