El MIT consigue imprimir 3D con vidrio fundido a más de 1000 grados

Jorge Pérez
Lunes, 24 Agosto 2015
El MIT consigue imprimir 3D con vidrio fundido a más de 1000 grados

El grupo de trabajo Mediated Matter Group del Instituto Tecnológico de Massahussetts -MIT-, ha realizado un nuevo proyecto, esta vez en colaboración con el Glass Lab y el Departamento de Ingeniería Mecánica del mismo centro, así como el Wyss Institute,  para el desarrollo de una plataforma de impresión 3D con vidrio fundido.

La principal característica del proyecto es que se usa vidrio "opticamente transparente", para la fabricación de los objetos, con unos resultados bastante prometedores.

El equipo, liderado por la ya conocida artista de la impresión 3D Neri Oxman, ha llamado a este ingenio el G3DP, descrito como una plataforma de fabricación aditiva diseñada para imprimir vidrio transparente.

El MIT consigue imprimir 3D con vidrio fundido a más de 1000 grados

Tras varios ensayos con diferentes enfoques para acometer el desafío, finalmente, la mejor opción fue usar un sistema de doble cámara calentada. La cámara inferior alberga la base sobre la que se deposita la primera capa y que va moviéndose en el eje Z para permitir la superposición de las distintas capas que componen la pieza. La cámara superior actua como kiln y es donde se introduce el vidrio fundido a unos 1165 grados centígrados de temperatura.

El vidrio fundido pasa a través de una boquilla realizada en alúmina, zircón y sílice, de forma que sale un hilo de vidrio fundido que es depositado mientras un sistema de posicionamiento mueve la cámara superior para que se 'dibuje' cada capa.

El sistema supone abordar una serie de complejidades, dado el comportamiento del vidrio fundido, así como la dificultad añadida de trabajar a temperaturas muy elevadas y difíciles de manejar.

El G3DP trabaja depositando un filamento de vidrio de unos 10 mm de diámetro a una velocidad de 460 mm3/s con un tamaño máximo de fabricación de 250x250x300 mm. El vidrio fundido fluye de forma natural por la boquilla por efecto de la gravedad, manteniendo el flujo do forma constante, algo que ayudó a la hora de abordar el proceso de extrusión.

El kiln incorpora un calentador de 1800 W para mantener la temperatura entre 1040 a 1165 ºC, mientras que la boquilla incorpora un calentador de 300 W con un termopar para controlar la temperatura de salida del vidrio.

La cámara inferior mantiene la temperatura por encima de la temperatura de cristalización -480 ~ 515 ºC-, para, por una parte conseguir un enfriamiento lento y controlado del objeto, una vez que se ha realizado al completo, ya que de otra forma acabaría rompiéndose, y por otra parte, mantener una termperatura adecuada que ayude a la adhesión de las capas unas sobre otras. La temperatura se controla con un calentador de 3300 W.

La electrónica de control es una simple RAMPS 1.4 con una placa Arduino, muy habitual en impresoras 3D de uso personal, aunque los motores son algo más potentes, con un par de 280 N.cm, debido a la inercia que produce mover el kiln al completo.

Los modelos 3D han sido diseñados con Rhinoceros, mientras que la laminación -o slicing- se ha hecho con un script programado en C# usado en Grasshopper. El G-code generado se importa a Repetier Host, para ser enviado a la placa que usa firmware Repetier, con adaptaciones para la aceleración, velocidad y tamaño de la base de fabricación.

Una selección de piezas van a ser expuestas en el Cooper Hewitt, el Museo del Diseño Smithsonian en 2016. Los resultados del proyecto serán publicados el próximo septiembre en el volumen 2, número 3 del "3D Printing and Additive Manufacturing". En abril de 2014 se registró la patente del sistema ante la oficina de patentes de Estados Unidos.

 

 

Aplicación: Arte y cultura