Aumenta la rigidez de tu impresión 3D con ISOGRIDS

Al imprimir piezas con superficies delgadas, como podría ser un cilindro o un cono, se requiere aumentar el espesor de la pieza para aumentar su rigidez. Sin embargo, esto aumenta su tiempo de impresión, el peso de la pieza y el material empleado para imprimirla. Uno puede resolver esta problemática diseñando una pieza con lo que se conoce en inglés como ISOGRIDS, lo que podríamos traducir de forma un tanto literal como redes isométricas.

Uso de redes isométricas para la carcasa de un motor, en la industria aeroespacial. Vía:3D printing industry

Concepto

Una red isométrica es un patrón que recubre la superficie de la pieza a imprimir. La red añade material a la pieza aumentando su rigidez sin aumentar demasiado la masa de la pieza. Esto se debe, principalmente, a que la pieza aumenta su momento de inercia. Este principio se puede observar en las vigas que se usan para la construcción en forma de I; si se usaran vigas con una sección transversal rectangular se lograría una rigidez ligeramente mayor a la que se logra usando el perfil en forma de I con las mismas dimensiones. Esto permite ahorrar material utilizando uno de los principios fundamentales del diseño mecánico.

Uso en software de diseño paramétrico

Para usar las redes isométricas en tu diseño se requiere un poco de pericia en el software de diseño paramétrico. A grandes rasgos, se requiere envolver la pieza con un patrón que puedas extruir. En el caso de un plano es un poco más simple, solo necesitas trazar el patrón en la pieza en un plano paralelo, pero cuando se trata de algo como un cono, el patrón debe «cerrarse» después de envolver la superficie. El canal de Youtube de Integza muestra un ejemplo interesante de cómo aplico esta técnica de diseño a su prototipo de un motor de cohete enfriado por un vórtice.

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Esta técnica de manufactura es muy empleada en la industria aeroespacial, pero su uso se está extendiendo a otras áreas del diseño industrial. Los diferentes patrones con los que se diseñe la red le darán distintos grados de rigidez y costos de fabricación a la pieza diseñada

Conclusiones:

Aunque el uso de ISOGRIDS está muy relacionado con la industria aeroespacial, las redes isométricas se van expandiendo a otras aplicaciones. El uso de impresión 3D has facilitado su manufactura y se puede usar para prototipos de menor escala. Su uso, además de añadir resistencia sin usar material en exceso, le da un aspecto muy característico a las piezas fabricadas, por lo que es de gran utilidad aunque sea sólo para un fin estético

Referencias:

Additive Manufacturing | Directed Energy Deposition | Big @$$ Isogrid Timelapse

Manufacturing of Isogrid Composite Structures by 3D Printing

What Is Directed Energy Deposition?

What the hell are ISOGRIDS? – Vortex Cooled Ceramic Rocket Engine (3D Printed)