Innovador sistema de frenos para vehículos eléctricos

20170810-newwheel-img-car-dataLa empresa alemana Continental AG, uno de los principales fabricantes europeos de neumáticos y otras piezas para la industria automotriz y de transporte; ha desarrollado un nuevo concepto de frenado para vehículos eléctricos.

El nuevo sistema denominado “New Wheel Concept”, reduce el peso de la rueda y del propio freno; asegurando así un menor gasto de energía en el frenado, al integrar la rueda con la llanta que consta de dos partes individuales de aluminio: una parte exterior sobre la que se monta el neumático y otra central interior con forma de estrella sobre la cual se atornilla un disco de freno de gran diámetro fabricado en aluminio

La ventajas de este sistema no pasan tanto por una cuestión de potencia de frenada, ya que en los vehículos eléctricos el autofreno eléctrico permite que el sistema de frenos convencional intervenga menos; sino en el ahorro de peso, un factor clave en los vehículos eléctricos. Otras ventajas están referidas a la mayor sencillez de los cambios de ruedas y pastillas de freno, y además; al utilizar aluminio, el sistema está libre de la formación de óxido, como es normal en los discos de hierro fundido; perjudicando con su aparición el efecto de frenado.

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Este nuevo sistema será presentado a los fabricantes de vehículos eléctricos en el próximo Salón de Frankfurt a realizarse del 14 al 24 de septiembre próximo. Desde la empresa afirman que el “precio de esta rueda será competitivo ya que utiliza como material predominante el aluminio. En teoría, será bastante más barato que el carbono y otros materiales utilizados actualmente en la automoción”. Además, “estas ruedas se podrán instalar en todo tipo de vehículos eléctricos ya que los habrá de distintos tamaños. Es cuestión de cambiar el tamaño de los discos de frenos y de las mordazas o pinzas”.

“La electro movilidad necesita nuevas soluciones para la tecnología de frenado también”, dice Matthias Matic, jefe de la unidad de negocios de Continental Hydraulic Brake Systems. “Usar frenos convencionales no es muy efectivo en este caso. El nuevo concepto de rueda cumple todas las exigencias. Utilizamos nuestro know-how de frenado para desarrollar una solución que proporciona un efecto de frenado consistentemente confiable en el vehículo eléctrico”.

Continental asume, después de los resultados de las pruebas prácticas iniciales, que el disco de aluminio no está sujeto a desgaste, a diferencia de los discos de hierro fundido; ya que con el nuevo concepto de rueda, la abrasión sólo tiene lugar en las almohadillas.

Debido a que el disco de freno está fijado en el exterior y el freno se acopla desde el interior, la pinza de freno se puede diseñar particularmente ligera y rígida. La fuerza de frenado se transmite en gran parte simétricamente al centro del eje, con un efecto favorable sobre la rumorosidad del freno. Un efecto secundario particularmente atractivo para un vehículo eléctrico de por sí silencioso.

Fuente:

https://www.continental-corporation.com/en/press/press-releases/an-innovative-wheel-and-braking-concept-for-electric-vehicles-92514

Videos:

https://youtu.be/aAjNy3ic_8Q

https://youtu.be/j_UGpEmKZTc

Toyota desarrolla batería de estado sólido para su vehículo eléctrico

macro-1721265_1920Por informaciones periodísticas ha trascendido que la automotriz japonesa TOYOTA está desarrollando un nuevo modelo de vehículo eléctrico, información que por sí sola no representa ninguna novedad innovadora, a no ser por una novedosa y revolucionaria tecnología de batería de estado sólido que equiparía al nuevo modelo a comercializarse a partir de 2022.

De cumplirse estos trascendidos periodísticos, TOYOTA estaría cambiando las reglas de juego del sector; al introducir en el mercado un modelo de vehículo eléctrico de elevada autonomía con lo que se adelantaría a la competencia en unos tres años, permitiéndose recuperar terreno en un mercado altamente competitivo.

La nueva tecnología en baterías, estaría dando respuesta a factores críticos de las actuales baterías de ion litio de electrolito líquido, como son: costo, seguridad, densidad de energía, tiempos de carga y ciclos de vida útil.

La principal característica de esta nueva tecnología, clave en el desarrollo de los vehículos eléctricos; es que no incorporan en su interior el electrolito acuoso que sí necesitan las de ion de litio para desempeñar su función, con lo cual se reducirían los tiempos de recarga, pasando de los actuales 160 km en 30 minutos con tomas de 50 kW, a una autonomía por encima de los 300 km en el mismo tiempo de recarga.

Se trata de la utilización de un compuesto sólido, como puede ser metal de litio, magnesio o sodio; que reemplaza al electrolito líquido conductor actualmente utilizado, realizando la misma función de transferir los iones necesarios para la reacción electro química reversible que tiene lugar entre el cátodo y el ánodo.

Las ventajas que ofrece la utilización de un compuesto sólido para las celdas, además de reducir el tiempo de recarga; están referidas a una densidad energética del orden del 95% mayor , por lo que tienen más capacidad; menor temperatura de trabajo, mejorando así su seguridad; siendo mucho menor el riesgo de incendio o incluso explosión en caso de impacto; una vida útil que se estima podría ser de hasta cinco veces superior a las actuales y la reducción notable del drenaje pasivo, o sea la descarga de la batería fuera de uso. Como desventaja se señala su mayor peso.

Según la opinión de expertos, se trata de una tecnología que se encuentra a un par de años de llegar al mercado; siendo los antecedentes de trabajos de investigación más importantes los que realizan desde hace tiempo fabricantes como Samsung o LG; ahora las cuestiones clave a resolver, serán poder llevar estos avances desde el laboratorio a la producción en masa y como esto impactará en la evolución de los precios de las baterías.

 

 

 

Ascensor sin cables que viaja en horizontal y vertical

feed_mit_image_multiinoperation14thyssenkrupp-1La empresa alemana ThyssenKrup, ha desarrollado un sistema innovador que seguramente revolucionará la construcción de edificios en altura.

Se trata de un nuevo tipo de ascensor, denominado MULTI; que utiliza motores lineales de levitación magnética, similares a los de los trenes de levitación magnética y a los de HyperLoop; que le permiten desplazarse en dos ejes.

Con esta solución se reducen considerablemente los tiempos de espera, se aumenta significativamente la capacidad y se reduce sustancialmente el peso y la masa; optimizando de tal manera el servicio de transporte al aumentar la flexibilidad y la manipulación de la capacidad.

Como referencia, se señala que en sólo un año, los trabajadores de oficinas de New York gastaron un total de 16,6 años esperando ascensores, en comparación con sólo 5,9 años que emplearon viajando en ellos. Con la nueva propuesta de MULTI, los pasajeros no esperarán más de 15 a 30 segundos por un ascensor.

Además, con una cabina por eje, los ascensores tradicionales ocupan cada vez más espacio según aumenta la altura de los edificios. MULTI consolida varias cabinas en un menor número de ejes, reduciendo así la huella de los ascensores y aumentando hasta en un 50% el rendimiento de pasajeros. MULTI también puede ayudar a reducir el tamaño total del edificio, la superficie externa y el consumo total de energía.

En la construcción de MULTI se han incluido nuevos materiales compuestos de carbono, para reducir el peso de la cabina y la puerta de MULTI hasta en un 50%. La eliminación de los cables y los contrapesos normalmente utilizados en los ascensores convencionales, permite disminuir la masa del sistema.

También, al tratarse de un sistema libre de cables; arquitectos y desarrolladores ya no estarán restringidos en sus diseños por las preocupaciones sobre la altura de hueco del ascensor y la alineación vertical. MULTI abre la puerta al diseño de posibilidades en todas las direcciones.

Según indican desde ThyssenKrupp, con este desarrollo se está liderando la revolución de la tecnología y el servicio de ascensores, al reinventarlo 160 años después de su creación.

Más información:

https://multi.thyssenkrupp-elevator.com/assets/pdf/multi_brochure.pdf

https://youtu.be/xeJb5f8i9as

https://youtu.be/ggtn6A6RCEY

https://youtu.be/plXJ70jt4NE

https://youtu.be/pnxYW4IRBbw

FORD prueba impresión 3D de gran envergadura

fordLa automotriz Ford Motor Company, está poniendo a prueba la impresión en 3D de piezas de automóviles de gran envergadura usando la impresora 3D Stratasys Infinite Build.

Se trata de partes impresas para futuros vehículos de producción como así también piezas de vehículos personalizados; que pueden ser más livianas que las piezas utilizadas habitualmente, pudiendo así ayudar a mejorar la eficiencia del combustible.

El nuevo sistema de impresión 3D de la automotriz está ubicado en el Centro de Investigación e Innovación en Dearborn (Michigan); siendo capaz de imprimir piezas de automóviles de prácticamente cualquier forma o longitud, proporcionando una manera más eficiente y accesible para crear herramientas, piezas prototipo y componentes para vehículos de bajo volumen de producción como piezas de vehículos personalizados.

Ellen Lee, líder técnico de Ford en la investigación de fabricación aditiva; expresó que: “Con la tecnología Infinite Build, podemos imprimir grandes herramientas, accesorios y componentes, haciéndonos más ágiles las iteraciones de diseño”. “Estamos emocionados de tener acceso temprano a las nuevas tecnologías de Stratasys, para ayudar a orientar el desarrollo de la impresión a gran escala para aplicaciones en automoción.”

El sistema funciona a partir de las especificaciones que se transfieren desde el programa de diseño asistido por computadora a la impresora, la cual analiza el diseño y comienza a imprimir de a una capa de material por vez y, así gradualmente va apilando las capas hasta lograr el objeto acabado.

El material de alimentación es abastecido a la impresora mediante la utilización de un brazo robótico que detecta y reemplaza automáticamente los recipientes vacíos; permitiendo a la impresora trabajar de manera continua y sin vigilancia durante horas e incluso días.

Las ventajas de la impresión 3D sobre métodos tradicionales, se refleja por ejemplo en el desarrollo de un nuevo colector de admisión; para el cual es necesario crear un modelo informático de la pieza, para luego tener que esperar meses para disponer de prototipos. Con la tecnología de impresión 3D, Ford puede imprimir el colector de admisión en un par de días, con una importante reducción de costos.

Fuente:

https://media.ford.com/content/fordmedia/fna/us/en/news/2017/03/06/ford-tests-large-scale-3d-printing.html

Videos:

https://media.ford.com/content/dam/fordmedia/North%20America/US/2017/03/06/Stratasys-3D-Printing-Broll.mp4/jcr:content/renditions/cq5dam.video.firefoxhq.ogg

https://youtu.be/MZN8zA95zv0

La tecnología está transformando los recursos

mw-ff823_mckins_20170214092701_nsUn informe de McKinsey Global Institute: “Beyond the supercycle: How technology is reshaping resources”, estima que las energías renovables, principalmente solar y eólica; podrían saltar de un 4% de la generación de energía global en la actualidad a un 36% para el año 2035, provocando con este proceso de crecimiento, la transformación profunda de los mercados mundiales de electricidad.

Recientes subastas de capacidad de energía solar destacan la rapidez con que los costos de esta tecnología están cayendo: $ 0.053 / kwh en la India, $ 0.035 / kwh en México, $ 0.024 / kwh en Abu Dabi, $ 0.029 / kwh en Chile, y $ 0.039 / kwh en los Estados Unidos. Tan importante ha sido la caída en los costos de tecnología, que se ha acelerado el despliegue de las energías renovables hasta el punto de que en algunas regiones ya compiten con el carbón y el gas sin subsidios.

Al respecto, el costo de los módulos solares en todo el mundo ha caído un 80% desde 2008, y el costo normalizado de la energía eólica ha caído un 50% desde 2009. En las últimas subastas de energía en América del Sur, por ejemplo; las instalaciones de energía solar fotovoltaica (PV) han alcanzado los $ 0.03 / kWh; una décima parte del costo de las centrales solares hace seis años.

El estudio destaca que son los avances tecnológicos los que están impulsando este desarrollo; en el cual el rápido crecimiento de las energías renovables es parte de una tendencia mayor de aumento de la productividad global de la energía: el aumento de la eficiencia energética en edificios residenciales, industriales y comerciales, la menor demanda de energía en el transporte debido al aumento de los vehículos eléctricos y autónomos, así como la caída de los costos y una mayor penetración de las energías renovables; está transformando la manera en que consumimos energía.

Como resultado de este proceso, se calcula que el crecimiento de la demanda de energía primaria en todo el mundo será más lento e incluso podría alcanzar su punto máximo en 2025 si las nuevas tecnologías como la robótica, análisis de datos e Internet de las cosas se adopten rápidamente. Esto significará que la demanda mundial de petróleo y carbón alcance su pico para posteriormente disminuir durante las próximas dos décadas.

Estos cambios no serán uniformes en el mundo, sino que se plantean diferencias regionales; como ser entre los principales consumidores de petróleo como son Estados Unidos, China e India. Mientras se estima que China e India continuarán con demanda creciente de combustibles fósiles, por tratarse de países en crecimiento; Estados Unidos reduciría su demanda debido al aumento de la eficiencia energética y los cambios en el transporte.

El estudio de McKinsey Global Institute, considera que el punto de inflexión global podría ser alcanzado en 2025, cuando la energía solar fotovoltaica y energía eólica, podrían llegar a ser competitivas con el coste marginal de la producción de gas natural y carbón, acelerándose posteriormente las tasas de crecimiento en el despliegue de la energía renovable.

Uno de los grandes problemas a resolver para las energías renovables son los límites técnicos de la generación intermitente y la necesidad de almacenamiento. Pero esto es un obstáculo que puede superarse con la tecnología del sector de la electrónica de consumo. Los costos nivelados de almacenamiento han ido disminuyendo rápidamente, y se están desarrollando una serie de tecnologías prometedoras para almacenar la energía de una manera rentable, por ejemplo, mediante baterías a escala de red de iones de litio, baterías de flujo, sistemas de aire comprimido y de almacenamiento térmico.

Los avances tecnológicos tienden a superar las expectativas, por lo que se estima que el costo normalizado de las energías renovables podría seguir cayendo.

Descarga de reporte completo:

http://www.mckinsey.com/business-functions/sustainability-and-resource-productivity/our-insights/how-technology-is-reshaping-supply-and-demand-for-natural-resources

El súperdeportivo eléctrico más veloz del mundo

ep9_fullgallery_4_3840La empresa china NIO participa en la Fórmula E con el nombre NextEV; presentó en Londres un súper deportivo eléctrico de 1.360 caballos de potencia, capaz de alcanzar los 313 Km/h.

El vehículo denominado EP9 acaba de superar a todos sus rivales eléctricos en el circuito alemán de Nürburgring, al registrar 7:05.12 para la vuelta; superando de esta manera el record que ostentaba el Toyota TMG EV P001. Además, el tiempo alcanzado le permite superar a vehículos de combustión interna como el Nissan GT-R Nismo o el Porsche 911 GT2 RS y se aproxima a las prestaciones de grandes súper deportivos como el Lamborghini Aventador SV y el Porsche 918 Spyder.

El EP9, del cual se fabricarán seis unidades; fue diseñado en Alemania y desarrollado en Reino Unido;  está equipado con cuatro motores eléctricos, uno para cada rueda; y cuatro cajas de cambio; con lo cual puede alcanzar una potencia de 1 MW y un par máximo de 6.334 Nm. Su chasis como la mayoría de los componentes de la carrocería son de fibra de carbono, su gran alerón regulable en tres posiciones, el diseño aerodinámico de su piso y la suspensión activa; le permiten alcanzar el doble de carga aerodinámica de un vehículo de Fórmula Uno actual, generando una carga de 24.000 N a 240 km/h.

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Todo lo cual le permite acelerar de 0 a 100 km/h en 2,7 segundos y de 0 a 200 km/h en 7,1; y alcanzar los 313 km/h de velocidad punta, todo ello garantizado con una autonomía de 427 kilómetros en ciclo de homologación. La clave estaría, porque se desconocen detalles; en un conjunto de baterías de alta tecnología intercambiables mediante cambios rápidos en 8 minutos y carga rápida en sólo 45 minutos.

Fuente:

http://www.nio.io/ep9-experience

Descargar Video en Nürburgring

 

Un nuevo enfoque para el diseño de automóviles

25-incredible-3d-printed-cars-automotive-projects-023Blade es el primer prototipo superdeportivo impreso en 3D por la empresa Divergent Microfactories; cuyo CEO Kevin Czinger sostiene que puede proporcionar un modelo de producción para los fabricantes de automóviles; llevando su concepto de producción “flatpack furniture” a todo el mundo del automóvil.

El Blade es un vehículo que ofrece un nuevo enfoque para el diseño de automóviles, al disponer de un chasis modular construido con tubos de fibra de carbono vinculados entre sí por medio de 70 nodos de aluminio impresos en 3D; de manera de conforman una estructura rígida para el vehículo.

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Así de manera sencilla, el automóvil podría ser montado en microfábricas sostiene Czinger, situadas cerca de los clientes potenciales, lo que permitiría reducir los costos de transporte y las emisiones producidas durante la etapa de fabricación. De esta manera podría suministrar un Superdeportivo Blade, enviando a las microfábricas en cualquier parte del mundo, los tubos, nodos y paneles de carrocería de material compuesto como un kit empaquetado.

Eventualmente, sin embargo; los talleres de impresión 3D locales podrían hacerse cargo de la producción de las partes y de esta manera, eliminar de la ecuación el costo del transporte por completo. Esto tendría un efecto masivo en el impacto ambiental general del coche, mientras que su simplicidad basada en la estructura modular, permite con un entrenamiento básico, que un mecánico competente pueda armar un chasis completo en aproximadamente 30 minutos.

Este breve tiempo de montaje podría cambiar radicalmente a la industria automotriz y allanar el camino para que los pequeños e incluso los principales fabricantes de automóviles adopten este nuevo proceso.

En este sentido, el grupo CSA conformado por Peugeot, Citroen y DS; ya ha firmado un acuerdo de colaboración con Divergent Microfactories, mientras que el consultor internacional de I + D, Altran, ha invertido en la empresa.

“La sociedad ha hecho grandes avances en conocimiento y en la adopción de vehículos más limpios y verdes”, dijo Czinger. “El problema es que, si bien estos coches ahora existen, la fabricación real de ellos no es respetuosa con el medio ambiente. En Divergent Microfactories, hemos encontrado una manera de fabricar automóviles que tiene la potencial de reducir radicalmente el uso de recursos y la contaminación generada por la manufactura”.

El Blade es propiamente una clase maestra de la ingeniería moderna, utilizando la impresión 3D y el pensamiento lateral para crear un chasis que pesa sólo 27 kg aproximadamente, en comparación con los 453 kg de una alternativa en acero tradicional. Todo el automóvil pesa sólo 635 kg, lo que es un 50% más ligero que los superdeportivos comparables; lo que hace una gran diferencia en su economía de combustible, que es aproximadamente un 66% menor que un coche de gasolina equivalente.

Además, Czinger insiste en que el Blade es más fuerte o sólido que las alternativas de acero en el mercado y también es rápido; al estar equipado con un motor bicombustible de cuatro cilindros y 700 hp que puede funcionar tanto con gasolina como con GNC, alcanzando los 100 km/h en 2,2 segundos y contar con más del doble de la relación potencia / peso que el modelo LaFerrari, el primer vehículo híbrido de Ferrari.

Fuente:

http://www.divergent3d.com/

Videos:

https://youtu.be/O9odhgH24oA

https://youtu.be/t6Zjffs793k

https://youtu.be/SU7LhQsLthA

Enfoque revolucionario en la fabricación aditiva

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Imágen: XJET Ltd.

XJET Ltd., es una empresa israelí fundada en 2005; que introduce al mercado el primer e innovador sistema de impresión 3D basado en inyección de tinta para piezas metálicas.

Esta nueva tecnología que será presentada este mes en la feria FormNext 2016 en Frankfurt, Alemania; trae un nuevo nivel de calidad al incorporar la tecnología de nanopartículas metálicas sólidas suspendidas en el líquido “tinta”, provistos en cartuchos sellados.

La impresora utiliza un sistema de inyección directa de tinta de metal, que permitiría reducir los costos y los tiempos requeridos para la impresión y además, eliminar la necesidad de manejar polvos metálicos, al utilizar nanopartículas metálicas sólidas dentro de una suspensión líquida, que se entregan como cartuchos sellados y se cargan fácilmente de manera manual en el sistema XJET.

Los cabezales de impresión del sistema de XJET depositan una capa ultra fina de gotitas líquidas que contienen las nanopartículas metálicas en el sistema de acumulación de la bandeja; permitiendo producir piezas de metal con la misma facilidad y versatilidad de la impresión por inyección de tinta y sin comprometer el rendimiento.

Las piezas que se obtienen por este sistema son de alta calidad y con niveles de detalle sin precedentes y con un tiempo de impresión rápido; prescindiendo de polvos y rayos láser de la impresión 3D tradicional.

El líquido de soporte se evapora entonces gracias a la alta temperatura dentro de la cámara de la impresora, dejando una pieza de metal sólido detrás, la cual es casi indistinguible de una pieza de fundición de metal en términos de esfuerzo cortante, resistencia a la tracción y otras propiedades mecánicas; tratándose de un proceso más limpio que la impresión que utiliza un láser para unir gránulos de polvo.

Este enfoque de inyección de tinta permitirá a los usuarios crear paredes más delgadas y lograr los detalles más finos. Las estructuras de soporte, por su parte; se crean a partir de un material diferente, por lo que es una simple cuestión de separar los dos materiales distintos después en el proceso de impresión.

Con esta tecnología, las empresas podrán obtener por impresión 3D productos metálicos mucho más complejos y de bajo volumen de producción o incluso prototipos avanzados.

“Estamos presenciando cómo la fabricación aditiva está perturbando modelos de negocio completos”, dijo Yair Shamir, Presidente de XJET. “Incluso más, con la tecnología de nanopartículas de chorro de XJET, la industria manufacturera va a dar un paso gigantesco hacia el futuro, dando a las empresas una ventaja competitiva real. Su tecnología de vanguardia produce geometrías complejas con intrincados detalles, y con perfecta metalurgia. Esto no tiene precedentes. Es emocionante ser parte del viaje XJET y marcar el comienzo de este enfoque revolucionario en la fabricación aditiva”.

 Fuente: http://www.xjet3d.com/index.php

Ver video: https://youtu.be/GVGgwXwS8Aw

¿Cuál será el futuro de la movilidad urbana?

Un nuevo informe de Bloomberg New Energy Finance y McKinsey & Company; estima que para el año 2030, los vehículos eléctricos dominarán buena parte del transporte, considerando que hasta dos tercios de todos los automóviles en circulación en algunas ciudades desarrolladas podrían ser eléctricos.

Pero además, el estudio concluye que la expansión del vehículo eléctrico podría acelerarse entre cinco y siete años si se impulsa desde los propios gobiernos, en vez de limitarse solamente a los consumidores; lo cual exigirá de la toma de duras decisiones políticas por parte de los gobiernos.

La rápida caída del costo de las baterías de iones de litio, un 65% desde 2010 y se espera que vuelvan a reducirse hasta la mitad durante los próximos 10 años; explican en parte el gran desarrollo de las ventas de vehículos eléctricos; que además se refleja en el anuncio del lanzamiento de nuevos modelos por parte de distintos empresas; por caso BMW, que considera que los coches eléctricos podrían a llegar a representar hasta el 25% de sus ventas, unos 500.000 vehículos anuales; durante los próximos 10 años.

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Caída del precio de la baterías de iones litio. Fuente: Bloomberg New Energy Finance

Sin embargo, el informe de Bloomberg-McKinsey sugiere que una adopción únicamente impulsada por los consumidores podría tardar entre cinco y siete años más que otra impulsada por la regulación y la legislación, es decir por los propios gobiernos.

En este sentido, la semana pasada el Consejo Federal de Alemania; aprobó una resolución para prohibir el motor de combustión interna para 2030 por toda la UE. Se trata de una iniciativa aislada, al depender de la UE tomar una determinación de este tipo; pero plantea un antecedente y envía un mensaje muy claro acerca de las intenciones del gobierno de Alemania al respecto, si consideramos la fuerte influencia de Alemania sobre la legislación de la UE.

También la UE ya dispone de borradores de Directivas que exigen por ejemplo, que cada vivienda nueva o renovada en Europa, deberá contar con un punto de recarga para vehículos eléctricos, o la que exigirá que al menos el 10% de las plazas de estacionamiento en edificios nuevos incluyan un punto de recarga.

Estas son el tipo de iniciativas políticas necesarias para acelerar la expansión de vehículos eléctricos, según se señala en el estudio.

Resumen Ejecutivo:

https://www.bbhub.io/bnef/sites/4/2016/10/BNEF_McKinsey_The-Future-of-Mobility_11-10-16_ExecSum.pdf

Informe completo:

https://www.bbhub.io/bnef/sites/4/2016/10/BNEF_McKinsey_The-Future-of-Mobility_11-10-16.pdf

Desarrollan técnica impresión 3D para programar el comportamiento del material

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Investigadores del laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL, por sus siglas en inglés) del MIT; desarrollaron el llamado “Programmable Viscoelastic Material” (PVM), que es un tipo de material que se utiliza en impresoras 3D y que permite lograr robots “más seguros, resistentes y precisos en sus movimientos”.

Mediante esta técnica, se puede programar el comportamiento del material en un objeto impreso en 3D, de manera que se ajuste a los niveles exactos de dureza y elasticidad que se necesitan en cada momento, protegiendo así al objeto o su contenido de daños.

La aplicación de este tipo de material amortiguador puede alcanzar desde equipos deportivos hasta aviones no tripulados; pasando por teléfonos, cascos y zapatos.

Los materiales “viscoelásticos”, tales como caucho y plástico que se utiliza a menudo como amortiguadores para la absorción de golpes; aunque son baratos y fáciles de encontrar, por lo general no son factibles de personalizar, por lo cual es necesario fijar su nivel de rigidez y elasticidad.

Entonces, para crear una solución más a la medida de cada requerimiento, un grupo de investigadores de CSAIL, utilizó la impresión 3D para diseñar con precisión las propiedades de absorción de choques de un material, de manera de que proporcione niveles de amortiguación específicos para aplicaciones particulares.

“Es difícil de personalizar los objetos blandos usando métodos de fabricación existentes, ya que se tiene que hacer el moldeo por inyección o algún otro proceso industrial,” dijo el investigador Jeffrey Lipton. En cambio, “la impresión 3D abre más posibilidades”.

Los investigadores de CSAIL encontraron que su técnica de “material viscoelástico programable” (PVM) podría aplicarse a diversos objetos, pero un artículo particular para la que deseaban aplicar la técnica fue a un robot en forma de cubo que se mueve por rebote utilizando flejes metálicos a modo de patas de canguro.

Utilizando una impresora 3D estándar, los investigadores combinaron un sólido, un líquido, y un material similar a la goma de Stratasys para crear en 3D una capa externa impresa para el robot, que reduce su capacidad de rebote y por lo tanto disminuye el riesgo de daño de sus componentes internos: dos motores, un microcontrolador, una batería y una unidad de sensores de medición inercial.

Dijo el director CSAIL Daniela Rus, “Estos materiales nos permiten la impresión en 3D de robots con propiedades viscoelásticas, las cuales se pueden introducir por el propio usuario al momento de imprimir como parte del proceso de fabricación”.

Mediante el ajuste de la proporción de líquido, los investigadores pueden hacer el material más o menos elástico. El éxito de la prueba con el robot cubo, ha llevado a los investigadores a creer que la tecnología podría utilizarse para mejorar la vida útil de los aviones no tripulados, como los que están siendo desarrollados por Google y Amazon, así como para los componentes que absorben los golpes en los cascos. En este caso por ejemplo, ciertas partes podrían ser impresas en 3D para el máximo confort, mientras que otros podrían ser diseñadas para una máxima capacidad de absorción de choques, como y cuando sea necesario.

“Mediante la combinación de varios materiales para conseguir las propiedades que están fuera del alcance del material de base, este trabajo lleva al límite lo que es posible imprimir”, comentó Hod Lipson, profesor de ingeniería en la Universidad de Columbia y co-autor del trabajo. “Por encima de todo, ser capaz de hacer esto en un solo trabajo de impresión eleva el nivel de la fabricación aditiva”.

Fuente:

http://groups.csail.mit.edu/drl/wiki/images/3/30/2016_MacCurdy-Printable_Programmable_Viscoelastic_Materials_for_Robots.pdf

Ver Video:

https://youtu.be/zrRs4GXxjVA