La
tecnología de impresión 3D permite la creación de objetos de geometría
compleja, pero un factor todavía limita su creatividad: los objetos que
producen las impresoras 3D están relacionados con el tamaño de la
máquina. Así que si, por ejemplo, alguien quiere realizar la impresión
tridimensional de una casa tendría que utilizar una enorme impresora con
un espacio de trabajo más grande que la casa en sí.
Uno de los ejemplos más exitosos es la KamerMaker, que se ha
utilizado para la impresión 3D de una casa, estilo canal holandés, en
trozos de 2 x 2 x 3.5 metros. Sin embargo, reconociendo las limitaciones
en el tamaño de las impresoras 3D, el Instituto de Arquitectura
Avanzada de Cataluña (IAAC) ha desarrollado una familia de tres pequeños
robots móviles, denominados 'Minibuilders' (Mini constructores) que en
conjunto pueden imprimir una estructura de cualquier tamaño.
Los
tres robots trabajan uno después de los otros, depositando un fraguado
rápido de mármol artificial para construir la estructura. En primer
lugar un ”robot base” construye las 10 capas de base; luego un “robot de
sujeción” construye la cáscara restante de la estructura; y, por
último, un “robot de succión” recorre la cáscara, añadiendo capas de
refuerzo donde sea necesario.
Cada
robot está vinculado a sensores y un sistema de posicionamiento local,
que se alimentan de datos en vivo a un software personalizado y permite
al operador controlar el movimiento de los robots. Los robots se
suministran con material a través de tubos de un robot de suministro
adicional, que puede seguirlos alrededor de la estructura cuando se
necesite.
El
“robot base” inicialmente sigue una trayectoria predefinida, para la
impresión de las 10 primeras capas de material. Esto lo realiza de
manera continua y en espiral, lo que permite el flujo continuo de
material y un ajuste gradual de la altura de la boquilla.
El
“robot de sujeción” a continuación, se agarra a las capas creadas
anteriormente, agregando más material para completar la estructura
básica. La boquilla del “robot de sujeción” puede moverse de izquierda a
derecha, creando gradualmente paredes curvas y salientes. Además
calentadores incluidos en el robot aceleran el proceso de curado, lo que
significa que el mármol artificial de fraguado rápido utilizado logra
solidificarse y ser suficientemente fuerte para soportar el robot sobre
las salientes de material.
Por
último, el “robot de succión”, aspira la estructura existente y adhiere
material extra para proporcionar resistencia donde sea necesaria. Este
sistema no sólo permite imprimir en 3d estructuras más grandes, sino que
también mejora la tecnología existente: “una de las principales
limitaciones de las técnicas de fabricación de aditivos de hoy está
vinculada a la unidireccionalidad de la orientación de la capa, lo que
genera una debilidad inherente”, afirma el IAAC. Su sistema, por el
contrario, permite un análisis estructural de la intensidad y dirección
del esfuerzo estructural, que se puede utilizar para optimizar las
trayectorias tomadas por los “robots de succión”.
Esquemáticamente, así funciona el sistema:
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