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jueves, 20 de diciembre de 2018

Investigadores de la Universidad de Columbia replican la textura de la madera con impresión 3D

MADERA DIGITAL: MADERA REPLICADA MEDIANTE IMPRESIÓN 3D



Un nuevo desafío ha sido superado mediante impresión 3D. En esta ocasión, investigadores de la Universidad de Columbia han conseguido imitar la textura única y la estructura interna de la madera utilizando esta técnica.



El equipo de ingenieros ha utilizado imágenes tomográficas para reproducir tanto la textura de la superficie como la del interior de materiales orgánicos anisotrópicos, como la madera.

Para ello, han cortado 230 imágenes con una máquina equipada con control numérico computarizado (CNC) y una cámara. Es decir, la máquina pasó por la superficie del material 230 veces para capturar sucesivamente las imágenes de las diferentes capas interiores de la madera para poder reproducirlas en la impresora 3D en el siguiente paso del proceso.





Estas imágenes han tenido que convertirse a un código imprimible en 3D: se escalaron y se tradujeron del estándar de color RGB al CMYK, para ser compatible con la impresora 3D que se ha utilizado, la Stratasys J750 PolyJet. La impresora ha replicado la muestra de madera imprimiendo secuencialmente las capas generadas en las 230 imágenes.

Stratasys utiliza el software GrabCAD Voxel Print, que permite a los usuarios tener un control a nivel de voxel, es decir de pixel volumétrico. Este control es el que facilita la fabricación de materiales con cambios continuos de rigidez, explican los investigadores en el estudio titulado Digital Wood: 3D Internal Color Texture Mapping.

El resultado final impreso en este estudio se asemeja mucho al bloque de madera original, tanto en su apariencia externa como en su patrón interno. En este estudio, se utilizó la impresión de voxels para replicar las estructuras de la muestra de madera de olivo.

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lunes, 29 de octubre de 2018

Redes neuronales artificiales y su aplicación al estudio de la estabilidad de nuevos materiales


Uno de los mayores problemas al que se enfrenta el desarrollo tecnológico, la invención de nuevas tecnologías, la fabricación... es el condicionamiento y las limitaciones de los materiales existentes, por eso el estudio de nuevos materiales más resistentes, ligeros, económicos y otra serie de cualidades específicas de la aplicación para la que sean pensados, es de vital importancia para poder llevar a cabo el desarrollo tecnológico actual. 

Para ayudar a la tarea de investigación en el campo de estudio de nuevos materiales, el equipo formado por Shyue Ping Ong y Weike Ye, de la Universidad de California que se encuentra en San Diego, Estados Unidos, están desarrollando una tecnología de redes neuronales artificiales para la determinación de la estabilidad de los nuevos materiales. 

¿Qué son las redes neuronales artificiales?

Una red neuronal artificial se puede definir como un modelo computacional compuesto por un conjunto de neuronas artificiales, que son unidades de cálculo que se asemejan a las neuronas biológicas naturales. Estas redes neuronales funcionan de forma parecida al cerebro humano, recibiendo una señal de entrada, procesándola en las unidades de cálculo (neuronas) que están conectadas entre sí y dando como resultado una o varias señales de salida.
















Los métodos actuales de predicción de estabilidad de nuevos materiales se basan en las Cinco Reglas de Linus Pauling, basadas en la relación geométrica de los radios iónicos de los átomos con carga negativa y positiva que caracterizan la estructura estable para dicha combinación, y en la Supercomputación.


El equipo de investigadores lo que está realizando es una enseñanza a esta red neuronal artificial para que sea capaz de determinar la energía de formación de cristales, que pueden ser de dos tipos: granates o perovskitas. Dichos cristales de perovskitas y granates se emplean en multitud de objetos que vemos todos los días, como pueden ser luces LED, baterías recargables, placas fotovoltaicas, las cuales son determinantes para determinar la competitividad económica de las energías renovables...



La ventaja de esta nueva técnica de estudio de la estabilidad de nuevos materiales radica en la precisión y exactitud de los resultados, así como en la velocidad de aprendizaje, que resulta ser mucho mayor que la del aprendizaje automático.


Referencias:
https://noticiasdelaciencia.com/art/30254/usar-redes-neurales-artificiales-para-predecir-la-estabilidad-de-nuevos-materiales
http://www.eldiario.net/noticias/2018/2018_10/nt181022/ciencia.php?n=6&-redes-neuronales-artificiales-para-predecir-la-estabilidad-de-nuevos-
https://es.wikipedia.org/wiki/Red_neuronal_artificial
http://horacio9573.blogspot.com/2012/02/las-reglas-de-linus-pauling.html
https://es.wikipedia.org/wiki/Neurona_de_McCulloch-Pitts
https://cdn.pixabay.com/photo/2017/10/03/22/47/photovoltaic-2814504_960_720.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/64/RedNeuronalArtificial.png

martes, 11 de octubre de 2016

INGENIEROS ALEMANES CREAN UNA CÁMARA MÁS PEQUEÑA QUE UN GRANO DE SAL



Investigadores de la Universidad de Stuttgart en Alemania, han usado la impresión 3D para crear una cámara minúscula. La óptica de la misma es suficientemente pequeña como para caber dentro de una jeringa. Midiendo tan sólo 0,12 milímetros de ancho es más pequeña que un grano de sal de mesa.

Según estos investigadores, las técnicas de fabricación tradicionales actuales hacen imposible construir lentes tan pequeñas. Sin embargo, mediante el uso de impresión 3D, también conocida como fabricación aditiva, las posibilidades de tamaño cambian considerablemente. Además, los directores de éste proyecto, aseguran que el proceso de diseño y fabricación de la lente diminuta a penas tomó un par de horas.

Poner una lente en un dispositivo de 0,12 milímetros, ya parece una tarea complicada. Pero en realidad esta cámara tiene tres lentes. 




La cámara está conectada a una fibra de vidrio de 5 pies, que es aproximadamente el doble de ancho de una hebra de cabello. Esto haría posible inyectar el dispositivo en el cuerpo humado para realizar un diagnóstico directo, gracias a una pequeña luz LED que optimiza su uso en zonas oscuras. También se podría utilizar en maquinaria, grabaciones espía o para equipar otras tecnologías como robots, aviones no tripulados o teléfonos inteligentes.

A medida que la tecnología y la investigación avanzan, cada vez será más fácil fabricar éste tipo de dispositivos que eran imposibles hace solo un par de años. Los investigadores aseguran que el tiempo transcurrido desde que surgió la idea de la cámara hasta que obtuvieron el producto fue menos de un día. El proceso consistió en el diseño de la óptica, modelado en CAD, fabricación e impresión 3D de las micro-lentes.
"Estamos así abriendo los horizontes de lo que es posible; como anteriormente lo han hecho el diseño asistido por ordenador y la fabricación integrada por ordenador en ingeniería mecánica hace unos años" dijo el profesor de Stuttgart, Harald Giessen.


Fuente: Digitaltrends. Geny Caloisi. Actualizada: 30 de junio de 2016. Disponible en: http://es.digitaltrends.com/avanzada/cientificos-alemanes-crean-micro-camara-impresa-en-3d/