Impresora 3D puede verse a sí misma fabricando objetos

Con los sistemas de impresión de inyección de tinta 3D, los ingenieros pueden fabricar estructuras híbridas que tienen componentes blandos y rígidos, como pinzas robóticas, que son lo suficientemente fuertes para agarrar objetos pesados pero lo suficientemente suaves para interactuar de forma segura con los humanos.

Estos sistemas de impresión 3D multimaterial utilizan miles de boquillas para depositar pequeñas gotas de resina, que se alisan con un raspador o un rodillo y se curan con luz ultravioleta. Pero el proceso de alisado podría aplastar o manchar las resinas que curan lentamente, limitando los tipos de materiales que se pueden utilizar.

Investigadores del MIT, Inkbit, una empresa derivada del MIT, y ETH Zurich han desarrollado un nuevo sistema de impresión de inyección de tinta 3D que funciona con una gama mucho más amplia de materiales. Su impresora utiliza visión por computadora para escanear automáticamente la superficie de impresión 3D y ajustar la cantidad de resina que deposita cada boquilla en tiempo real para garantizar que ninguna área tenga demasiado o muy poco material.

Al no requerir piezas mecánicas para alisar la resina, este sistema sin contacto trabaja con materiales que curan más lentamente que los acrilatos que se utilizan tradicionalmente en la impresión 3D. Algunas químicas de materiales de curado más lento pueden ofrecer un rendimiento mejorado con respecto a los acrilatos, como mayor elasticidad, durabilidad o longevidad.

Además, el sistema automático realiza ajustes sin detener ni ralentizar el proceso de impresión, lo que hace que esta impresora de producción sea aproximadamente 660 veces más rápida que un sistema de impresión de inyección de tinta 3D comparable.

Los investigadores utilizaron esta impresora para crear dispositivos robóticos complejos que combinan materiales blandos y rígidos. Por ejemplo, fabricaron una pinza robótica completamente impresa en 3D con la forma de una mano humana y controlada por un conjunto de tendones reforzados, pero flexibles.

“Nuestra idea clave aquí fue desarrollar un sistema de visión artificial y un circuito de retroalimentación completamente activo. Esto es casi como dotar a una impresora de un par de ojos y un cerebro, donde los ojos observan lo que se está imprimiendo, y luego el cerebro de la máquina le indica lo que debe imprimirse a continuación”, dice el coautor Wojciech Matusik. , profesor de ingeniería eléctrica e informática en el MIT que dirige el Grupo de Fabricación y Diseño Computacional dentro del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial del MIT (CSAIL).

En el artículo lo acompañan el autor principal Thomas Buchner, estudiante de doctorado en ETH Zurich, el coautor correspondiente Robert Katzschmann, PhD '18, profesor asistente de robótica que dirige el Laboratorio de Robótica Suave en ETH Zurich; así como otros en ETH Zurich e Inkbit. La investigación aparece en un nuevo artículo de Nature.