Nissan Motorsports de Australia utiliza fabricación aditiva para acelerar el rendimiento

Producto: MJP
Industria: Automotriz y Transporte

Hacemos todo tipo de trabajos de impresión 3D (modelado de conceptos, verificación, creación de prototipos), pero la fabricación digital directa de piezas de uso final es la mayor oportunidad.

Joe Carmody se enorgullece de todo el trabajo de impresión 3D de su empresa para Nissan Motorsports (NISMO), pero su mayor pasión es la fabricación digital directa de piezas que a veces pasan del concepto a la pista de carreras en una semana. Es ahí, literalmente, donde la goma se encuentra con la carretera.

La fabricación digital directa, también llamada fabricación aditiva, es el proceso de impresión 3D de una pieza funcional capa por capa directamente desde un archivo digital.

“Hacemos todo tipo de trabajos de impresión 3D: modelado de conceptos, verificación, creación de prototipos, pero la fabricación digital directa de piezas de uso final es la mayor oportunidad”, dice Carmody, presidente de evok3d, coubicado en las instalaciones de Nissan NISMO en las afueras. Melbourne, Australia.

evok3d produce sus piezas a medida para Nissan utilizando varias impresoras 3D, incluida una ProJet 660Pro de 3D Systems para trabajos conceptuales y de creación de prototipos y sistemas SLS industriales y de fabricación aditiva de plástico ProJet MJP para piezas funcionales de alta precisión que demuestran su valía en la serie V8 Supercar Championship. La serie de carreras australiana de 15 rondas comprende dos tipos de carreras, sprint y resistencia, que brindan un conjunto diverso de desafíos para los competidores.

Cerrando la brecha de experiencia

La mayor parte del trabajo ocurre en el calor del calendario de carreras, cuando se realizan ajustes en el llamado tiempo de inactividad entre carreras, que puede ser de una semana a cuatro semanas. No se trata solo de aumentar la velocidad, sino de mejorar continuamente la confiabilidad y descubrir cómo eliminar o reducir las fallas, tanto humanas como mecánicas.

“La fabricación digital directa es ideal para las aplicaciones de carreras, que requieren que los automóviles se mejoren continuamente y que los diseños de los componentes se repita en plazos cortos”, dice Carmody.

Para los equipos Nissan NISMO, la curva de aprendizaje es empinada y rápida. Nissan comenzó a competir en V8 Supercar en 2013. Está compitiendo contra otros equipos que han competido en la serie desde sus inicios como el Campeonato Australiano de Turismos en 1993. Hay mucho por hacer, y la impresión 3D se considera clave. herramienta para cerrar la brecha de experiencia.

Solapa de camilla impresa en 3D para Nissan Motorsports
Solapa de camilla impresa en 3D para Nissan Motorsports

Colgajo de camilla en tres días

Poco después de firmar con Nissan NISMO, el equipo enfrentó un desafío inmediato: mejorar la aerodinámica de los autos de carreras Nissan Altima. El alerón trasero no generaba suficiente fuerza aerodinámica, lo que dificultaba la capacidad y la velocidad en las curvas. Los ingenieros de Nissan se pusieron a trabajar y desarrollaron lo que se conoce como gurney flap, una pequeña tira curva que se extiende desde la parte trasera del maletero que, si se hace bien, puede mejorar drásticamente la aerodinámica.

“Es una pieza de geometría compleja”, dice Carmody, “con curvas compuestas que serían difíciles de fabricar con los modos tradicionales”.

Después de recibir los archivos de diseño de Nissan, el equipo se puso a trabajar en la producción de la pieza en la impresora 3D ProJet MJP. Presentada a principios de 2013, la impresora está diseñada para producir piezas de plástico funcionales y patrones de cera de microfusión para aplicaciones de fabricación y diseño de nivel profesional.

Manteniendo el aire fluyendo

Poco después, el equipo puso a trabajar sus capacidades de fabricación directa en un sistema de refrigeración del conductor. Las temperaturas de la pista en las sedes de V8 Supercar pueden alcanzar los 100 grados Fahrenheit y superar los 150 grados dentro del auto de carreras, por lo que es fundamental que el sistema de enfriamiento del conductor funcione de manera continua y confiable.

Un componente clave del sistema de refrigeración es la alimentación de aire al casco del conductor. El sistema comprende una caja de hielo seco para enfriar el aire, un filtro para limpiar el aire, una bomba para generar flujo de aire y conductos para conducir aire frío al casco del conductor.

La tarea de evok3d era construir una carcasa liviana de una sola pieza para la bomba de aire. Puede sonar simple, pero lograr la combinación correcta de peso, funcionalidad y confiabilidad no es una tarea de ingeniería fácil.

“Sería difícil fabricar una sola pieza mediante procesos de fabricación sustractivos o de inyección”, dice Carmody, “pero pudimos respaldar los objetivos generales de diseño al crear una sola pieza utilizando el material ProJet MJP con VisiJet M3 Black que brinda la flexibilidad y fuerza requeridas para una pieza de producción”.

Carcasa de ventilador impresa SLS para autos de carreras NISMO
Carcasa de ventilador impresa SLS para autos de carreras NISMO

Un paisaje diferente

Si bien Carmody considera que la fabricación digital directa es la mayor oportunidad para la impresión 3D, la generación de piezas de pequeño volumen para el modelado conceptual, la creación de prototipos y la preproducción también tiene un gran valor.

evok3d ha utilizado la impresora ProJet 660Pro para crear un molde complejo para un sistema de admisión de aire y el maestro de una cubierta de palanca de cambios de fibra de carbono que ayuda a evitar que los conductores pongan en marcha accidentalmente el auto de carreras durante los cambios de piloto en las carreras de resistencia.

Carmody cree que muchos de los prototipos que ahora crea evok3d eventualmente se imprimirán como piezas de producción a medida que los costos continúan cayendo y se adoptan nuevas técnicas de diseño.

“El diseño de piezas impresas en 3D presenta un panorama completamente diferente para los ingenieros que han diseñado para la fabricación tradicional”, dice. “Pero tiene un gran valor poder unificar piezas, eliminar el ensamblaje, reducir el peso y aumentar la eficiencia a través de la impresión 3D. La fabricación digital directa le permite colocar el material exactamente donde lo desea para obtener el máximo rendimiento y confiabilidad”.

Pieza de bomba de uso final impresa en 3D de la impresora 3D ProJet MJP
Pieza de bomba de uso final impresa en 3D de la impresora 3D ProJet MJP

3D Imprimir el misterio del cerebro

Producto: Impresión SLS
Industria: Académica

El archivo de datos 3D era enorme y complejo, y su gran tamaño lo convirtió en un desafío verlo y compartirlo, y mucho menos imprimirlo en 3D.
El cerebro humano, un órgano que, a pesar de la tecnología cada vez más avanzada para escanearlo y entenderlo, sigue siendo en gran medida un misterio para los investigadores y científicos. Pero esa tecnología está permitiendo a esos investigadores avanzar en la comprensión más rápidamente, y forma la base de la nueva exposición del Instituto Franklin, Your Brain, con sede en Filadelfia.

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Esta exposición vívida e interactiva presenta un modelo de escalada de red neuronal de dos pisos con luces y sonidos que son desencadenados por pasos. Numerosos dispositivos de exhibición prácticos permiten una mayor comprensión de cómo funcionan nuestras mentes, mientras que otra característica central es un intrincado e impresionante modelo impreso en 3D de los patrones de materia blanca en el cerebro.

El dr. Jayatri Das, biocientífico jefe del Instituto Franklin, ideó las exhibiciones como parte de la nueva expansión del edificio en el instituto.

“Nuestra filosofía detrás de nuestras exposiciones es hacer que la ciencia real sea accesible a través de exposiciones prácticas y atractivas”, dijo el Dr. Das. “Desde el punto de vista educativo, sabíamos que el concepto de vías funcionales debía ser un aspecto importante de la ciencia del cerebro que se abordaba en la exposición, y la difusión de imágenes tensores llega al corazón de la ciencia real a través de la cual los científicos tratan de entender el cableado de estas vías. Las imágenes en 2D que habíamos visto eran realmente hermosas, así que pensamos que una impresión 3D a gran escala sería perfecta como una escultura intrigante y llamativa que serviría como un enfoque de diseño único y una conexión con la investigación”.

El museo se acercó al investigador Dr. Henning U. Voss, Profesor Asociado de Física en Radiología en weill Cornell Medical College. El Dr. Voss ha llevado a cabo una década de investigación sobre el mapeo de neuronas cerebrales, utilizando resonancias magnéticas para crear tractogramas 3D de materia cerebral.

“El cerebro humano consiste en materia blanca y gris. La materia blanca del cerebro contiene fibras que conectan las áreas de materia gris del cerebro entre sí”, dijo. “Usando una resonancia magnética de un hombre de 40 años, calculamos tensores de difusión, y luego creamos los tractos de fibra de materia blanca a partir de ellos. Entregamos un modelo de superficie de los tractos de fibra a Las dimensiones directas para su procesamiento.”

El archivo de datos 3D era enorme y complejo, y su gran tamaño lo convirtió en un desafío verlo y compartirlo, y mucho menos imprimirlo en 3D.

El Dr. Das y el equipo habían planeado durante mucho tiempo imprimir en 3D el intrincado modelo 3D. Una vez que tenían los datos, se acercaron a numerosos proveedores de impresión 3D, sólo para ser rechazados.

“Todo el mundo nos dijo que era demasiado complejo manejar una impresora 3D”, dijo Donna Claiborne, Gerente de Proyectos de Exhibición en the Franklin Institute. “Nos sorprendió porque todo lo que sabíamos sobre la impresión 3D decía que era bueno con formas complejas”.

Y el modelo era muy complejo. Cada patrón de materia blanca fue descrito como un “hilo”, y tenía alrededor de 2.000 hebras en los datos. Pero la aparente belleza creada por las complejas hebras estaba causando que la modelo fuera rechazada.

El equipo del Instituto Franklin seguía buscando un experto en impresión 3D que aceptara el desafío. Finalmente aterrizaron en Direct Dimensions of Owing Mills, MD. El equipo allí, encabezado por el CEO Michael Raphael, ha estado avanzando en escaneo 3D, captura y digitalización durante 20 años y tiene un experto del personal en cada forma de 3D. Su director artístico, Harry Abramson, cogió un vistazo y sabía lo que se necesitaría para completar el proyecto.

“Contamos con una amplia trayectoria trabajando con formas extremadamente complejas para la impresión 3D y la fabricación de arte digital. Sabía que podíamos hacerlo, ¡la pregunta era si podíamos hacerlo con presupuesto!”, dijo Harry.

Harry se puso en contacto con su antiguo socio de impresión 3D, Jason Dickman, presidente de American Precision Printing (APP), una oficina de servicio de impresión 3D ubicada en Tulsa, OK. “Para un objeto tan complejo y frágil en diseño, SLS de 3D Systems fue la única opción. Llamé a Jason y repasamos las limitaciones de tamaño del sobre de construcción, el volumen del objeto y nuestro tiempo de entrega, y muy rápidamente tenía un precio y su garantía de que podían construir el cerebro siempre y cuando pudiéramos preparar los archivos. Lo que nos faltaba presupuesto, lo inventamos teniendo un largo plazo de ejecución, ¡así que el proyecto estaba en marcha!”

“Afortunadamente, el Dr. Voss proporcionó un conjunto de datos increíble para empezar. Con el fin de imprimir esto a gran escala, cada uno de los miles de modelos de hebra tendría que ser fusionado para crear un modelo de cerebro único que luego podría ser cortado en partes imprimibles que caben en el sobre de construcción. Todo el modelo necesitaría entonces modificaciones de ingeniería y diseño para garantizar que pudiera montarse con precisión y apoyarse en su montaje personalizado.”

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En última instancia, tomó semanas de trabajo agotador para preparar este archivo para app. “Este trabajo requirió un técnico altamente calificado con la disposición correcta. Sin los recursos humanos adecuados, este proyecto nunca habría sucedido”, dijo Harry. “Con unas 2.000 hebras para resolver, era una tarea de proporciones inmensas. Alucinante de hecho.”

La tecnología SLS de 3D Systems utiliza capas de polvo de plástico que se fusionan en una definición 3D mediante potentes láseres de CO2. Los materiales son lo suficientemente robustos para usos aeroespaciales y automotrices generalizados, por lo que sabían que sería perfecto para este proyecto.

El equipo de Direct Dimensions trabajó en la reducción de los datos 3D en piezas que podrían imprimirse dentro de las limitaciones de tamaño del sistema SLS. Una vez que los datos rediseñados fueron recibidos de Direct Dimensions, el equipo de APP se puso a trabajar creando piezas del modelo que serían imprimibles en la máquina sProHD 60 SLS en las instalaciones de Tulsa.

“El principal desafío de mi lado fue que el modelo mide 26 pulgadas de largo, mis máquinas SLS están limitadas a un tamaño de construcción de 18 pulgadas”, dijo Jason en APP. “Tendríamos que construir, mapear y ensamblar 10 piezas abstractas en una sola pieza”.

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El equipo de APP utilizó 20-22 horas para que cada compilación se completara. Una vez que salieron de la impresora, el equipo comenzó a mapear y ensamblar las piezas en el modelo terminado. A pesar de la extensa reingeniería de los datos 3D, todavía había una serie de hebras no separadas que tenían que ser ensambladas.

“Fue mucho trabajo para todos los equipos, pero todos sabíamos desde la primera parte que esto iba a ser impresionante”, dijo Jason. “Es un ejemplo perfecto del poder de la impresión 3D y nos alegramos de ser parte de algo tan poderoso”.”

La pieza, montada en una caja de Plexiglas con iluminación debajo del modelo impreso en 3D, forma una impresionante pieza central para una de las galerías de exposiciones.

“Realmente se ha convertido en una de las piezas icónicas de la exposición. Su pura belleza estética te quita el aliento y transforma el espacio expositivo”, dijo el Dr. Das. “El hecho de que provena de datos reales añade un nivel de autenticidad a la ciencia que estamos presentando. Pero incluso si no entiendes muy bien lo que muestra, captura una sensación de complejidad delicada que evoca una sensación de asombro sobre el cerebro”.

El Dr. Voss dijo: “El modelo impreso en 3D es impresionante y supera por completo incluso mis expectativas más optimistas. Este fue un proyecto fantástico con un increíble equipo de personas que lo hicieron unirse”.

Great Pagoda, Kew, regresa a la gloria del siglo XVIII con la ayuda de 3D Systems

Producto: Impresión SLS
Industria: Diseño y Arte

La restauración es una empresa importante. Más allá del cuidado minucioso esencial para preservar y estabilizar las estructuras históricas, la restauración incluye una gran cantidad de investigación y planificación para devolver las reliquias a un estado conocido o asumido con la mayor integridad posible.

Cuando los Palacios Reales Históricos (HRP) en el Reino Unido comenzaron su compromiso de restaurar la Gran Pagoda, Kew, se enfrentó a algunos desafíos monumentales. Varios elementos clave de diseño del edificio original se habían perdido en la historia, y reemplazarlos rápidamente resultó desafiante en términos de costo, logística y diseño. Sin embargo, al aportar las tecnologías y la experiencia de la fabricación bajo demanda de sistemas 3D a este proyecto, este esfuerzo se hizo no sólo manejable, sino eficiente.

Utilizando un flujo de trabajo de escaneo a CAD con fabricación selectiva de sinterización láser (SLS), el equipo de fabricación de sistemas 3D bajo demanda proporcionó accesorios duraderos y repetibles para el esfuerzo de restauración de HRP. Lejos de ser un proceso práctico, el equipo contribuyó con muchas horas de ingeniería front-end y acabado back-end para proporcionar una experiencia de diseño y fabricación de servicio completo de alta calidad.

Patrimonio de la Humanidad de la UNESCO

Aunque la opinión popular del rey Jorge III puede estar dividida, no se puede negar el impacto de sus 59 años de reinado. Más allá de los innumerables volúmenes de extensos estudios y películas sobre su vida y su gobierno, su legado está impregnado de la tierra misma de las tierras que gobernó, particularmente en el Real Jardín Botánico de Kew. Declarado Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO, los jardines albergan La Gran Pagoda, una llamativa estructura de 163 pies encargada en 1761 y construida al estilo chinoiserie adornado y muy de moda.

En los años posteriores a la presentación de la pagoda, atrajo a multitudes de turistas que llegaron a maravillarse con sus detalles exóticos y llamativos. El centro de todas las conversaciones fueron los 80 dragones de madera pintados que adornaban las esquinas octogonales de cada nivel sucesivo.

La charla de la ciudad durante más de veinte años, los dragones kew fueron retirados en la década de 1780 para acomodar las reparaciones del techo a la pagoda y nunca fueron reemplazados. Aunque los rumores alegan que los dragones sirvieron como pago por deudas reales de juego, los expertos creen que la madera simplemente se había podrido con el tiempo. Un tema a menudo revisitado para los conservacionistas, La Gran Pagoda finalmente está siendo devuelto a su antiguo esplendor, dragones y todo, por primera vez en más de 200 años. Como parte de un proyecto de restauración emprendido por HRP y el Real Jardín Botánico de Kew, este lote de dragones está diseñado para soportar la prueba del tiempo con especial refuerzo por tecnología moderna.

Calidad apta para un rey

A medida que HRP comenzó a explorar metodologías para reemplazar a los dragones, se enfrentó a un dilema: no sólo los reemplazos de madera invitarían al mismo problema de longevidad que antes, sino que la pagoda no había apoyado el peso de los dragones durante dos siglos. “Uno de los aspectos más desafiantes de este proyecto fue minimizar el impacto impuesto por tantos dragones en este edificio catalogado de grado uno”, dijo Craig Hatto, Director del Proyecto en Historic Royal Palaces. Preocupado de que la estructura envejecida pueda responder mal a la reintroducción repentina de 80 adornos a gran escala de peso completo, HRP quería explorar una alternativa de peso más ligero para ayudar a garantizar una instalación exitosa y sin incidentes. Junto con estas consideraciones prácticas estaban las cuestiones igualmente válidas del tiempo y los costos asociados con los materiales y procesos tradicionales.

HRP estaba buscando una solución de restauración que respondiera a las preocupaciones de calidad, peso, tiempo y costos inherentes al proyecto. Al buscar un proveedor capaz de cumplir con todos los aspectos, HRP pidió a 3D Systems que presentara una licitación competitiva, que posteriormente ganó sobre la base de poder proporcionar la experiencia, tecnología, calidad y escalabilidad necesarias para cumplir con el proyecto.

Diseñar los dragones

Los dragones de Kew fueron traídos a la vida como un esfuerzo de colaboración entre dos conjuntos de diseñadores especializados. La apariencia exterior de los dragones fue recreada por HRP utilizando la escasa información histórica disponible para lograr la representación más precisa posible. Una vez diseñado, un prototipo de dragón fue tallado en madera para permitir el flujo de trabajo de fabricación digital que siguió, emprendido por el segundo equipo de diseño e ingeniería de 3D Systems. Otros siete dragones de madera fueron tallados para adornar el primer nivel de la pagoda, dejando 72 para ser creados usando la impresión SLS.

Utilizando un flujo de trabajo de ingeniería inversa y un FARO® Design ScanArm, el dragón de madera tallada fue escaneado en un entorno de diseño 3D que permitiría a 3D Systems abordar las preocupaciones de HRP con respecto al peso. Los expertos en diseño de 3D Systems utilizaron una variedad de software, incluyendo Geomagic® Design X™ para realizar ingeniería inversa de los datos de escaneo en CAD y vaciar los datos de escaneo a un espesor controlado, preservando tanto los detalles exteriores como la integridad estructural en el proceso.

Cuando se combinaba con los intrincados exteriores de los maestros cortados a mano, la geometría hueca resultante era demasiado compleja para ser fabricada tradicionalmente y requería fabricación aditiva para la producción. El uso de un flujo de trabajo de fabricación digital también permitió a 3D Systems escalar sin problemas los dragones para lograr un tamaño ligeramente diferente para los niveles dos a diez de la pagoda. En total, se prepararon 18 diseños, compuestos por nueve tamaños de dragón diferentes y una versión izquierda y derecha de cada uno.

Los ingenieros de 3D Systems incorporaron otra característica simple pero convincente en cada uno de los diseños de dragones mediante la adición de características de montaje integradas directamente en los archivos CAD. Estos diseños constituían parte de los diseños de construcción de los dragones, y fueron ideados e implementados por el equipo de fabricación bajo demanda de 3D Systems en estrecha colaboración con Hockley &dawson, el otro equipo de ingeniería líder en el proyecto. Debido a la mecánica necesaria para el refuerzo y el montaje, cada una de las 18 variaciones del dragón requirió atención individual y trabajo de diseño.

“Los dragones finales son esencialmente una copia perfecta del original, pero han sido mejorados de una manera que es invisible para el observador”, dijo Nick Lewis, Gerente General de fabricación de sistemas 3D bajo demanda en el Reino Unido. “Diseñamos elementos internos para un proceso de montaje seguro, pero los diseñamos de tal manera que estén completamente ocultos para que no haya tuercas, pernos o rastros de construcción visibles.”

Beneficios ocultos de la fabricación aditiva

Aprovechando la capacidad de diseño para la fabricación aditiva, el equipo de fabricación bajo demanda de 3D Systems incorporó una serie de tornillos, roscas y cubiertas que siguen la forma exacta de los dragones a lo largo de la columna vertebral. “Las estructuras finales que entregamos aprovechan el valor único que se puede extraer del proceso aditivo”, dijo Lewis. “La ingeniería de esta manera es una práctica común para nosotros, pero sigue siendo milagrosa para nuestros clientes. El factor sorpresa hace que sea divertido de revelar, pero para mí se trata de ser ingenioso y resolver problemas de manera más efectiva y eficiente, lo que es un beneficio central del uso de nuestra tecnología”.

La experiencia en ingeniería de 3D Systems está integrada en cada una de las 18 versiones diferentes de los dragones que fueron impresos sls. Como señala el gerente regional de ventas de fabricación bajo demanda de 3D Systems On Demand, Simon Hammond, la capacidad de combinar la precisión con la variedad es un beneficio constante del uso de fabricación aditiva para la producción. “Muchas horas de cuidadoso trabajo de ingeniería se pusieron en los diseños finales, pero mediante el uso de un flujo de trabajo digital con cad 3D e impresión 3D, somos capaces de adelantar la inversión en tiempo”, dice Hammond. “Una vez listos los archivos finales, podríamos lanzarnos a la producción con 18 resultados diferentes sin 18 conjuntos de herramientas y moldes. Diseñar y fabricar el mismo resultado con un buen costo y un momento sensato sería un desafío para cualquier otro proceso”.

Después del escaneo y diseño 3D, los primeros prototipos de los dragones fueron impresos para su análisis y pruebas para asegurar que los diseños finales fueron construidos de acuerdo con los estrictos requisitos de la construcción moderna.

A lo largo de este proceso, 3D Systems trabajó diligentemente para cumplir con los requisitos estéticos del cliente mientras cumplía con todos los requisitos técnicos de los constructores. Estas consideraciones entraron en juego cuando los ingenieros de 3D Systems determinaron cómo dividir mejor los modelos SLS para imprimir, así como colocar y ocultar las diversas tapas y cierres para el montaje.

Producción de impresión 3D para restauración histórica

Los equipos de fabricación bajo demanda de 3D Systems en el Reino Unido y los Países Bajos imprimieron los dragones utilizando la tecnología SLS. Debido a la gran escala de los dragones, cada uno con dimensiones finales en el rango de 1,2 – 2 metros, 3D Systems sPro® 230 máquinas SLS fueron elegidas para la tarea. Con un volumen máximo de construcción de 550 mm x 550 mm x 750 mm, el sPro 230 permitió producir los dragones en un bajo número de piezas grandes que fueron montadas por expertos por el equipo de 3D Systems.

Los dragones fueron impresos en 3D en DuraForm® PA, un material de nylon poliamida 12 duradero capaz de producir un aspecto y una sensación comparables a los dragones originales. La resolución y las propiedades mecánicas de DuraForm PA lo convierten en un candidato ideal para piezas complejas con paredes delgadas o requisitos de ajuste rápido. En el caso de los dragones Kew, estas características se adaptaban tanto al requisito de funcionalidad de instalación como a los requisitos cosméticos de la restauración histórica. Una vez impresos, los dragones fueron terminados y pintados a mano en el Reino Unido por el departamento de acabado 3D Systems High Wycombe. El equipo de 3D Systems también pintó los dragones de madera finales para garantizar la consistencia visual en todo el proyecto.

“3D Systems se siente muy honrado de haber sido seleccionado para este proyecto”, dijo Lewis. “Además de la rara oportunidad de ayudar a restaurar un hito cultural e histórico, este proyecto muestra el elemento extremo de lo que hacemos. Nuestra experiencia va mucho más allá de la impresión 3D y pudimos ofrecer orientación en múltiples etapas de esta restauración, desde ingeniería y producción escalable hasta acabado”.

La gran revelación

Después de permanecer 200 años sin su ornamentación adecuada, La Gran Pagoda, Kew, finalmente será restaurada para atraer multitudes curiosas una vez más. “A lo largo de las décadas, muchos han intentado y no han podido recrear a los dragones perdidos en Kew, lo que ahora sólo ha sido posible gracias al uso innovador de la impresión 3D”, dice Hatto. “El equipo especializado desarrolló una solución innovadora, ligera y duradera, que en última instancia nos ha permitido devolver estos iconos perdidos a este preciado edificio real. Los dragones pueden ocupar el lugar que les corresponde dentro de este Patrimonio de la Humanidad de la UNESCO y volver a formar parte del horizonte de Londres durante muchos años”.

Ya sea que esté buscando ingeniería inversa completa y servicios de fabricación de bajo volumen o necesite piezas impresas 3D de giro rápido, prototipos avanzados o modelos de apariencia, 3D Systems On Demand Manufacturing puede ayudar. Las tecnologías incluyen una amplia gama de tecnología de impresión 3D y experiencia en acabados, así como herramientas convencionales cnc, fundición de uretano e inyección.

Node-Audio evoluciona el sonido Hi-Fi con altavoces impresos en 3D

Producto: Impresión SLS
Industria: Productos de consumo

Casi todas las piezas de equipos de alta fidelidad (hi-fi) buscan reclamar calidad de sonido de rendimiento en vivo, sin embargo, muchos de estos productos se fabrican de forma muy similar a sus contrapartes de altavoces de caja. El altavoz HYLIXA de Node-Audio representa un verdadero avance de la industria de salida y alta fidelidad, hecho posible mediante el uso de la impresión 3D de sinterización selectiva por láser (SLS) para producir una estructura de gabinete compleja y distintiva. Según David Evans, diseñador industrial y cofundador de Node, este nuevo y revolucionario altavoz no sólo fue producido con impresión 3D; se inspiró en las capacidades de fabricación aditiva hace posible.

Aprovechar la oportunidad para crear un producto de alto valor

Los diseñadores industriales Ashley May y David Evans entraron en el mundo de la alta fidelidad porque vieron la oportunidad de hacer algo que nunca se había hecho. Con acceso a una impresora 3D 3D 3D de 3D Systems SLS en sus instalaciones de producción, juntan sus cabezas para idear un producto de alto valor y alto rendimiento que se aprovechó del proceso aditivo.

“Fue como un nuevo comienzo para nosotros como diseñadores”, dice Evans. “Siempre hemos sabido diseñar las cosas para que pudieran fabricarse de una manera particular, mientras que este tipo de tiró todo por la ventana y abrió nuestra imaginación a lo que era posible”.

SLS, o sinterización selectiva por láser, es una tecnología de fabricación aditiva que fusiona materiales en polvo en un estilo de construcción auto compatible. Debido a este proceso de fabricación capa por capa, es posible lograr componentes mucho más complejos y de forma orgánica de lo que permiten los métodos de fabricación convencionales.

Uso de simulaciones de sonido 3D para iterar el diseño ideal

Con el componente de diseño industrial bajo control, Evans y May solicitaron la ayuda de un ingeniero acústico para guiar el desarrollo técnico de un nuevo altavoz. Su visión era crear un altavoz que produjera una calidad de audio que rivalizara con una experiencia en vivo, con una estética hermosa y escultórica.

El proceso de desarrollo comenzó con diseños 3D de Evans y May que luego se ejecutaron a través de software especializado de simulación de audio 3D para informar la siguiente iteración. A medida que la salida de simulación comenzó a confirmar el sonido de siguiente nivel que el equipo buscaba, comenzaron a crear prototipos y perfeccionarse aún más, hasta que finalmente llegaron al producto insignia de Node, HYLIXA.

Los altavoces HYLIXA cuentan con un gabinete cónico con una línea de transmisión helicoidal pendiente de patente que gira en espiral durante 1,6 metros alrededor del interior del gabinete. Esta línea es alimentada por un controlador de graves dedicado y libera el sonido a través de una ventilación circular alrededor de la mitad y el tweeter. Debido a que el gabinete redondeado está diseñado y fabricado como una sola pieza, no hay bordes para producir difracción (una interrupción de la precisión del sonido). Esto se traduce en un recorrido de sonido suave y una experiencia auditiva mejorada. Según una reseña en el sitio web de equipo de música de alta fidelidad The Ear, “el [más complejo] que obtiene la música, mejores sonidos [HYLIXA], que es lo contrario de lo que se obtiene con la mayoría de los altavoces.”

HYLIXA loud speakers by Node Audio

Maximizar la tecnología en diseño y producción

La producción y la creación de prototipos para los altavoces HYLIXA se realizan en una impresora 3D Systems sPro™ 60 SLS. Los altavoces, que se venden en un conjunto de dos, se imprimen por separado dentro del volumen de construcción de 381 mm x 330 mm x 460 mm de la impresora. Evans dice que el equipo maximiza cada construcción anidando los otros componentes dentro del gabinete de altavoces.

Los componentes de deflector frontal y de gabinete de HYLIXA están impresos en DuraForm® GF, un plástico de ingeniería lleno de vidrio que ofrece un excelente acabado superficial que es mecanizable y pintable. Como pieza principal de los altavoces, Node coloca los gabinetes HYLIXA a través de un régimen metódico de postprocesamiento para evacuar todo el material de las piezas y preparar las superficies para cualquier acabado que el cliente solicite.

“Aprendimos a través del proceso de creación de prototipos que DuraForm GF realmente funcionó muy bien acústicamente”, dice Evans. “Tiene casi una calidad cerámica al tacto, lo que nos ayudó tanto estructural como sónicamente. Como diseñadores, podríamos explotar libremente la producción slS para crear la estructura interna, pero también diseñar algo que se viera tan hermoso como suena”.

“Cada componente que imprimimos en 3D, lo hemos hecho por una razón”, dice Evans. “Hemos utilizado la tecnología para beneficiar al producto de una manera u otra, y hemos presionado para llevar todo al límite absoluto”.

Close up of SLS produced loud speaker HYLIXA

Recepción en la industria y productos futuros

Después de lanzar HYLIXA en 2019, Node envió varios pares de altavoces a expertos de la industria de alta fidelidad por su toma imparcial. Además de descripciones como “radical”, “inusual” y “seductor”, la publicación Hi-Fi+ elogia a los altavoces por “un sonido casi increíble “fuera de la caja” con “un rango dinámico excepcional”.

“Los comentarios han sido incluso mejores de lo que esperábamos, para ser honestos”, dijo Evans. Habiendo ganado credibilidad dentro de la industria, Node tiene más en la manga y está buscando crecer. Evans dice que lo que está por venir sigue siendo “muy secreto” en este momento, pero Node sigue comprometido con su proceso. La impresión 3D será una parte integral de la estrategia de la empresa para diferenciarse haciendo cosas que no se han hecho antes.

Conoce más de este caso de éxito aquí.

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