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Investigadores de la Universidad Juan Carlos y de Disney Research han desarrollado un sistema que permite diseñar y fabricar objetos flexibles mediante impresión 3D. Por el momento, esta contribución es de carácter principalmente teórico y se ha demostrado en pequeños objetos de juguete.
Una nueva tecnología aporta una solución informática para diseñar y fabricar objetos deformables con un comportamiento deseado. La innovación ha sido desarrollada por investigadores del Multimodal Simulation Lab de la Universidad Rey Juan Carlos (URJC) y de Disney Research.
La tecnología calcula de manera automática la malla de un objeto deformable. Dicha malla se puede introducir a una impresora 3D de manera que se obtiene el objeto fabricado con el comportamiento deseado. “Se toman como entradas varios modelos 3D de un mismo objeto, por ejemplo, un dinosaurio de juguete con la cola doblada a un lado, con la cabeza levantada, mirando a un lado, etc.”, explica Miguel Ángel Otaduy, investigador de la URJC, quien añade que el sistema se basa en varias aportaciones del computacional de objetos deformables”.
Algunas de estas contribuciones consisten en el diseño de un modelo elástico para representar las conexiones de la malla y en la formulación de una metodología que calcule la malla óptima para los modelos 3D. Además, se ha conseguido un comportamiento elástico variable utilizando un único material, lo cual hace que se simplifique la fase de impresión 3D y el coste del objeto final.
Propiedades mecánicas heterogéneas
Como resultado del trabajo se ha demostrado la capacidad de fabricar objetos con propiedades mecánicas heterogéneas y que se adaptan a deformaciones deseadas. Un diseñador puede crear los modelos deseados de manera sencilla en herramientas CAD 3D y la solución aportada realiza de manera automática el cálculo de la malla óptima a fabricar en una impresora 3D.
Por el momento, esta contribución es de carácter principalmente teórico y solo se ha demostrado en pequeños objetos de juguete. Sin embargo, la tecnología desarrollada tiene aplicación en campos con un gran impacto potencial, como el diseño de prótesis médicas, el diseño de tejidos y órganos sintéticos, ropa y mobiliario.
Este trabajo se enmarca dentro del proyecto ERC Starting Grant Animetrics, que persigue el diseño de modelos de simulación del comportamiento mecánico de fenómenos y objetos cotidianos, en este caso para su fabricación.
Referencia bibliográfica:
Jesús Pérez, Bernhard Thomaszewski, Stelian Coros, Bernd Bickel, José A. Canabal, Robert Sumner, Miguel A. Otaduy. Design and Fabrication of Flexible Rod Meshes. ACM Trans. on Graphics (Proc. of ACM SIGGRAPH), Volume 34, Number 4 – 2015.
Estos materiales están compuestos únicamente de proteínas, capaces de entregar de forma prolongada en el tiempo, nanopartículas que pueden dirigirse a células tumorales específicas y destruirlas. Imitan a los gránulos secretores naturales del sistema endocrino y han sido probados con éxito en modelos de ratón con cáncer colorrectal.
Un equipo de la Universidad Rey Juan Carlos está abordando el reto de definir y diseñar cómo se visualizará este gemelo virtual para simular distintos cambios de medicación y de tratamientos en esquizofrenia, ictus y epilepsia.
