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2021-02-09Fabricación de drones totalmente funcionales

MIT |El sistema "LaserFactory" de CSAIL automatiza todo el proceso de fabricación de dispositivos funcionales en un solo sistema.

Desde los replicadores de Star Trek hasta la máquina de los deseos de Richie Rich, la cultura popular tiene una larga historia de máquinas llamativas que pueden producir instantáneamente cualquier objeto para el deleite del usuario. 

Aunque las impresoras 3D han hecho posible la producción de una serie de objetos que incluyen modelos de productos, joyas y juguetes de fantasía, todavía carecemos de la capacidad de fabricar dispositivos más complejos que estén esencialmente listos para salir de la impresora. 

Un grupo del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL) del MIT ha desarrollado recientemente un nuevo sistema para imprimir dispositivos y robots funcionales hechos a medida, sin intervención humana. Su sistema único utiliza una receta de tres ingredientes que permite a los usuarios crear geometría estructural, imprimir trazos y montar componentes electrónicos como sensores y actuadores. 

"LaserFactory" tiene dos partes que funcionan en armonía: un conjunto de herramientas de software que permite a los usuarios diseñar dispositivos personalizados y una plataforma de hardware que los fabrica. 

El estudiante de doctorado del CSAIL, Martin Nisser, afirma que este tipo de "ventanilla única" podría ser beneficioso para los desarrolladores de productos, fabricantes, investigadores y educadores que buscan crear rápidamente prototipos de cosas como wearables, robots y electrónica impresa. 

"Hacer que la fabricación sea barata, rápida y accesible para un profano sigue siendo un reto", dice Nisser, autor principal de un artículo sobre LaserFactory que aparecerá en la Conferencia ACM sobre Factores Humanos en Sistemas Informáticos en mayo. "Al aprovechar plataformas de fabricación ampliamente disponibles, como las impresoras 3D y las cortadoras láser, LaserFactory es el primer sistema que integra estas capacidades y automatiza todo el proceso de fabricación de dispositivos funcionales en un solo sistema." 

Dentro de LaserFactory 

Digamos que un usuario tiene aspiraciones de crear su propio dron. En primer lugar, diseñaría su dispositivo colocando componentes de una biblioteca de piezas y, a continuación, dibujaría las trazas del circuito, que son las líneas de cobre o aluminio de una placa de circuito impreso que permiten el flujo de electricidad entre los componentes electrónicos. A continuación, finalizarían la geometría del dron en el editor 2D. En este caso, utilizarían las hélices y las baterías en el lienzo, las conectarían eléctricamente y dibujarían el perímetro para definir la forma del cuadricóptero. 

A continuación, el usuario puede previsualizar su diseño antes de que el software traduzca su plano personalizado en instrucciones para la máquina. Los comandos se integran en un único archivo de fabricación para que LaserFactory pueda fabricar el dispositivo de una sola vez, con la ayuda del software estándar de la cortadora láser. En cuanto al hardware, se acopla a la cortadora láser un complemento que imprime las trazas de los circuitos y ensambla los componentes. 

Al igual que un cocinero, LaserFactory corta automáticamente la geometría, dispensa plata para las trazas de los circuitos, escoge y coloca los componentes y, por último, cura la plata para que las trazas sean conductoras, fijando los componentes en su lugar para completar la fabricación. 

A continuación, el dispositivo es totalmente funcional y, en el caso del dron, puede despegar inmediatamente para iniciar una tarea, una característica que, en teoría, podría utilizarse para diversos trabajos, como el reparto o las operaciones de búsqueda y rescate.

En el futuro, el equipo espera aumentar la calidad y la resolución de los trazados de los circuitos, lo que permitiría una electrónica más densa y compleja. 

Además de perfeccionar el sistema actual, los investigadores esperan desarrollar esta tecnología explorando cómo crear una gama más completa de geometrías 3D, potencialmente mediante la integración de la impresión 3D tradicional en el proceso. 

"Más allá de la ingeniería, también estamos pensando en cómo este tipo de ventanilla única para los dispositivos de fabricación podría integrarse de forma óptima en las cadenas de suministro actuales para la fabricación, y qué retos debemos resolver para que esto ocurra", dice Nisser. "En el futuro, no debería esperarse que la gente tenga un título de ingeniería para construir robots, como tampoco debería tener un título de informática para instalar software". 

Esta investigación se basa en un trabajo apoyado por la National Science Foundation. El trabajo también contó con el apoyo de una beca de investigación de Microsoft y de la Real Academia Sueca de las Ciencias.

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