A medida que la impresión 3D se vuelve más accesible y las impresoras se vuelven cada vez más económicas, los investigadores académicos están generando una gran cantidad de nuevas creaciones útiles. También están revisando ideas anteriores para ver si la nueva tecnología permite poner en práctica ideas que antes no eran prácticas. Esto último es exactamente lo que hicieron los investigadores del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL) del MIT, y terminaron construyendo una nueva cremallera de tres lados basada en el diseño de un profesor de cuatro décadas de antigüedad.
El profesor en cuestión es William Freeman, a quien se le ocurrió la idea de una cremallera de tres lados en 1985. Sugirió que la cremallera podría permitir que los materiales pasen de ser blandos a rígidos, ya que aprovecharía la rigidez estructural natural de un triángulo. Luego, cuando el material ya no necesitaba ser rígido, se podía abrir la cremallera y volvía a su forma flexible, lo que facilitaba su embalaje y transporte.
El diseño original de Freeman utilizaba cinturones con dientes de madera para crear la cremallera y un control deslizante para cerrar y desabrochar los cinturones. Lo presentó en un concurso de diseño y no ganó, pero aun así patentó el diseño. Pasaron unos 40 años y el equipo de investigadores del MIT decidió darle otra mirada a la idea. Esta vez, la tecnología de impresión 3D permitió a los investigadores crear cremalleras de plástico personalizadas para una variedad de situaciones diferentes, desde acampar hasta dispositivos portátiles.
Las cremalleras 3D pueden resultar útiles de muchas formas
El equipo demostró cuán útiles podrían ser las cremalleras 3D mediante la creación de una serie de prototipos, cada uno de los cuales las usaba de una manera ligeramente diferente. Un prototipo era una tienda de campaña plegable, que utilizaba cremalleras 3D en lugar de los tradicionales postes de la tienda.
El diseño único fue significativamente más rápido de montar que una tienda de campaña tradicional, ya que cada brazo se podía cerrar con cremallera en segundos en lugar de minutos. En total, los investigadores descubrieron que les llevó un minuto y 20 segundos montar su nueva tienda de campaña, en comparación con los 6 minutos de una tienda tradicional. Además de ser una innovación útil para acampar y viajar con mochila, los investigadores también observaron que las estructuras con cremalleras más grandes podrían usarse potencialmente para misiones de rescate o ayuda en casos de desastre.
Otro de los prototipos de cremallera 3D del equipo fue un robot que usaba un motor para cerrar y abrir partes de sus piernas. El mecanismo de cremallera le permitió aumentar rápidamente la altura de cada pierna para superar obstáculos y luego disminuir su altura nuevamente para una mejor estabilidad en terrenos más planos. El diseño de la cremallera también resultó útil para una muñeca escayolada, donde se podía cerrar para brindar protección contra impactos pero se podía abrir rápidamente cuando el usuario necesitaba más movilidad.
El equipo vio diferentes resultados con diferentes plásticos.
Vale la pena ver el vídeo a continuación para ver cada prototipo en acción y ver las otras ideas del equipo, que incluyen una instalación de arte en movimiento donde una cremallera crea una enredadera retorcida. Por supuesto, la utilidad en el mundo real de todos estos diseños sería limitada si no fueran lo suficientemente duraderos como para cerrarlos y abrirlos repetidamente.
Al final resultó que, las cremalleras demostraron ser lo suficientemente duraderas como para soportar un uso prolongado. Los investigadores descubrieron que el uso de filamentos de impresión 3D comunes para el consumidor era suficiente para producir cremalleras duraderas, pero que el filamento PLA era más duradero que el filamento TPU. Por otro lado, el uso de TPU dio lugar a cremalleras más flexibles. Después de probar sus diseños de cremalleras hasta que se rompieron, el equipo descubrió que se podía esperar que sus cremalleras duraran alrededor de 18.000 ciclos a lo largo de su vida.
Si bien el estudio inicial encontró muchos usos para el nuevo diseño, el equipo observó que aún quedaban muchas otras ideas por probar. Dieron el ejemplo del uso de un diseño de cremallera para tomar muestras de rocas en una nave espacial y agregaron que se podrían desarrollar otros dispositivos portátiles flexibles junto con el yeso en la muñeca. Si Freeman no hubiera patentado su diseño original de cremallera 3D, podría haberse perdido en la historia. Pero ahora que finalmente se ha desarrollado la tecnología para hacerlo realidad, podría resultar útil de diversas maneras en el futuro.
