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Dec 09, 2023

Omni3D obtiene una patente estadounidense para una extrusora FFF única

El fabricante polaco de impresoras 3D Omni3D ha patentado una tecnología llamada 'Sistema de enfriamiento Omni3D' que permite a los usuarios enfriar las extrusoras de sus máquinas de fabricación de filamentos fundidos (FFF).

El fabricante polaco de impresoras 3D Omni3D ha patentado una tecnología llamada 'Sistema de enfriamiento Omni3D' que permite a los usuarios enfriar las extrusoras de sus máquinas de fabricación de filamentos fundidos (FFF) de manera más efectiva.

Al estabilizar la temperatura del filamento durante la alimentación y la deposición, Omni3D dice que su sistema combinado de extrusor, cabezal de impresión y ensamblaje ofrece piezas con "una calidad significativamente mejor". Después de haber recibido una patente estadounidense para la tecnología, la compañía ahora espera que gane terreno en un mercado con un sector de impresión 3D FFF ya lucrativo.

"En Omni3D, queremos ofrecer las mejores soluciones de impresión 3D necesarias para producir impresiones con una precisión y estabilidad dimensional excepcionales", afirma Paweł Robak, director ejecutivo de Omni3D. “Estoy orgulloso de que podamos aportar valor adicional a la comunidad de impresión 3D y de que nuestra patente ahora esté aprobada en el mercado estadounidense. Creemos que nuestra solución representa una mejora importante en el proceso de extrusión”.

Cartera de impresión FFF de Omni3D

Desde su fundación en 2013, Omni3D ha ampliado drásticamente su alcance y su base de clientes ahora abarca desde multinacionales como Siemens y MAHLE hasta contratistas de defensa como BAE Systems. Actualmente, la oferta de la firma incluye múltiples versiones de sus unidades Omni200, Omni500 LITE, OmniSTART y Factory 2.0, así como filamentos, diseñados para satisfacer necesidades industriales, automotrices y educativas.

Con sus máquinas de la serie Omni3D, la empresa ha lanzado un conjunto de sistemas fáciles de usar con capacidades y capacidades de escalamiento, para que los adoptantes puedan elegir el que mejor se adapte a su caso de uso. Mientras que el OmniSTART básico tiene un volumen de construcción de 200 x 200 x 150 mm y una temperatura máxima del cabezal de impresión de 260 °C, el Omni500, más capaz, es más grande y sus cabezales de impresión pueden funcionar de forma segura a 360 °C.

Para los ingenieros que buscan una impresora 3D FFF que pueda asumir aplicaciones más exigentes, las máquinas Factory 2.0 de Omni3D son aún más grandes. Estos cuentan con volúmenes de construcción de 500 x 500 x 500 mm y vienen equipados con cámaras de calefacción cerradas. Como resultado, Factory 2.0 es capaz de crear impresiones de gran formato a partir de Thermec Zed de grado de ingeniería, además de termoplásticos industriales ABS y CPFA.

Anteriormente, la tecnología de la empresa se aplicó a prototipos de impresión 3D para el Hussarya, un superdeportivo polaco que fue constantemente renovado, pasando de un diseño inicial a un auto de carreras GT3 legal en carretera en ocho años. En más aplicaciones de uso final, Omni3D también se ha asociado con la Universidad Tecnológica de Chipre para desarrollar un reactor de biocombustible impreso en 3D capaz de convertir dióxido de carbono en combustibles alternativos.

El sistema de refrigeración Omni3D

A pesar de que FFF es la forma de impresión 3D más popular en el mercado, Omni3D dice que todavía hay muchas áreas de la tecnología que requieren más investigación. Un área en particular que la empresa ha identificado como una molestia para los usuarios es el sobrecalentamiento de la extrusora. En ausencia de enfriamiento, la compañía señala que los filamentos pueden calentarse hasta una temperatura de ablandamiento, provocando que se deformen dentro de la zona de alimentación de una extrusora.

Esto, a su vez, podría hacer que el sistema de engranajes de una extrusora "muerda" los materiales, de una manera que cambie efectivamente la cantidad alimentada, culminando en impresiones inconsistentes. Para solucionar este problema de sobrecalentamiento, Omni3D ha ideado una forma de enfriar el extrusor en el punto en el que el filamento queda "agarrado" entre el cojinete de presión y el engranaje, lo que facilita una extrusión de plástico estable y repetible.

En el proceso, la empresa descubrió que la clave para estabilizar las temperaturas de extrusión es mejorar las condiciones de trabajo de los sistemas de abrazadera de filamento moleteado de las máquinas FFF. Estos deben permanecer lo suficientemente fríos para garantizar que se utilice la fuerza adecuada para presionar los filamentos en los cabezales de impresión; por lo tanto, para que esto sea posible, Omni3D ha desarrollado un diseño de extrusora con un cuerpo que también desempeña la función de disipador de calor.

Efectivamente, la extrusora de la empresa funciona absorbiendo energía térmica a través de su cuerpo, antes de transmitirla a través del líquido refrigerante a un refrigerador, que expulsa el exceso de calor al ambiente. Al crear el sistema a partir de titanio y aluminio, y evitando la necesidad de un disipador de calor dedicado, Omni3D logró hacerlo más liviano y compacto, beneficios que también han aumentado su rendimiento.

Al mismo tiempo, la extrusora trabaja para minimizar el riesgo de que los materiales se ablanden en la etapa incorrecta, reduciendo las posibilidades de extrusión excesiva o insuficiente, al tiempo que mejora el funcionamiento de los motores de las impresoras FFF. En comparación con el uso exclusivo de la configuración de material del código G, también se dice que el sistema brinda a los usuarios un mayor control sobre la cantidad de alimentación de filamento y la precisión de la impresión.

"La idea básica del sistema era reducir la temperatura del filamento en la cámara calentada", explica Krzysztof Kardach, tecnólogo jefe de Omni3D. “Al estabilizarlo a una temperatura lejos de ablandarse, el filamento es transportado de manera más estable por el extrusor hasta la boquilla. Esta funcionalidad permite a nuestras impresoras trabajar con una variedad de filamentos y permite un mayor control sobre la presión de alimentación del filamento plastificado”.

"Al enfriar el extrusor en el lugar donde el filamento queda 'atrapado' entre el cojinete de presión y el engranaje del extrusor, obtenemos una cantidad muy estable y repetible de material extruido", añade. “En ausencia de enfriamiento, el filamento del extrusor puede calentarse hasta el punto de ablandarse. El filamento calentado después de la compresión en la extrusora puede deformarse desde una sección transversal circular a una elíptica, y el engranaje "morderá" más; cambiando así la cantidad efectiva de material alimentado”.

Un diseño de extrusora patentado en EE. UU.

Habiendo integrado este diseño de extrusora en sus impresoras 3D, Omni3D ahora también lo ha patentado en los EE. UU. Otorgada con el número de patente 'US 2019/0184633 A1', la primera patente de la empresa en el país no solo cubre el diseño de su extrusora disipadora de calor, sino también un sistema de ensamblaje de cabezal modular que funciona para proteger aún más contra posibles errores de impresión.

En la práctica, el diseño de doble cabezal del dispositivo lo hace facilitando el cambio de cabezales de impresión, al tiempo que permite a los usuarios controlar los parámetros de temperatura de ablandamiento de dos filamentos simultáneamente. Además de permitir el uso de diferentes tipos de materiales para la base y los soportes de una pieza, el sistema también ayuda a mantenerlos fríos antes y durante la alimentación, de una manera que produce una mejor estabilidad del proceso.

“Gracias al uso de esta tecnología patentada, el sistema Omni3D no sólo es uno de los más versátiles en su aplicación, sino que, a través de sus elementos de refrigeración, estabilizamos el funcionamiento de toda la impresora”, concluye Tomasz Garniec, director de ventas globales de Omni3D. . “Esto, junto con el aspecto tecnológico, hace que las impresoras Omni3D equipadas sean dispositivos que tienen una mayor sensación del proceso y garantizan estabilidad durante muchas horas de impresión”.

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La imagen destacada muestra un cabezal de impresión con el sistema de enfriamiento Omni3D. Foto vía Omni3D.

Paul es un licenciado en historia y periodismo y le apasiona encontrar las últimas novedades en noticias tecnológicas.