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“La impresión 3D permite a científicos e ingenieros crear prototipos rápidamente y superar los límites de lo posible.”
DZDina ZimmermannIngeniera estructural en IdeaSquare, CERN
CERN
Leer la historiaEl CERN, en tres números
El CERN — la Organización Europea para la Investigación Nuclear — ha estudiado las partículas que componen la materia desde Ginebra desde 1954, con más de 12000 personas y el Gran Colisionador de Hadrones. Las impresoras Original Prusa funcionan en todos sus departamentos, y parte de lo que imprimen va al túnel.
- 12,000+people at CERN
- 27 kmthe LHC ring
- 100 munderground
27 kmel anillo del LHC · 100 m bajo tierra
Mantenerlo alineado es un desafío debido a los propios movimientos de la Tierra — y a esta escala, todo debe hacerse a medida.
Una máquina de 27 kilómetros que la Tierra mantiene en movimiento
- ProblemaEl Gran Colisionador de Hadrones está enterrado a 100 metros bajo tierra y se extiende 27 kilómetros, y debe permanecer perfectamente alineado para que los experimentos tengan sentido. Los propios movimientos de la Tierra trabajan en contra de eso. [3D Printing Now 01/2024, p26] “Gracias a la escala y complejidad del LHC, es natural que todo deba hacerse a medida.” [p26]
- SoluciónLos ingenieros del CERN diseñan y producen los sensores, sistemas de control y aceleradores que miden y ajustan las posiciones de los grandes imanes. La impresión 3D se utiliza no solo para pruebas, sino para piezas que se instalan directamente en los túneles del LHC. [p26] Las impresoras no se guardan en un solo laboratorio: en la visita de Prusa se encontraron en todos los departamentos, desde mantenimiento y IT hasta las instalaciones de investigación. [blog]
- ValorEl cuadro de beneficios lo presenta como “reduce costes con modelos impresos en 3D utilizados directamente en el LHC” y “acelera la creación de piezas para entornos extremos”. [p27]
“Utilizamos mucho la impresión 3D. No es solo para pruebas, también la usamos para crear piezas que van directamente a los túneles del Gran Colisionador de Hadrones.”
Jonas Kampp, ingeniero de mecatrónica en el CERN (blog de Prusa)
Una cuenta que transporta un cable de 200 metros
- ProblemaLas distancias en una parte crítica del LHC se miden con un cable frágil de 200 metros — a cada lado de los cuatro experimentos. Gran parte del resto del equipo funciona con fibra óptica frágil, donde una curva demasiado pronunciada agrieta el vidrio interior y arruina la señal. [p26–27; blog]
- SoluciónUna cuenta hecha en una impresora 3D Original Prusa transporta el cable y lo protege de daños [p26] — costó mucho tiempo y muchos intentos hacerlo bien [blog]. A su alrededor, carcasas y guías impresas salvaguardan la óptica: el módulo de fotodetección FSI tiene un componente impreso que organiza las fibras ópticas en bobinas ordenadas para que nunca se doblen bruscamente. [p27]
- ValorEstos no son modelos de piezas. Son las piezas, en el túnel, realizando las mediciones — impresas porque a esta escala todo es único de todos modos. [p26]
Pruébalo en plástico antes de comprometer el material caro
- ProblemaUna herramienta para el LHC debe demostrar ser fiable antes de que se le asigne el material caro — y en el CERN el material caro puede ser el objetivo principal del experimento. [p27]
- SoluciónImprime la prueba. Se realizó una impresión de viabilidad para un sensor del sistema de nivelación hidrostática para explorar si la pieza podía imprimirse en metal y reducir el coste de producción [p27; blog]. Un conector prototipo entre dos sensores del sistema de posicionamiento de cables siguió el mismo camino — y fue rediseñado varias veces antes incluso de que se publicara el artículo. [p27; blog] Los conectores de tuberías impresos se fabrican a medida y son fácilmente modificables — una propiedad que una pieza mecanizada pierde en el momento en que existe. [p27, pie de foto]
- Valor“A menudo, estos modelos impresos se utilizan incluso como productos finales.” El cuadro de beneficios añade la otra mitad: reduce el uso de material caro en las pruebas de prototipos y produce prototipos de uso final rápidamente para proyectos de alto riesgo. [p27]
Cambiar la muestra sin apagar el haz
- ProblemaEl acelerador CLEAR del CERN dirige un haz de radiación a las células cancerosas para preservar el tejido sano que las rodea. El experimento necesita muestras irradiadas intercambiadas rápidamente — y con radiación en la sala, la seguridad humana es lo primero, por lo que nadie puede simplemente entrar y hacerlo. [p27; blog] El proyecto VITO tiene el mismo problema de una forma diferente: muestras líquidas en un entorno de alto vacío, donde abrir y cerrar el equipo para cambiar una cuesta tiempo. [p27; blog]
- SoluciónEn IdeaSquare — el taller donde mentes jóvenes trabajan junto a científicos experimentados, una solución robótica impresa en 3D intercambia las muestras sin interrumpir el haz, y las propias cajas de muestras se imprimen allí. [p27; blog] Para VITO, un soporte especial y un capilar de 8 mm impreso en 3D permiten cambiar las muestras sin detener el experimento. El capilar se imprime con resina en una Original Prusa SL1. [p27; blog]
- ValorEl haz sigue funcionando, la gente se queda fuera de la sala y el experimento deja de esperar su propia limpieza. [p27]
“La impresión 3D permite a científicos e ingenieros crear prototipos rápidamente y superar los límites de lo posible,”
Dina Zimmermann, ingeniera estructural en IdeaSquare, CERN
¿Podría tu laboratorio imprimir la pieza en lugar de esperar por ella?
Cuéntanos qué estás construyendo. Volveremos con las máquinas, los materiales y las piezas que otros grupos de investigación imprimen primero.
¿Todavía no sabes dónde encaja la impresión 3D en tu aula?
Mira lo que imprimen otras empresas — un aula, un hangar, una planta de coches, una clínica de trasplantes.
Caso de cliente — ETH Zúrich
Todas las más de 100 impresoras de la ETH Zúrich fueron construidas por un estudiante
El programa HYTAC del departamento de arquitectura forma a más de 300 estudiantes por trimestre, y cada uno de ellos ensambla un kit Original Prusa en dos días antes de imprimir nada. Comenzó como un problema de mantenimiento: la universidad podía financiar las máquinas, pero no a las personas para mantenerlas en funcionamiento.
- Más de 100impresoras Original Prusa
- Más de 300estudiantes formados por trimestre
- 20impresoras reemplazadas cada año
“No puedo imaginar un mundo sin impresión 3D. ¡Simplemente no funcionaría!”
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Preguntas de tu equipo, respondidas
Lo que ingeniería, calidad y compras suelen preguntar antes de la primera impresión.
Ingeniero de Fabricación
Herramientas / producción
Ingeniero de I+D
Materiales / durabilidad
Ingeniero de Calidad / Trazabilidad
Garantía de calidad
Técnico de Mantenimiento
Recambios / reparaciones
Jefe de Compras
Compras