AIJU, APLICACIONES DE PERSONALIZACIÓN UTILIZANDO FABRICACIÓN ADITIVA

La actual velocidad de evolución de tecnologías de impresión 3D nos puede dar una idea bastante acertada de las amplias posibilidades de campo de aplicación que con todas ellas podemos ser capaces de cubrir; por ello escoger qué solución puede ser la más acertada para nosotros no será fácil, así que lo más recomendable será centrar la selección desde el punto de vista de las necesidades de los consumidores o clientes finales. Este es el planteamiento que habitualmente aplicamos desde AIJU en cada uno de los proyectos que se nos presentan.

Con ello la idea principal se puede resumir en analizar detenidamente cuál es el pliego de condiciones a considerar en una necesidad, y en base a ellos escoger de entre el amplio abanico de posibilidades aquella solución que mejor pueda cumplir con todos ellos. En ocasiones puede ser sencillo, pero en otras muchas puede no serlo tanto.

En el presente artículo presentamos un ejemplo de proyecto en el que entran en juego diferentes soluciones que, dentro del enfoque de fabricación aditiva pueden ser perfectamente aplicables a otros proyectos de características semejantes. Partimos de la necesidad de desarrollar un asiento para una persona con diversidad funcional, con unas condiciones de posicionado, sujeción y anclaje del producto muy particulares; esto suponía un posicionado de acuerdo a indicaciones de fisioterapeutas, sujeción de acuerdo a los requisitos de los familiares que lo atienden y de anclaje sujeto a otros elementos auxiliares externos. De esta manera, el proyecto pasa por las siguientes fases:

Fase 1 _Digitalizado

Empezamos por la toma de datos del posicionado del sujeto. Utilizamos para ello el escaneado mediante digitalizado láser de toda la superficie de contacto del asiento a desarrollar. Se ha utilizado dos vías de obtención de datos; por un lado, un modelo físico realizado en escayola, aportado por los fisioterapeutas, y por otro mediante el uso de una manta de presiones, con la podemos localizar aquellas las zonas con mayor o menor presión con objeto de aportar más o menos relleno de espuma y mejorar el confort de la persona.

Fase2  Diseño 3D

Con la piel del modelo digitalizado y el modelado CAD3D diseñamos el envolvente que sujeta todo el conjunto del asiento, considerando los requisitos de sujeción de la persona propuestos por sus cuidadores. Además, se han contemplado los anclajes a los elementos externos, que deben ser compatibles con los de una silla de ruedas auxiliar específica.

Fase3.  Optimizado topológico del diseño

Una vez diseñado todo el conjunto se planteó el optimizado topológico del asiento, con el objetivo de reducir el peso de conjunto al máximo. Este proceso de mejora permite obtener una silla que se ajusta al diseño inicial planteado y que cumple con los requisitos de resistencia estructural propuestos, pero que además está optimizada en su diseño para reducir al máximo la cantidad de material empleado en su fabricación, reducción de material de soporte durante su impresión y reducción adicional de su densidad interna por el uso de estructuras de relleno generadas por el sistema de impresión 3D. Además, facilitará la manipulación del asiento por parte de los usuarios.

Se ha utilizado para el optimizado la aplicación SolidThinking Inspire en colaboración con EITA Ingenieros. Gracias al planteamiento de obtención mediante el uso de Fabricación Aditiva su complejidad geométrica no es un problema. Valga como dato más relevante que tras el optimizado el peso total se ha reducido en un 55,77% manteniendo la resistencia del conjunto y la hipótesis de carga prevista inicialmente.

Por último, se ha planteado la simulación aplicando una carga superior a la prevista para compensar el posterior vaciado interno de pieza relacionado con el patrón de relleno escogido en el proceso de impresión 3D seleccionado, Fused Filament Fabrication (FFF).

Fase 4.  Impresión 3D

Para que la fabricación del modelo fuera lo más simple posible se ha previsto su impresión de una sola pieza; así, la solución no requiere de elementos auxiliares ni despiece para su montaje completo. Por las dimensiones del diseño final y de los requisitos de resistencia y coste, se ha contemplado como solución más adecuada la tecnología FFF, utilizando para ello nuestra impresora DT600+ junto al material de impresión PLA3D870 de la empresa Smartfil. Finalmente, se ha aplicado un tratamiento térmico al material tras la fabricación, lo cual ha permitido mejorar las prestaciones del mismo para poder conseguir propiedades mecánicas iguales o superiores incluso a las de un ABS comercial.

Como datos más destacables podemos citar las dimensiones exteriores de pieza de 430 x 345 x 385mm; tiempo de impresión de 110 horas; uso de 4700 g de material plástico. El factor de relleno interno del 20% ha permitido una reducción adicional de peso superior al 50% respecto al diseño ya optimizado.

Fase 5. Acabado final: Pintado

Por último, para conseguir un aspecto de pieza más atractivo, una mejora de la calidad superficial y mantener su limpieza, se ha procedido a aplicar un acabado de imprimación y pintado del conjunto. Posteriormente sólo resta equipar al modelo con las protecciones textiles que mejoran el confort del usuario.

Se puede demostrar por tanto mediante este ejemplo real que, mediante la aplicación de la Fabricación Aditiva es posible realizar proyectos totalmente personalizados.

Este producto estará expuesto en el stand de AIJU durante la ADDIT3D (A59-Pabellón 4), la feria profesional de Fabricación Aditiva e Impresión 3D, que se celebra el Bilbao del 28 de mayo al 1 de junio de 2018, integrado dentro del espacio expositivo de la prestigiosa BIEMH 2018, Bienal de  Máquina-herramienta.