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Y han afirmado que la nueva t茅cnica, llamada impresi贸n de metal l铆quido (LMP), podr铆a encontrar uso en aplicaciones arquitect贸nicas y de construcci贸n.

Skylar Tibbits, profesor asociado del Departamento de Arquitectura del MIT y autor principal de un sobre la t茅cnica, dijo a Construction Briefing : 鈥淎rquitect贸nicamente, estamos interesados en cualquier estructura de aluminio, desde la fachada exterior, las ventanas y las mamparas, hasta los detalles exteriores como barandillas, soportes y componentes, as铆 como los detalles interiores como estantes, mamparas y muebles.

鈥淓l aluminio se utiliza mucho en arquitectura porque es ligero, reciclable y f谩cil de trabajar. Probablemente no fabricar铆amos componentes estructurales ni refuerzos de varillas de refuerzo porque no imprimimos con acero, pero esa podr铆a ser una posibilidad en el futuro鈥�.

La fabricaci贸n aditiva mediante LMP consiste en depositar aluminio fundido a lo largo de una trayectoria predefinida en un lecho de peque帽as perlas de vidrio. El metal se endurece formando una estructura tridimensional en un proceso que, seg煤n los investigadores, es diez veces m谩s r谩pido que los procesos de fabricaci贸n aditiva comparables.

La estructura 3D creada en el proceso de impresi贸n es lo suficientemente duradera como para soportar el mecanizado posterior a la impresi贸n, como el fresado y el taladrado.

Los investigadores detr谩s del proceso dijeron en el que dentro de la arquitectura y la construcci贸n, la fabricaci贸n aditiva por arco de soldadura es una de las 煤nicas t茅cnicas aditivas de metal con la capacidad de producir piezas a gran escala y que este proceso est谩 limitado por las lentas velocidades de impresi贸n.

Pero esto implica un equilibrio.

Si bien LMP permite una impresi贸n a mayor escala, con componentes de impresi贸n m谩s grandes que los que normalmente se fabrican con t茅cnicas aditivas m谩s lentas, no puede lograr resoluciones tan altas.

El proceso de impresi贸n de metal l铆quido implica depositar aluminio fundido a lo largo de una trayectoria predefinida en un lecho de peque帽as perlas de vidrio (Imagen: MIT Self-Assembly Lab)

Esto dificulta la adici贸n de detalles finos. Pero los investigadores del MIT argumentaron que esto a煤n lo hac铆a adecuado para algunas aplicaciones de construcci贸n. En el art铆culo, dijeron: "La impresi贸n de metal l铆quido es conceptualmente similar a la fundici贸n de forma libre, donde se funde una gran cantidad de metal y se dispensa r谩pidamente a lo largo de una trayectoria de herramienta predefinida para producir una forma 3D.

鈥淓l sector de la construcci贸n representa aproximadamente un tercio de las emisiones mundiales de energ铆a y procesos. Entre los materiales que se producen en m谩s de un mill贸n de toneladas al a帽o, la gran mayor铆a se utilizan para fines estructurales, incluidos el hormig贸n, el acero y el aluminio鈥�.

Argumentaron que esto significa que la vida 煤til de un material necesita una 鈥渃onsideraci贸n sustancial鈥� y que la impresi贸n 3D en aluminio podr铆a ofrecer beneficios ambientales debido a la 鈥渞etenci贸n de metal potencialmente alta entre la fundici贸n y la refundici贸n en su reciclaje鈥�.

Ventajas sobre WAAM

El profesor Tibbits afirm贸: 鈥淪e trata de una direcci贸n completamente diferente en nuestra forma de pensar sobre la fabricaci贸n de metales, que tiene algunas ventajas enormes, pero tambi茅n tiene desventajas. Pero la mayor parte de nuestro mundo construido (las cosas que nos rodean, como mesas, sillas y edificios) no necesita una resoluci贸n extremadamente alta. La velocidad y la escala, y tambi茅n la repetibilidad y el consumo de energ铆a, son m茅tricas importantes鈥�.

Los investigadores tambi茅n afirmaron que la nueva t茅cnica tiene una ventaja sobre la fabricaci贸n aditiva por arco de alambre (WAAM), , y que permite la producci贸n de estructuras grandes y de baja resoluci贸n.

Dijeron que mientras que las estructuras WAAM pueden ser propensas a agrietarse y deformarse porque algunas partes deben volver a fundirse durante el proceso de construcci贸n, LMP mantiene el material fundido durante todo el proceso, evitando algunos de esos problemas estructurales.

C贸mo funciona

El proceso LMP permite imprimir geometr铆as complejas, como la espiral que se ve aqu铆. (Imagen: Laboratorio de autoensamblaje del MIT)

El proceso LMP consiste en depositar piezas de aluminio del tama帽o de una barra de pan en un horno el茅ctrico y calentarlas a 700 掳C. El aluminio se mantiene en un crisol de grafito y se introduce a trav茅s de una boquilla de cer谩mica en una plataforma de impresi贸n siguiendo una trayectoria preestablecida. Pero al inyectar el material fundido en una sustancia granular, los investigadores no necesitan soportes de impresi贸n para sostener la estructura a medida que toma forma.

El autor principal, Zain Karsan, que ahora es estudiante de doctorado en la ETH de Z煤rich, a帽adi贸: 鈥淣uestra velocidad de procesamiento es muy alta, pero tambi茅n es muy dif铆cil de controlar. Es m谩s o menos como abrir un grifo. Hay que fundir un gran volumen de material, lo que lleva algo de tiempo, pero una vez que se funde, es como abrir un grifo. Eso nos permite imprimir estas geometr铆as muy r谩pidamente鈥�.

A medida que desarrollan la tecnolog铆a, los investigadores quieren permitir un calentamiento m谩s consistente en la boquilla para evitar que el material se pegue y tambi茅n lograr un mejor control sobre el flujo de material fundido.