El primer calibrador portátil para sensores químicos construido con Xometry

Xometry habló con George Psarras, ingeniero de diseño electrónico, sobre el avance de T4i Engineering en la industria de la instrumentación química. La empresa diseñó y creó un práctico dispositivo para calibrar los sistemas de detección química dentro y fuera del laboratorio con la ayuda de los servicios de impresión 3D y mecanizado CNC de Xometry.
T4i FemtoMachine® PRO field calibrator with a 3D printed case

T4i Engineering Ltd se fundó en 2014 como una start-up y comenzó a operar en el Centro de Innovación de Tecnología Avanzada de la Universidad de Loughborough (Reino Unido). 

Desde entonces, ofrece soluciones y servicios en las áreas de detección química, diseño electrónico especializado y ciencia de los materiales. En 2019, la empresa también comenzó a operar en Lavrio (Grecia).

T4i Engineering Ltd se especializó primero en el diseño de detectores químicos modulares, miniaturizados y adaptables, pero rápidamente se dio cuenta de que había un vacío en el mercado: un calibrador portátil y de precio razonable para estos detectores que pudiera utilizarse fácilmente in situ.

Creación de un nuevo dispositivo para satisfacer las necesidades del mercado

Detrás de esta innovación hay un factor clave: el hecho de que un detector químico debe recalibrarse regularmente para garantizar la precisión de los resultados. Sin embargo, el proceso de calibración y recalibración siempre había sido complicado, ya que los calibradores que ya existían en el mercado eran modelos de sobremesa y estaban pensados para ser utilizados exclusivamente dentro de los límites de un laboratorio.

El equipo de ingenieros de T4i trabajó en las diferentes iteraciones del prototipo hasta dar con la T4i FemtoMachine® DEMO. Este fue el primer dispositivo portátil con un tamaño equivalente a una hoja de papel A4.

Cuando el equipo presentó por primera vez este instrumento a un cliente, éste manifestó inmediatamente su interés por comprarlo. 

Una vez que Psarras y su equipo comprobaron el rendimiento del primer prototipo, trabajaron en una nueva iteración, la T4i FemtoMachine® PRO. 

La producción empezó a aumentar después de recibir la certificación de marcado CE. En la actualidad, T4i cuenta con la Universidad de Nuevo México (EE. UU.) y la Universidad de Helsinki (FI) entre sus diversos clientes.

¿Cómo funciona el T4i FemtoMachine® PRO?

El dispositivo está diseñado para producir corrientes de vapor con una concentración predefinida de compuestos químicos tanto en el laboratorio como en el exterior. Los usuarios sólo tienen que introducir un tubo de permeación sellado con el compuesto elegido en el compartimento designado de la FemtoMachine, seleccionar el nivel de concentración en la salida y ejecutar el método de calibración.

FemtoMachine, seleccionar el nivel de concentración en la salida y ejecutar el método de calibración.

El T4i FemtoMachine® PRO se utiliza principalmente para calibrar instrumentos de análisis químico, detectores y sensores.

Calibration of a photoionisation sensor for benzene using the T4i FemtoMachine® PRO © T4i Engineering
Calibración de un sensor de fotoionización para el benceno utilizando el T4i FemtoMachine® PRO © T4i Engineering

Sin embargo, también puede utilizarse para la formación en detección química. La empresa ofrece soluciones vanguardistas y altamente personalizables gracias a un diseño avanzado, la miniaturización y la creación rápida de prototipos.

La carcasa es una de las características clave del dispositivo

A pesar de la complejidad y la impresionante funcionalidad del dispositivo, la funda es una característica que los clientes valoran especialmente. «No esperábamos que la funda fuera una característica clave del dispositivo, pero los clientes pensaron lo contrario», explica Psarras. «Fue una verdadera innovación en términos de diseño: los dispositivos que ya existen en el mercado tienen forma cuadrada, son voluminosos, blancos y algo aburridos para los clientes».

La carcasa es un componente crucial del dispositivo, por lo que T4i Engineering prestó especial atención a su ergonomía, estética y diseño. Con esto en mente, Psarras decidió apostar por la impresión 3D para garantizar la máxima flexibilidad en cuanto a diseño, proceso de impresión y material.

El equipo de ingenieros había hecho algunos intentos en casa con su propia impresora 3D FDM, pero no estaban satisfechos con los resultados. Por eso recurrieron a los servicios de impresión 3D de Xometry y utilizaron el generador de presupuestos instantáneos, que les proporcionó toda la información necesaria sobre materiales, procesos de fabricación aditiva, plazos de entrega y costes.

Combinando los recursos en línea sobre la impresión 3D, el posprocesamiento en el sitio web de Xometry y los presupuestos instantáneos que obtuvo de la herramienta automatizada, Psarras llegó a la conclusión de que el SLS (sinterizado selectivo por láser) era la opción más rentable. Seleccionó PA 12, el material más adecuado de la lista de opciones, y una opción de acabado con tinte azul para satisfacer sus requisitos de ingeniería y estética.

The 3D printed casing dyeing in blue manufactured by Xometry © T4i Engineering
La carcasa impresa en 3D con tinte azul fabricada por Xometry © T4i Engineering

La facilidad de uso del generador de presupuestos instantáneos de Xometry

«Nos gusta mucho el análisis en línea, que proporciona un presupuesto automático y comentarios sobre la posibilidad de fabricación», afirma Psarras. Le gusta especialmente la rapidez de todo el proceso de pedido y la posibilidad de cambiar los parámetros para obtener al instante presupuestos de diferentes opciones. Antes, este proceso habría llevado horas de gestión por teléfono o por correo electrónico.

«Empezamos a utilizar el motor de presupuestos instantáneos hace unos dos años», explica Psarras. «Ahora la interfaz se ve mejor y tiene más opciones en cuanto a procesos y materiales».

Hace un par de años, el protocolo de la empresa obligaba a los ingenieros a pedir presupuestos a distintos proveedores. Los atractivos precios de Xometry destacaron y T4i Engineering consiguió que fabricaran algunas piezas. La rentabilidad y la calidad de las piezas les convenció para adquirir la mayoría de sus componentes mecánicos de Xometry.

Xometry no sólo produce la carcasa de plástico impresa en 3D, sino también piezas metálicas a medida que son fundamentales para el dispositivo. Estas piezas se fabricaron con mecanizado CNC en aluminio 6061 y acero inoxidable 316L debido a los requisitos de resistencia, peso y compatibilidad química.

Con unos pocos clics y para diferentes procesos de fabricación, los ingenieros pueden cargar varios modelos 3D en un único presupuesto y pedir las piezas desde la plataforma online. «Lo que ofrece Xometry es la facilidad para evaluar los diseños, obtener opiniones y precios sobre la marcha», afirma Psarras.

The 3D models of the parts forming the casing Psarras uploaded on the Instant Quoting Engine © T4i Engineering
Los modelos 3D de las piezas que forman la carcasa Psarras cargados en el Instant Quoting Engine © T4i Engineering

«Estoy más que satisfecho con esta herramienta automatizada. Y en caso de que tenga una pregunta o requisito específico, solo tengo que enviar un correo electrónico a Georgy Toskar, nuestro gestor de cuentas de Xometry».

Comunicación y proceso de producción impecables

Según Psarras, la fuerza de Xometry reside también en la gran comunicación entre el cliente y sus contactos de ventas y producción en la empresa.

Psarras subió el diseño de piezas intrincadas críticas que tenían requisitos de fabricación específicos. Por ejemplo, los componentes separados debían alinearse de forma muy precisa cuando se enroscaban entre sí. Para ello, el fabricante debía conocer estos requisitos.

El ingeniero de T4i se lo explicó todo a Georgy Toskar y Alexander Kosotin (director de producción de Xometry). «Sólo intercambiamos unos cuantos correos electrónicos y al final, las piezas que recibimos estaban correctamente fabricadas y se podían ensamblar entre sí», informa Psarras. «Personalmente, quedé muy contento con la comunicación con Georgy, el apoyo y toda la experiencia del cliente con Xometry».

T4i FemtoMachine® LCD: el próximo prototipo está en camino

T4i Engineering está experimentando con una nueva versión del calibrador, que ahora está equipado con una pantalla y un teclado. Esto permite al usuario activar y poner en marcha el método de calibración directamente en el dispositivo sin necesidad de utilizar un ordenador. Basta con añadir el tubo de permeación sellado con el compuesto elegido, controlar la concentración de salida y conectarlo al sensor que se desea calibrar. 

La empresa también está considerando aumentar el volumen de producción de sus calibradores. «En caso de que empecemos a producir la T4i FemtoMachine® en grandes volúmenes, probablemente pasaríamos de la impresión 3D SLS al moldeo por inyección de plástico», explica Psarras. 

«Como todavía estamos recopilando información sobre el diseño de la carcasa de la nueva versión LCD, preferimos seguir produciendo las carcasas con impresión 3D, hasta que estemos seguros de que no será necesario hacer más ajustes», concluye. «Pero tanto si se trata de impresión 3D como de moldeo por inyección de plástico, definitivamente nos abasteceremos de nuestras piezas con Xometry».

Más información

Acerca de T4i Engineering

T4i Engineering ofrece productos, soluciones y servicios en las áreas de análisis químico de campo (in situ), diseño electrónico especializado y ciencia de los materiales.

Más información sobre T4i Engineering: https://www.t4ieng.com/about-us/
Contacte con T4i Engineering: info@t4ieng.com

Acerca de Xometry Europe

Xometry es la plataforma de fabricación bajo demanda líder en el mundo. Ofrecemos una red de enorme capacidad y presupuestos online instantáneos para ayudarle a acelerar sus proyectos.

Nuestra red europea de más de 2.000 instalaciones de fabricación nos permite mantener sistemáticamente unos plazos de entrega rápidos, al tiempo que ofrecemos una amplia gama de capacidades, como el mecanizado CNC, la impresión 3D, la fabricación en chapa metálica, el moldeo por inyección y la fundición a presión.

Xometry trabaja con una base de clientes muy diversa, que va desde empresas de nueva creación hasta compañías de la lista Fortune 100, como BMW y Bosch.

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