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UMaine Composites Center recibe tres Récords Guinness relacionados con la mayor impresora 3D

3Dirigo: el barco impreso en 3D más grande del mundo

Redacción Interempresas05/01/2021
El barco patrulla de la Marina de EE UU 3Dirigo presume de dos Récords Guiness Mundiales: ser el barco impreso en 3D más grande del mundo y, además, el objeto impreso en 3D más grande del mundo. El barco, de 7,62 m de largo y 2.268 kg de peso, fue impreso en 72 horas por la impresora 3D más grande del mundo. El centro responsable de su fabricación, el Centro de Estructuras y Compuestos Avanzados de la Universidad de Maine, recibió además un tercer Guinness por el mayor prototipo de impresora 3D de polímeros del mundo, sumando así tres récords mundiales por el mismo barco.

3Dirigo superó todas las pruebas en el Laboratorio de Ingeniería Oceánica Alfond W2, una instalación de ensayos de modelos offshore equipada con una máquina de viento de alto rendimiento sobre olas multidireccionales.

El mayor barco impreso en 3D fue presentado en un acto que contó con más de 250 asistentes entre altos funcionarios federales y estatales, ejecutivos y miembros de la Universidad de Maine. “Estuve encantada de unirme a la celebración de UMaine que dio a conocer la mayor impresora 3D del mundo y el mayor objeto impreso en 3D”, dijo la senadora Susan Collins. “El futuro del Centro de Compuestos es brillante, gracias a la excelente relación de trabajo entre UMaine, el Laboratorio Nacional de Oak Ridge y muchas otras agencias federales, que apoyarán la próxima generación de fabricación aditiva a gran escala con termoplásticos de base biológica”.

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El barco impreso en 3D más grande del mundo, un barco patrulla de la Marina de 5.000 libras y 25', en el Laboratorio de Ingeniería Oceánica Alfond W2 con los senadores Collins, King, el congresista Golden, Valri Lightner (director de la Oficina de Fabricación Avanzada del Departamento de Energía de los Estados Unidos) el presidente de UMaine Joan Ferrini-Mundy, y Habib Dagher a bordo. Foto: The University of Maine.

“Maine es el estado más boscoso de la nación, y ahora tenemos una impresora 3D lo suficientemente grande para hacer uso de este abundante recurso”, dijo el senador Angus King. “El día de hoy marca la última inversión innovadora en la economía forestal de Maine, que servirá para aumentar la sostenibilidad, avanzar en el futuro de la fabricación de productos biológicos y diversificar nuestra industria de productos forestales”.

“Como vimos hoy, el Centro de Compuestos de la Universidad de Maine hace una investigación galardonada y de vanguardia que enorgullece a Maine y traerá empleos a nuestro estado”, dijo el representante Jared Golden. “Su trabajo, como el barco y la impresora 3D que estamos aquí para ver, tiene un potencial impresionante para cambiar la forma en que hacemos las cosas con todo tipo de materiales, incluyendo la fibra de madera de Maine. Hoy se trata de tres récords mundiales Guinness, pero también de celebrar la innovación que ayudará a proteger y crear empleos bien remunerados en Maine en productos forestales y manufacturas”.

La nueva impresora 3D está diseñada para imprimir objetos de hasta 100 pies de largo (unos 30 metros) por 22 pies de ancho (6,7 metros aproximadamente) por 10 pies de alto (3 metros) y puede imprimir a 500 libras por hora (227 kilos, aproximadamente). La impresora única en su clase apoyará varias iniciativas ambiciosas, incluyendo el desarrollo de materias primas biológicas utilizando celulosa derivada de recursos madereros, y la creación rápida de prototipos de aplicaciones civiles, de defensa e infraestructura.

Una colaboración de investigación de 20 millones de dólares con el Oak Ridge National Laboratory (ORNL), el laboratorio de ciencia y energía más grande del Departamento de Energía de los Estados Unidos, apoyará la investigación fundamental en áreas técnicas clave en la fabricación aditiva biobasada a gran escala. La asociación entre UMaine y ORNL impulsará los esfuerzos para producir nuevos materiales de base biológica que permitan la impresión en 3D de grandes sistemas de gran exigencia estructural. La investigación se centrará en la producción de nanofibras de celulosa (CNF), el secado, la funcionalización y la composición con termoplásticos, aprovechando el liderazgo de UMaine en la tecnología de CNF y la investigación de la extrusión. Al colocar CNF de la madera en los termoplásticos, se pueden desarrollar sistemas de materiales reciclables bioderivados con propiedades que pueden rivalizar con los materiales tradicionales, posiblemente incluso con los metales.

“Este es un logro emocionante en nuestra asociación con la Universidad de Maine”, dijo Moe Khaleel, director asociado del laboratorio de Energía y Ciencias Ambientales de la ORNL. “Este nuevo equipo acelerará la aplicación e integración de nuestra ciencia de materiales fundamentales, la genómica de plantas y la investigación de fabricación para el desarrollo de nuevos compuestos bioderivados sostenibles, creando una oportunidad económica para la industria de productos forestales de Maine y la nación”.

Las materias primas de origen biológico son reciclables y económicas, lo que proporciona ventajas competitivas a las industrias manufactureras de Maine, incluida la construcción de barcos. El Centro de Compuestos de UMaine recibió 500.000 dólares del Instituto de Tecnología de Maine (MTI) para formar un grupo tecnológico que ayude a los constructores de barcos de Maine a explorar cómo la impresión en 3D a gran escala utilizando plásticos económicos rellenos de madera puede proporcionar a la industria una ventaja competitiva.

El grupo reúne la experiencia de los investigadores de UMaine y de los líderes de la industria marina para seguir desarrollando y comercializando la impresión en 3D en beneficio de los constructores de barcos del estado. Mediante la impresión en 3D de plásticos con un 50% de madera, los moldes y las piezas de los barcos se pueden producir mucho más rápido y son más económicos que los métodos tradicionales de hoy en día.

Para demostrar las capacidades de la nueva impresora, UMaine 3D imprimió este barco patrullero de 25 pies con una forma de casco desarrollada por Navatek, líder en diseño de barcos y socio industrial del UMaine Composites Center. El barco de 5.000 libras se imprimió en 72 horas. La impresora, con capacidad de fabricación aditiva y sustractiva precisa, permite la rápida creación de prototipos para aplicaciones civiles y de defensa.

UMaine también mostró un refugio de comunicaciones del ejército de los EE UU de 12 pies de largo con impresión en 3D. La nueva impresora apoyará los programas del Centro de Soldados del Comando de Desarrollo de Capacidades de Combate del Ejército (CCDC) y su misión de desarrollar sistemas de refugios de despliegue rápido para soldados. Otras áreas de uso incluyen aplicaciones de ocultación, refugios estructurales y materiales retardantes de fuego de alta temperatura para refugios montados en vehículos.

“La innovación que hemos presenciado aquí en la Universidad de Maine revolucionará la forma en que el Ejército diseña y fabrica refugios, vehículos y otros grandes sistemas”, dijo el Coronel Frank Moore, diputado militar del Centro de Soldados CCDC. “Los sistemas impresos en 3D, más ligeros, pero más fuertes, harán avanzar el estado del arte en la fabricación aditiva, forjando el futuro del equipo expedicionario IAW con la nueva política del Ejército sobre fabricación avanzada”.

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Una foto de la impresora 3D más grande del mundo. Foto: The University of Maine.

Trabajando con el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE UU, la impresora 3D avanzará aún más las innovadoras innovaciones de UMaine en sistemas de infraestructura de despliegue rápido y baja logística. Esto incluye un molde impreso en 3D de 5.000 libras (2.268 kg, aproximadamente) y 21 pies de largo (6,4 metros) para una nueva viga de puente compuesta de 76 pies de largo (23 metros). La viga ha sido encargada a una empresa derivada de UMaine, Advanced Infrastructure Technology, que está en el proceso de fabricación de vigas para un puente que se construirá en Hampden, Maine. Además, la rápida producción de encofrados de hormigón en el lugar es una solución potencial para las aplicaciones de construcción de infraestructuras y de resiliencia costera.

“El Centro de Investigación y Desarrollo de Ingenieros del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos (ERDC) se enorgullece de los logros alcanzados en la larga colaboración con la Universidad de Maine en materia de ingeniería militar”, dijo David Horner, director del Laboratorio de Tecnología de la Información del ERDC. “La gran capacidad de la impresora 3D apoyará en gran medida la investigación en aplicaciones tanto para la ingeniería militar como para la infraestructura nacional de obras civiles”. Esta instalación única, junto con las aplicaciones de la computación de alto rendimiento, ayudará a avanzar la capacidad de fabricación de prototipos rápidos del DoD".

Bartley Durst, director del Laboratorio Geotécnico y Estructural de ERDC, señaló “esta capacidad de producir grandes prototipos de base biológica a través de capacidades avanzadas de fabricación de aditivos de alto rendimiento proporcionará el desarrollo de tecnología crítica de soluciones en proyección de fuerza y protección de la fuerza para los combatientes de guerra de nuestra nación”.

“Prevemos que esta capacidad fomentará el desarrollo de nodos de proyección de fuerza a demanda, soluciones logísticas sobre la costa, así como capacidades de respuesta y recuperación ante desastres naturales, a nivel mundial”, dijo Durst. “Además, esta gran capacidad de impresión en 3D apoya el desarrollo de la rápida construcción de la infraestructura de transporte de emplazamiento, reparación y rehabilitación para esta necesidad crítica de nuestra naciónEl USACE ERDC espera con interés la continua y productiva asociación de colaboración con la UMaine”.

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Foto del barco impreso en 3D y un juez del récord mundial Guinness. Foto: The University of Maine.

“Nos sentimos verdaderamente honrados de trabajar con líderes de la industria de construcción de barcos de Maine, la industria de productos forestales de Maine, la industria nacional de la construcción, el Instituto de Tecnología de Maine, el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, la Oficina de Fabricación Avanzada del Departamento de Energía de los Estados Unidos, la Oficina de Investigación Naval de los Estados Unidos, el Ejército de los Estados Unidos y el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos”, dijo Habib Dagher, director ejecutivo del Centro de Estructuras Avanzadas y Compuestos de UMaine. "Con esta gran impresora, seremos capaces de acelerar la innovación y el desarrollo de prototipos tanto en el sector civil como en el militar”.

“Esta impresora 3D es el resultado de la investigación que hemos estado haciendo durante 15 años en la combinación de nano y microfibras celulósicas con materiales termoplásticos”, dijo Dagher. “Nuestro objetivo es imprimir con un 50% de productos de madera a 500 libras por hora, y lograr propiedades similares a las del aluminio. Agradecemos a nuestra delegación del congreso por su apoyo”.

 

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