{"id":23270,"date":"2024-02-26T03:00:59","date_gmt":"2024-02-26T03:00:59","guid":{"rendered":"https:\/\/domosistemas.com\/?p=23270"},"modified":"2024-02-26T03:00:59","modified_gmt":"2024-02-26T03:00:59","slug":"el-mit-modifica-una-impresora-3d-que-produce-solenoides-magneticos-para-dispositivos-electronicos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/domosistemas.com\/?p=23270","title":{"rendered":"El MIT modifica una impresora 3D que produce solenoides magn\u00e9ticos para dispositivos electr\u00f3nicos"},"content":{"rendered":"
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El Instituto Tecnol\u00f3gico de Massachussets (MIT<\/a>) ha modificado una impresora 3D multimaterial para que pueda imprimir solenoides compactos con n\u00facleo magn\u00e9tico en un solo paso, eliminando los defectos que podr\u00edan introducirse durante los procesos posteriores al montaje. Los solenoides impresos podr\u00edan permitir que los dispositivos electr\u00f3nicos cuesten menos y sean m\u00e1s f\u00e1ciles de fabricar.<\/p>\n

\"Solenoides
La impresora 3D modificada tiene la capacidad de producir solenoides tridimensionales en un solo paso colocando capas de bobinas ultrafinas de tres materiales diferentes.<\/figcaption><\/figure>\n

Esta impresora personalizada permiti\u00f3 a los investigadores producir solenoides que pod\u00edan soportar el doble de corriente el\u00e9ctrica y generar un campo magn\u00e9tico tres veces mayor que otros dispositivos impresos en 3D.<\/p>\n

Un solenoide genera un campo magn\u00e9tico cuando una corriente el\u00e9ctrica pasa a trav\u00e9s de \u00e9l. Cuando alguien toca el timbre, por ejemplo, la corriente el\u00e9ctrica fluye a trav\u00e9s de un solenoide, que genera un campo magn\u00e9tico que mueve una varilla de hierro para que suene un timbre.<\/p>\n

Los cient\u00edficos han investigado la fabricaci\u00f3n de solenoides utilizando muchos de los mismos procesos que se utilizan para fabricar chips semiconductores. Pero estas t\u00e9cnicas limitan el tama\u00f1o y la forma de los solenoides, lo que dificulta el rendimiento.<\/p>\n

Impresi\u00f3n de tres materiales<\/h2>\n

Con la fabricaci\u00f3n aditiva, se pueden producir dispositivos de pr\u00e1cticamente cualquier tama\u00f1o y forma. Sin embargo, esto presenta sus propios desaf\u00edos, ya que fabricar un solenoide implica enrollar capas delgadas hechas de m\u00faltiples materiales que pueden no ser todos compatibles con una sola m\u00e1quina.<\/p>\n

Para superar estos desaf\u00edos, los investigadores necesitaron modificar una impresora 3D de extrusi\u00f3n comercial. La impresi\u00f3n por extrusi\u00f3n fabrica objetos de una capa a la vez que inyecta material a trav\u00e9s de una boquilla. Normalmente, una impresora utiliza un tipo de material como materia prima, a menudo carretes de filamento.<\/p>\n

Esto es clave, ya que los solenoides se producen colocando con precisi\u00f3n tres materiales diferentes en capas: un material diel\u00e9ctrico que sirve como aislante, un material conductor que forma la bobina el\u00e9ctrica y un material magn\u00e9tico blando que forma el n\u00facleo.<\/p>\n

El equipo seleccion\u00f3 una impresora con cuatro boquillas, una dedicada a cada material para evitar la contaminaci\u00f3n cruzada. Necesitaron cuatro extrusoras porque probaron dos materiales magn\u00e9ticos blandos, uno a base de un termopl\u00e1stico biodegradable y el otro a base de nailon.<\/p>\n

Actualizaron la impresora para que una boquilla pudiera extruir gr\u00e1nulos, en lugar de filamento. El suave nailon magn\u00e9tico, que est\u00e1 hecho de un pol\u00edmero flexible tachonado de micropart\u00edculas met\u00e1licas, es pr\u00e1cticamente imposible de producir como filamento. Sin embargo, este material de nailon ofrece un rendimiento mucho mejor que las alternativas basadas en filamentos.<\/p>\n

El uso del material conductor tambi\u00e9n planteaba desaf\u00edos, ya que comenzar\u00eda a derretirse y atascar\u00eda la boquilla. Los investigadores descubrieron que agregar ventilaci\u00f3n para enfriar el material imped\u00eda esto. Tambi\u00e9n construyeron un nuevo portacarretes para el filamento conductor que estaba m\u00e1s cerca de la boquilla, reduciendo la fricci\u00f3n que podr\u00eda da\u00f1ar los finos hilos.<\/p>\n

Dispositivo tridimensional del tama\u00f1o de una moneda<\/h2>\n

El hardware modificado imprime un solenoide del tama\u00f1o de una moneda estadounidense en forma de espiral al colocar capas de material alrededor del n\u00facleo magn\u00e9tico blando, con capas conductoras m\u00e1s gruesas separadas por finas capas aislantes.<\/p>\n

El m\u00e9todo de impresi\u00f3n les permiti\u00f3 construir un dispositivo tridimensional compuesto de ocho capas, con bobinas de material conductor y aislante apiladas alrededor del n\u00facleo como una escalera de caracol. M\u00faltiples capas aumentan el n\u00famero de bobinas en el solenoide, lo que mejora la amplificaci\u00f3n del campo magn\u00e9tico.<\/p>\n

Debido a la precisi\u00f3n adicional de la impresora modificada, pudieron fabricar solenoides que eran aproximadamente un 33% m\u00e1s peque\u00f1os que otras versiones impresas en 3D. \u00a0Al final, sus solenoides pudieron producir un campo magn\u00e9tico aproximadamente tres veces mayor que el que pueden lograr otros dispositivos impresos en 3D.<\/p>\n

Por ejemplo, si bien estos solenoides no pueden generar tanto campo magn\u00e9tico como los fabricados con t\u00e9cnicas de fabricaci\u00f3n tradicionales, podr\u00edan usarse como convertidores de potencia en peque\u00f1os sensores o actuadores en robots blandos.<\/p>\n

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