Los materiales impresos en 3D suelen ser suaves y flexibles durante la impresión, dejando las paredes impresas susceptibles de colapsarse o caerse. Akke Suiker, profesor de Mecánica Aplicada en la Universidad Tecnológica de Eindhoven, tuvo un momento Eureka y vio la solución a este problema estructural.Desarrolló un modelo con el que los ingenieros ahora pueden determinar fácilmente las dimensiones y las velocidades de impresión para las cuales las estructuras de pared impresas permanecen estables. Sus fórmulas son tan elementales que pueden convertirse en un lugar común en el campo de rápido crecimiento de la impresión 3D.
El concreto convencional depositado en el encofrado generalmente se deja endurecer durante un período de varias semanas. Pero el concreto impreso en 3D no lo es. Sin encofrado de soporte, casi de inmediato tiene que soportar el peso de las capas de concreto posteriores que se imprimen en la parte superiorTodo el mundo puede sentir que la tensión aumenta en su cuerpo a medida que la estructura se eleva. ¿Ya es rígida y lo suficientemente fuerte como para agregar otra capa en la parte superior? Es uno de los problemas más importantes en el nuevo campo de la impresión 3D.
Este problema no formaba parte del paquete de tareas del profesor Akke Suiker, que regularmente veía a la impresora de hormigón de gran tamaño de su universidad en acción camino a su oficina. Pero un sábado por la mañana en marzo pasado se despertó con unidea emocionante de cómo resolver el problema, ya anotando las primeras ecuaciones matemáticas en papel durante el desayuno. En los seis meses que siguen, Suiker está completamente ocupado con el problema, trabajando febrilmente en los detalles. Los resultados se publican esta semana en el Revista Internacional de Ciencias Mecánicas .
Usando sus ecuaciones, Suiker puede calcular qué tan rápido puede colocar capas de impresión, dadas las características de curado del material y las dimensiones de la pared, por supuesto, sin que la estructura colapse. Pero también puede calcular cómo hacer la estructura con tan pocomaterial como sea posible, y cuál es la influencia de las irregularidades estructurales. O qué sucede cuando hace un muro un poco más grueso o aumenta la velocidad de curado del material, o usa un material completamente diferente. O si el muro tiene una tendencia a caerse o tambiéntira de la estructura de conexión con ella. En el último caso, el daño consecuente que ocurre claramente es considerablemente mayor. De hecho, hay alrededor de 15 a 20 factores que uno tiene que tener en cuenta, pero debido a que Suiker ha escalado convenientemente sus ecuaciones, élfinalmente se dejó con solo cinco parámetros adimensionales, de ahí que el problema se aborde con un modelo muy elegante y perspicaz.
Cuando se le preguntó si sus resultados serán importantes para el campo de la impresión 3D, Suiker lo es sin dudas. "Deberían serlo. Las ideas proporcionadas por el modelo crean conocimientos básicos esenciales para todos los que imprimen estructuras 3D. Para diseñadores estructurales, empresas de ingenieríapero también, por ejemplo, para compañías que imprimen prótesis plásticas de paredes delgadas de pequeñas dimensiones, porque ahí es donde también se aplican mis ecuaciones ". El primer interés ya está ahí: la Universidad de Cambridge lo invitó a dar una conferencia en seminario sobre sutrabajo.
Suiker validó su modelo con los resultados de las pruebas realizadas con la impresora 3D de hormigón de la Universidad Tecnológica de Eindhoven, realizada por el estudiante de doctorado Rob Wolfs. Desarrolló un modelo informático al mismo tiempo que Suiker, con el que también puede calcular el estructuralcomportamiento durante el proceso de impresión, pero basado en el método de elementos finitos. Es tranquilizador para ambos investigadores que los resultados de sus modelos desarrollados independientemente encajan tan bien.
El modelo de Wolfs es diferente en términos de aplicación. Funciona bien para un análisis detallado de problemas complejos en condiciones de impresión específicas, pero debido al carácter puramente numérico y al tiempo de cálculo solicitado no es tan adecuado para identificar los efectos más importantesdel proceso de impresión y para mapear las tendencias generales.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Eindhoven . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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