La impresora 3D más grande del mundo fabrica un bote de más de siete metros que reemplaza el metal por la madera

barco impresion 3D

6 de Abril, 2021

El bote se imprimió en una pieza de 7,6 metros de largo y es un ejemplo de que la madera puede integrarse en la impresión 3D a gran escala y servir como posible sustituto del metal.

Si está comprando una impresora 3D, una consideración clave es el tamaño; ¿cuál es el objeto más grande que realmente necesitaría imprimir? Para el Centro de Estructuras y Compuestos Avanzados de la Universidad de Maine, las limitaciones de tamaño no son un gran problema. Eso es porque tienen una impresora 3D estilo pórtico que puede fabricar piezas de 6,7 x 30,5 metros (22 x 100 pies) y tres metros de altura.

La Universidad de Maine ganó tres récords mundiales Guinness: la impresora 3D de polímero prototipo más grande del mundo; el objeto sólido más grande impreso en 3D; y el barco más grande impreso en 3D.

Sin embargo, no crearon el barco únicamente para ganar premios, ni siquiera para trabajar solamente con polímeros. Si bien el barco es un proyecto en sí mismo, y se probará con una máquina eólica y un depósito de olas en una instalación en alta mar, la verdadera historia aquí es la madera.

Impresión 3D en madera

El objetivo es poder realizar prototipos rápidos de objetos a gran escala / The University of Maine

De manera específica, la madera puede integrarse en la impresión 3D a gran escala y servir como posible sustituto del metal.

Para explicarlo, la Universidad de Maine y el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL) están tratando de desarrollar la fabricación aditiva a gran escala utilizando materiales de base biológica. El objetivo es poder realizar prototipos rápidos de objetos a gran escala para aplicaciones de infraestructura civil y de defensa, como vigas de puentes, sistemas de refugios y encofrados de hormigón. Pero el problema con la impresión 3D es que las exigencias estructurales son bastante altas; es por eso que las construcciones a gran escala suelen utilizar metal.

Sin embargo, la U. de Maine y el ORNL están tratando de descubrir si los materiales impresos de base biológica serían lo suficientemente fuertes para usarse en lugar del metal. Para conocer la respuesta se requiere pruebas a gran escala, de ahí el desarrollo de su impresora de gran tamaño. Si su hipótesis es correcta, eso no solo reduciría los costos -ya que el metal es muy caro en estos días- sino que también haría un buen uso de la madera, un recurso mucho más renovable, del cual resulta que Maine tiene suficiente.

Las nanofibras de celulosa pueden utilizarse con una impresora 3D / Sculpteo

“Maine es el estado más forestado de la nación, y ahora tenemos una impresora 3D lo suficientemente grande para hacer uso de este abundante recurso”, dijo el senador de Maine Angus King, quien asistió a la inauguración del barco. “Hoy se sella la última inversión innovadora en la economía forestal de Maine, que servirá para aumentar la sustentabilidad, promover el futuro de la fabricación de base biológica y diversificar nuestra industria de productos forestales. Esta es una gran oportunidad para el estado de Maine, y estoy agradecido con todos, especialmente a la Universidad de Maine y la iniciativa FOR/Maine, por su trabajo al  hacer de este día una realidad”.

Si se pregunta cómo podría usarse la madera con una impresora 3D diseñada para trabajar con polímeros, la respuesta son las nanofibras de celulosa, o CNF, que se pueden producir a partir de pulpa de madera. Las CNF contienen, como sugiere el nombre completo, grupos de fibras diminutas que, cuando se integran con termoplásticos, deberían agregar una cantidad aparentemente desproporcionada de resistencia. No es un análogo exacto, pero si imagina cómo las fibras de vidrio o las fibras de carbono agregan fuerza a sus estructuras generales, tendrá una idea general.

Un gran barco impreso en 3D

Pretenden desarrollar la impresión 3D en beneficio de los constructores de barcos / The University of Maine

La U. de Maine ha dedicado suficientes recursos al Centro de Estructuras y Compuestos Avanzados a lo largo de los años para convertirse en los líderes de la tecnología de la CNF. Tiene sentido, dado que están rodeados de bosques, y también están aprovechando su ubicación costera y el predominio de las embarcaciones, lo que nos lleva de vuelta al barco impreso en 3D.

“El Centro de Compuestos de la U. de Maine recibió $500,000 del Instituto de Tecnología de Maine (MTI) para formar un grupo de tecnología y ayudar a los constructores de barcos de Maine a explorar cómo la impresión 3D a gran escala utilizando plásticos económicos rellenos de madera puede proporcionar a la industria una ventaja competitiva”, dice un comunicado de prensa de la U. de Maine.

Y añade: “El grupo reúne la experiencia de los investigadores de la U. de Maine y los líderes de la industria marina para desarrollar y comercializar la impresión 3D en beneficio de los constructores de barcos en el estado. Mediante la impresión en 3D de plásticos con un 50% de madera, los moldes y las piezas de los barcos se pueden producir mucho más rápido y son más económicos que los métodos tradicionales de hoy”.

La impresora 3D es el resultado de una investigación desarrollada durante 15 años / Professional Boat Builder

Esta importante impresora contiene un gran potencial para numerosos campos. La capacidad de imprimir rápidamente cosas gigantes utilizando materiales sostenibles sería una ganancia en los costos generales, el tiempo total invertido y quizás lo más importante, en el medio ambiente. Tomó un largo tiempo desarrollarla. “Esta impresora 3D es el resultado de la investigación que hemos estado haciendo durante 15 años en la combinación de nano y microfibras celulósicas con materiales termoplásticos”, dice Habib Dagher, director ejecutivo del Centro de Estructuras y Compuestos Avanzados. “Nuestro objetivo es imprimir con un 50% de productos de madera a 500 libras por hora y lograr propiedades similares al aluminio”.


Escrito originalmente por Rain Noe para Core77
Fotografía principal cortesía de Sculpteo

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