Imprimiendo el futuro con fibra de carbono

strainAunque los costos de la materia prima y de fabricación se han reducido en la última década; la fabricación de piezas de fibra de carbono aún resulta prohibitivo, por lo que su aplicación está orientada a algunas aplicaciones particulares, como son los automóviles de alta gama y de competición. Por lo que para muchos emprendedores, la clave para reducir los costos de fabricación y generalizar el uso de la fibra de carbono en la fabricación de piezas, reside en la tecnología de impresión 3D.

En este sentido, dos “start-ups” han desarrollado sendos procesos de fabricación con fibra de carbono, que reducen los costos de fabricación con respecto al actual sistema de producción, caracterizado por largos tiempos de fabricación, al ser prácticamente un proceso artesanal.

Uno de estos emprendimientos es el de MarkForget, una “start up” con sede en Cambridge (Estados Unidos), que ha desarrollado un nuevo proceso tan sencillo como diseñar la pieza en el ordenador, presionar un botón y recoger la pieza varias horas después; según expresa su CEO y fundador, Greg Mark.

El primer producto de esta empresa, es la impresora Mark One, que cuesta unos 5.500 dólares y está equipada con dos cabezales de impresión. Con uno imprime los contornos exteriores o matriz de la pieza en nylon de alta calidad y con el otro; rellena y refuerza cada parte con fibra continua de carbono, Kevlar o fibra de vidrio, dando como resultado piezas con una relación resistencia-peso mayor que el aluminio 6061 T6, que es una aleación de aluminio con buenas propiedades mecánicas y de las más comunes para uso general, especialmente estructuras de alta resistencia que requieran un buen comportamiento frente a la corrosión.

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Otro desarrollo es el de Impossible Objects, una “start up” de Northbrook, Illinions (Estados Unidos), cuya tecnología para compuestos basados en fabricación aditiva (CBAM), es un proceso totalmente nuevo y diseñado específicamente para materiales compuestos, que produce piezas más fuertes que otras tecnologías, con más libertad de diseño y una amplia selección de materiales compuestos, que incluye fibra de carbono, Kevlar y fibra de vidrio.

Según el presidente y fundador de Impossible Objects, Robert Swartz; la capacidad de imprimir piezas de fibra de carbono hará que la impresión 3D resulte mucho más útil para muchas industrias. Para Swartz muchas aplicaciones requieren de mejores materiales, como es el caso de la construcción de drones; para los cuales la mayoría de las piezas de plástico fabricadas mediante las tecnologías existentes de impresión 3D no rinden lo suficientemente bien; por lo que “existe una necesidad real de operatividad”.

products-2Técnicamente, las piezas de fibra de carbono están hechas de materiales compuestos producidos al mezclar con precisión la fibra de carbono con un polímero. Hacer el compuesto de fibra de carbono con una impresora 3D representa un reto, porque la fibra de carbono no es compatible con los cabezales convencionales de impresión; por lo que Impossible Objects desarrolló un proceso que evita la necesidad de imprimir fibra de carbono. En lugar de ello, empieza con láminas de fibra de carbono. Una impresora de chorros de tinta deposita una solución transparente con un diseño preciso, según unas instrucciones digitales. Se añaden polvos de polímero que se adhieren al diseño impreso con la solución. Las láminas se apilan y se les aplica calor, lo que hace que el polímero se derrita y adhiera a la fibra. Un último paso de arenado elimina las partes de las láminas de fibra de carbono que no se hayan adherido al polímero. Impossible Objects fabrica piezas a medida, y está desarrollando un equipo que podría vender a quienes quieran emplear el proceso para fabricar sus propias piezas.

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Fuentes:

https://markforged.com/

http://impossible-objects.com/

Ver video: https://youtu.be/Y5wjjDBdgeE

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