Impresión 3D ecológica: nuevo sistema de energía renovable

Una de las empresas líderes mundiales en la tecnología fotovoltaica en edificios es ML System, quien tiene instalaciones de primer nivel para la investigación + desarrollo y una gran línea de productos. Esta empresa ha sido incluida como uno de los innovadores más importantes en el campo por el informe de mercado Building Integrated Photovoltaic Systems Skylights para 2020-2027. Todo esto tiene que ver con la impresión 3D ecológica, ya que los ingenieros de la empresa trabajaron impresoras 3D Zortrax M300 Plus para desarrollar, crear prototipos y probar nuevos diseños.

Desarrollando calentadores de vidrio inteligentes con impresión 3D ecológica

ML System desarrolló un producto llamado HQ Glass, como sustituto de los sistemas de calefacción tradicionales. La superficie de calefacción con HQ Glass es un panel transparente que se instala en el marco de una ventana. La temperatura se puede ajustar a través de un centro de control digital.

Lo más destacable de este producto es que toda la ventana de calefacción se puede alimentar con energía renovable generada por paneles fotovoltaicos, también fabricados por ML System.

La idea surgió por la intención de la empresa líder en encontrar una solución fotovoltaica y construir un edificio con ecosistema de calefacción con energías renovables. El proyecto se dividió en dos proyectos separados, sin embargo, los dos prototipos fueron probados con la impresora 3D Zortrax M300 Plus.

Impresoras 3D Zortrax

Prototipado del marco de ventana inteligente

HQ Glass empezó a presentar características más avanzadas que un marco de ventana común. El marco que lo sostiene debe diseñarse desde cero, tomando en cuenta el cableado y los sistemas de control. La primera tarea del equipo de ingeniería de la empresa fue elegir el material para la impresión 3D del proyecto.

La primera opción fue filamento PET-G, pues la empresa tenía en stock en grandes cantidades, cuya ventaja era lo fuerte y duradero. Sin embargo, después de algunas pruebas iniciales, al final se decidió por usar ABS estándar.

Según menciona Misiak, ingeniero de ML System, la razón principal del cambio fue la geometría de las piezas. Esto porque se necesitaban imprimir varios componentes para el proyecto y la forma en la que se construye el marco de la ventana necesitaba algunos componentes más largos que debían ser ensamblados con varias partes. Aun cuando el PETG tiene gran resistencia química, no funciona bien con las resinas epoxi que se utilizaron para unir las piezas. Es por eso que se tuvo que cambiar por ABS.

El prototipo del marco de la ventana de HQ Glass se imprimió en seis partes separadas, la parte más larga del marco medía 1.20 metros. El filamento ABS funcionaba bien con las resinas epoxy y acetona, que se usaron para pegar las piezas. Además, demostró ser resistente a la exposición prolongada a la luz ultravioleta, lo que permitió probar el prototipo en un entorno real. También demostró ser resistente al agua en un porcentaje.

Calentadores de vidrio de pared

Este fue el segundo proyecto realizado por el equipo de ML System usando impresoras 3D Zortrax. El fin de estos calentadores de vidrio de pared, era usar el mismo HQ Glass usado en las ventanas inteligentes y ponerlo en un marco que mantuviera el estilo moderno que se estaba buscando, pero que tuviera las funciones de calefacción.

La mayor ventaja de utilizar la tecnología impresión 3D en el proyecto fue la facilidad de diseñar y fabricar rápidamente varios marcos para el vidrio en diferentes dimensiones. El innovador calentador se va a poder encontrar en diferentes precios, dependiendo los requerimientos del cliente. Asimismo, como fuente va a poder usar la energía fotovoltaica para reducir la huella de CO₂.

Según la empresa, los mayores beneficios de implementar la impresión 3D como solución a sus procesos es el sorprendente porcentaje de ahorro en costos y tiempo.

Antes de usar impresoras 3D, contratan la fabricación de sus prototipos, dependiendo de la realización de la orden, lo que podría tardar aproximadamente dos semanas para recibir un prototipo. Ahora, gracias a la tecnología de Zortrax y sus impresoras 3D, el equipo puede empezar el prototipo en un día y al siguiente día empezar a hacer pruebas con él, además que estas impresoras pueden trabajar sin supervisión.

Ml System tiene planeado usar las impresoras en proyectos futuros, en específico las impresoras 3D M3 Plus van a imprimir conectores y montar plantillas para los planes fotovoltaicos, conectores para probar celdas DSSC.