Publicado por Micron Optics Inc  en los archivos de Estudios sobre Sensores

En el blog de esta semana hablaremos sobre el trabajo realizado recientemente para el mejor entendimiento de la naturaleza mecánica de los objetos producidos bajo el método más común de impresión 3-D, llamado Modelado por Deposición Fundida, ó MDF. La impresión en 3-D –la alguna vez rara y aparentemente mágica forma de “imprimir” un objeto tridimensional basado en un modelo matemático-, ha sido un lugar común y se ha utilizado ampliamente para crear prototipos desde finales de la década de los 90. Muchos millones de prototipos se producen cada año mediante MDF y otros procesos de impresión para rápidamente producir objetos de hasta varios metros de largo con fines de visualización, verificación y ensamble, durante la creación de productos. Es una herramienta indispensable para crear prototipos de manera rápida en diversas industrias.  

De acuerdo a Elizabeth Palermo, colaboradora de LiveScience los objetos creados mediante impresión MDF comienzan siendo un archivo de diseño asistido por computadora (CAD). Durante la impresión, estos materiales toman la forma de hilos o filamentos de plástico, los cuales se desenrollan de una bobina y son transmitidos a una boquilla de extrusión. En un sistema MDF típico, la boquilla de extrusión se mueve por la plataforma de construcción, horizontal y verticalmente, “dibujando” la sección cruzada de un objeto en dicha plataforma. Esta delgada capa de plástico se enfría y se solidifica, uniéndose de inmediato a la capa de abajo. Una vez que una capa es completada, la base baja (usualmente un dieciseisavo de pulgada), con la finalidad de crear espacio para la siguiente capa. 

En años recientes, el proceso ha evolucionado de las aplicaciones puramente prototípicas hacia una fabricación en la que los objetos “impresos” adquieren el uso final de un producto diseñado para larga duración. Esto ha llevado a la necesidad de entender mejor al material y a las propiedades materiales de los objetos impresos. Específicamente, la necesidad de entender mejor la magnitud o las causas de las tensiones y deformaciones residuales que ocurren durante la acumulación del material, y que pueden llevar a la distorsión o delaminación de las capas.

En su trabajo reciente, el cual será publicado a principios del 2014 y estará disponible en línea aquí mismo, los investigadores del Laboratorio de Tecnologías de Manufactura Avanzada y Pruebas, de la Universidad del Pireo, utilizaron un interrogador sm125 de Micron Optics para estudiar los efectos de la deformación residual en materiales impresos. La deformación se mide al integrar una fibra óptica codificada con FBGs en sitio durante el proceso de impresión. Para evaluar el desarrollo de la deformación sin constreñir los efectos de cualquier adhesión a la superficie de la plataforma de construcción, las medidas de deformación basadas en la longitud de onda FBG son tomadas con el

sm125 al final del proceso de fabricación y en el estado libre del objeto.

Figura: Imagen de un espécimen prismático que contiene un sensor FBG embebido, fabricado mediante el uso de una impresora MDF de fuente abierta RapMan 3.0 

Figura: Imagen de un espécimen prismático que contiene un sensor FBG embebido, fabricado mediante el uso de una impresora MDF de fuente abierta RapMan 3.0 

Su trabajo demostró que la magnitud de la deformación residual inducida por la solidificación es significante y depende de la dirección de la deposición del material elegido (orientación de la hebra) como resultado de la formación de interfases de hebras débiles y regiones de vacío (aire). Esta información será utilizada para ajustar y modificar dichos parámetros durante la deposición para maximizar la fidelidad del objeto resultante final. Su trabajo también demuestra una de las grandes ventajas de los sensores de fibra óptica: la habilidad de llegar a lugares a donde otros sensores no llegan. 

 

Comment