Fabricación Aditivo – El Método Voxel

Aditivo Manufacturing Voxel MétodoAsí comenta Maltesh Somasekharappa algunas reflexiones sobre el método Voxel de impresión en 3D (en lugar de FDM, SLM, SL o incluso LS):  El método de impresión 3D, Voxel está todavía en su infancia, pero muestra una gran promesa para aumentar la velocidad de impresión, especialmente para los metales de impresión, donde las velocidades son notoriamente lentos y pueden ser tan bajas como unos pocos centímetros cúbicos por hora. Desde mi propia experiencia puedo ver que la impresión en 3d Voxel, se está convirtiéndo en un proceso central para los métodos de impresión 3D híbridos, para aumentar la velocidad. Por ejemplo, para estructuras complejas con interiores de celosía, la red interna del componente sería un excelente candidato para la impresión en 3d Vóxel,  esencialmente reducir el tiempo para imprimir (minutos contra horas), mientras que los bordes de mayor resolución se puede lograr utilizando una fusión por proceso láser.

Sin embargo, vamos a empezar por el principio, con una definición: Un voxel es un píxel 3-dimensional. Su nombre oficial es elemento de imagen volumétrica. Puesto que no hay dimensión definida o la forma de un voxel, cualquier objeto que tenga repetibilidad en su uso, para hacer que un objeto de mayor tamaño puede ser categorizado como un voxel.

Como un ejemplo básico – imaginemos los bloques de Lego. Son “voxels” en una forma muy simple que se utilizan en la vida cotidiana. Ellos tienen una forma y un tamaño definido y pueden ser apilados unos sobre otros y/o al lado de la otra para hacer que en última instancia una nueva forma. Un voxel puede venir en forma de un cuadrado, rectángulo, diamante, esfera, cubo, triángulo, el octaedro y de cualquier otra forma, siempre y cuando se ajuste a la norma principal de repetibilidad.

Aditivo Manufacturing Voxel MétodoComo cuestión de hecho, toda la materia está fundamentalmente construida de voxels si se considera en términos de destinta, repitiendo periódicamente regiones. Al crear digitalmente un modelo voxel es un principio similar a la creación de un byte digital en binario – 0 o 1. Al igual que en la existencia de cada voxel dentro del sólido debe ser definida como presente o ausente.

Con losVoxels se pueden lograr algunas ventajas inherentes:

  1. Tome el caso simple de LEGO. Los niños que juegan con ella debe tener una precisión de más o menos 1 mm de lado la colocación de la precisión del montaje. Pero lo que finalmente consiguen es una estructura que tiene una precisión de hasta 5 nanómetros. El resultado final es un objeto más preciso que el fabricante que lo creó.
  2. Auto alineación es la segunda ventaja. Debido a su estructura geométrica, los elementos de imagen volumétrica se auto-alinean siempre y cuando se coloquen en la dirección correcta y dentro de una cierta distancia de su posición final. Por lo tanto la precisión de la parte final sólo depende de las tolerancias de los elementos de la imagen volumétrica.
  3. Las partes digitales son perfectamente repetibles sin pérdida de información 3D a través de repeticiones posteriores – esto hace que el diseño sea mucho más fácil. Además al escalar el voxel a diferentes tamaños se asegura la coherencia en el diseño. También ayuda a minimizar los errores. Por ejemplo, si hay un gran número de voxels que componen la pieza acabada, la precisión global de los aumentos de los errores aleatorios como parte de los voxels individuales tienden a cancelarse.
  4. Los Voxels pueden ser pre-fabricados de diferentes tamaños, con el sistema único de impresión 3D, que garantiza que el proceso binario, (on/off), de la exactitud de la colocación. Esto nos lleva a otra de las ventajas: múltiples materiales. De esta manera, uno puede asegurarse de que el flujo de voxels es tal que las combinaciones improbables de materiales son posibles, tales como metales de alto punto de fusión y polímeros de bajo punto de fusión, cuyas propiedades de procesamiento inicial son incompatibles entre sí.
  5. Y, por último, junto con varios materiales, se puede llevar en voxels inteligentes. A través de la prefabricación, voxels pueden también ser pre-cargado con componentes activos simples, tales como transistores, la energía fotovoltaica, microválvulas y otros sensores y actuadores, abriendo así la puerta a la fabricación de sistemas integrados complejos y funcionales.

Pero con cada proceso de fabricación hay desventajas inherentes también:

  1. Una resolución finita conduce a una pérdida de generalidad en la forma que se puede fabricar. Aún no es posible utilizar diferentes vóxeles de resolución dentro del mismo proceso y por lo tanto la resolución final depende de la elección que se hace inicialmente.
  2. El proceso binario puede ser dolorosamente lento si los voxels son complicados. Voxels cúbicos o un triángulo simples pueden traer en la velocidad, pero no siempre se puede llevar en alta resolución. El equilibrio es importante.

Próximamente se explicará que dificultades prácticas existen en de la utilización del mecanismo de impresión Voxel, que actualmente se está usando y cómo la investigación y el desarrollo sostenido de  la impresión voxel será ideal para la impresión en objetos 3D electrónicos y smart.

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