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El MADiT,uno de los brazos tecnológicos de la UNAM

Publicado por Naked snake el Viernes, 28 agosto 2015
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*Por su capacidad técnica y humana, y su diversidad de aplicaciones, en América Latina no hay otro laboratorio igual

Oaxaca, México.-Réplicas de huellas fosilizadas, dispositivos para el estudio de la actividad neuronal en ratas, reconstrucción e inspección interna de ejemplares biológicos, preservación y restauración del patrimonio, componentes para la industria automotriz, digitalización de superficies, pruebas no destructivas, implantes craneales… eso y más se hace en el Laboratorio Nacional de Manufactura Aditiva, Digitalización 3D y Tomografía Computarizada (MADiT), que este año se terminará de instalar en el Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (CCADET) de la UNAM.

“Desde el río Bravo hasta La Patagonia no hay otro igual. Por su capacidad técnica y humana, y su diversidad de aplicaciones, está entre los 10 mejores del mundo. Aquí proponemos nuevos procesos para construir piezas y componentes, modificamos los parámetros que utilizan los equipos para obtener mejores propiedades mecánicas, hacemos diseño mecatrónico orientado a las nuevas capacidades de manufactura y aplicamos pruebas no destructivas para conocer su estructura interior”, dijo Leopoldo Ruiz Huerta, responsable del MADiT.

La manufactura aditiva –la construcción de elementos mediante la deposición, capa por capa, de material– facilita la elaboración de componentes de geometría compleja al hacer crecer cada característica, en contraposición a desbastar materia prima hasta descubrir una pieza, como lo haría la producción por arranque de material.

496(1)aAl complementar las capacidades de la digitalización 3D y la tomografía computarizada se puede hacer la inspección, la reconstrucción o el aislamiento computacional de diversas características geométricas y de materiales en virtud de sus diferentes densidades.

“Con escáneres 3D y mediante la adquisición de las características de superficie se digitalizan las propiedades de un objeto, y con la tomografía computarizada industrial por rayos X se obtiene una serie de imágenes en planos rotados. Luego, con software se integra esta información (características de superficie e internas) para desplegar en una computadora una representación volumétrica del objeto”, explicó.

Más de 10 equipos

El MADiT cuenta con más de 10 equipos de manufactura aditiva que utilizan distintos materiales y procesos para adicionarlos capa por capa. La tecnología PolyJet, por ejemplo, trabaja con resinas que se polimerizan con luz ultravioleta.

“Es como una impresora de inyección de tinta que deposita capas: las resinas se microatomizan, un rodillo las aplana y un par de lámparas de luz ultravioleta pasan y solidifican esa capa. El proceso se repite hasta generar un volumen”.

En cambio, la tecnología FDM (Modelación por Deposición Fundida) trabaja con hilos de termoplástico que son extruidos. Para generar un volumen, primero se hace el contorno y después se rellena el interior. Una vez que se forma una capa, ésta se desplaza hacia abajo y el proceso se repite. Los resultados tienen tanta resistencia que es posible desarrollar con ellos moldes para hidroformado (que por medio de presión hidráulica pueden deformar una lámina).

“Incluso, empresas aeronáuticas utilizan en sus aviones partes producidas directamente en este equipo, o bien mediante la creación de herramentales”, añadió.

El MADiT también cuenta con máquinas que permiten fabricar piezas con una amplia variedad de metales: titanio, cromo, cobalto, aluminio y acero inoxidable, entre otros.

“Somos atractivos para diversos sectores productivos e industrias de México y otras regiones del mundo. Equipos de manufactura aditiva se consiguen desde 250 hasta un millón y medio de dólares, pero no todos hacen lo mismo; además, se requiere conocimiento y experiencia para crear piezas particulares con aplicación directa. El laboratorio tiene infraestructura seleccionada cuidadosamente y experiencia en diferentes campos de la ingeniería para dar salida a innumerables aplicaciones y satisfacer muchas necesidades del país.”

Socios

Entre los socios de este espacio están la Universidad Autónoma de Yucatán (UADY); el Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey (ITESM) campus Monterrey, así como el Hospital General de México. A nivel internacional, mantiene colaboración con la Universidad de Texas en El Paso, Estados Unidos.

El MADiT ha establecido con ellos líneas de acción en diferentes ámbitos, desde la formación de recursos humanos hasta proyectos para atender a la industria y los problemas nacionales. Y dentro de la propia UNAM colabora con los institutos de Ingeniería (II), de Geología (IGL), de Biología (IB), de Ciencias del Mar y Limnología (ICMyL), y de Investigaciones en Materiales (IIM); además, con las facultades de Ingeniería (FI), de Medicina (FM) y de Ciencias (FC).

“Somos un brazo tecnológico que apoya la realización de ideas desarrolladas en la UNAM, así como en otras instituciones y empresas del país. Hacemos investigación y avance tecnológico propio en temas relacionados con los campos del laboratorio, por lo que estamos preparados para ofrecer soluciones cuando nos solicitan proyectos de aplicación. Atendemos muchas necesidades de la industria, por ejemplo, los proyectos PEI de estímulos a la innovación”, indicó.

Uno de los objetivos del MADiT es disminuir el “fenómeno pavera” (así lo llama Ruiz Huerta). Todos podemos tener una pavera en casa que se utiliza sólo una o dos veces al año, lo cual representa un gasto no justificado. Por esta razón, el laboratorio está abierto a recibir solicitudes y ofrecer servicios en los ámbitos académico e industrial. Con lo anterior procura, en la medida de lo posible, evitar que se inviertan, de manera aislada y en muchos casos innecesaria, fuertes cantidades de recursos sin la conciencia del espacio, del personal, de las instalaciones y los costos de mantenimiento que requiere este tipo de equipamientos.

Réplicas de pisadas fósiles

Raul Gío, investigador del ICMyL, lleva tiempo en el estudio de las huellas fósiles de pterosaurios encontradas en San Juan Raya, Puebla, las cuales indican que estos animales voladores caminaban sobre la costa de lo que hace millones de años fue mar.

Ahí el MADiT, con escáneres 3D, digitaliza esas huellas (ahora, por el movimiento de las placas tectónicas, están en posición vertical a unos 80 grados) con la finalidad de adquirir sus características de forma y profundidad y establecer la distancia que hay entre ellas.

“Al conocer la profundidad y el número de huellas fósiles, se puede saber cuánto pesaban y cuántos eran; al establecer la distancia entre cada una de ellas, se puede saber qué longitud tenían sus extremidades”.

El IB de esta casa de estudios es uno de los depositarios, en sus colecciones nacionales, de ejemplares que sirven para definir toda una especie. El laboratorio digitaliza algunos de esos ejemplares tipo para obtener una base de datos con todas sus características.

“Con la manufactura aditiva se puede hacer una reproducción del cráneo de una especie, por ejemplo, y así obtener información física para estudiarlo, compararlo y llevar a cabo todo tipo de trabajos de investigación”, añadió Ruiz Huerta.

Cuando quieren saber cómo es la porosidad en suelos de diferentes regiones de México, investigadores del IGL toman muestras de ellos y las envían al MADiT, donde, gracias a su equipo de tomografía computarizada, pueden determinar si absorben rápida o lentamente el agua, si la van a retener o a permear.

“Otros científicos de la misma instancia trabajan con insectos atrapados en ámbar para saber cómo serían si no estuvieran en esas condiciones. Con ese fin, y dado que el ámbar y los insectos poseen diferentes densidades, se hace una representación completa de lo que se halla dentro de la resina”.

Desde hace años, en colaboración con la UADY, el Laboratorio desarrolla unos pequeños dispositivos conocidos como microdrives para estudiar la actividad neuronal en ratas.

“Los microdrives ubican electrodos en la cabeza de esos mamíferos y así permiten evaluar la alteración de su comportamiento típico ante estímulos producidos por fármacos. Ya se han diseñado algunos reutilizables; son compactos, resistentes y, sobre todo, ligeros”.

Con el ITESM campus Monterrey se realizan proyectos para determinar, por ejemplo, las curvas de optimización de construcción y, de este modo, decidir si se va a recurrir a una manufactura convencional o a una aditiva en el desarrollo de partes.

“Dos piezas pueden ser dimensionalmente iguales, pero no necesariamente van a funcionar de la misma forma. Una podría haber sido fabricada de manera sustractiva, la otra, aditiva. Cómo fueron construidas modifica sus propiedades mecánicas. A consecuencia de muchas causas, entre ellas el proceso de manufactura, un componente puede presentar diferentes propiedades mecánicas en distintas direcciones”, finalizó Ruiz Huerta.

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