Dec 23, 2020

Caitlin Gorin: estudiante de estándares

Por Dan Bergels

No todos los estudiantes de secundaria tienen una impresora 3D en su hogar, y no todos los estudiantes de secundaria tienen más que un interés pasajero en un aparato doméstico tan avanzado. Pero Caitlin Gorin sí los tiene.

Y para esta estudiante de Presentation High School de San José, California, EE. UU. que hoy tiene 16 años, la afirmación de que tiene interés puede quedarse corta. El padre de Gorin es un ingeniero de integración de sistemas que una vez llevó a su casa una impresora 3D que pidió en préstamo. Allí empezó todo.

"Ahora tenemos en casa una Lulzbot Taz 5, y me encantó la manera en que la impresión en 3D resultó una herramienta efectiva para reemplazar piezas de cualquier cosa", dice Gorin.

Ella recuerda que, en cierto momento, mientras cursaba el séptimo grado, se rompió el perchero de su padre y ella vio la oportunidad de crear uno. "Vi eso como la excusa perfecta para usar la impresora 3D para hacer un perchero de repuesto", dice.

Gorin quería imprimir el perchero usando un material que no se rompiera. Tenía acceso a una variedad de polímeros utilizados en impresión 3D, como PLA (ácido poliláctico), ABS (acrilonitrilo butadieno estireno), HIPS (poliestireno de alto impacto) y PETG (tereftalato de polietileno), por lo que decidió probar la resistencia de los diferentes plásticos.

Después de investigar un poco en línea, Gorin descubrió los estándares de ASTM International y desarrolló un experimento que utilizaba el método de prueba para las propiedades tensiles de los plásticos (D638). Ella no tenía acceso a una máquina de prueba universal (UTM) de grado industrial (un dispositivo que se utiliza para evaluar las resistencias de los materiales a la tensión y a la compresión), por lo que improvisó. "Colgué una balanza de cocina de la parte superior de un marco de madera que construí y la fijé a mi espécimen de prueba, que estaba aprisionado entre dos trozos de metal y sujetado mediante tuercas de mariposa", explica. "Por otra parte, construí un eje impulsor que usaba un taladro para crear movimiento vertical y someter las piezas a fuerzas hasta romperlas".

En séptimo grado, Gorin fue nominada por la Feria de Ciencias Synopsys (Synopsys Science Fair) para competir en la Feria de Ciencias e Ingeniería de California (California Science and Engineering Fair, CSEF) por su proyecto sobre la prueba de la resistencia tensil de los plásticos de impresión 3D. En octavo grado, volvió a utilizar la impresión 3D para un proyecto enfocado en el blindaje de teléfonos celulares contra la radiofrecuencia.

Gorin continuó usando los estándares de ASTM International durante sus primeros dos años en la preparatoria, principalmente para diseñar y construir su propia máquina de prueba universal en miniatura con un sistema de doble unidad (un sistema que combina una unidad de estado sólido y un disco duro giratorio tradicional). Los estándares que recolectó le ayudaron a resolver cómo quería diseñar su máquina; su objetivo era realizar pruebas de otros estándares más allá de la resistencia tensil de los plásticos. Ella se enfocó principalmente en cuatro estándares del subcomité sobre propiedades mecánicas (D20.10), que forma parte del comité sobre plásticos (D20).  Estas pruebas se centraban en:

• Tensión (D638, ya mencionado)
• Flexión (D790)
• Compresión (D695)
• Cizallamiento (D537)

"Cuando comencé a desarrollar mi mini-UTM, no podría encontrar nada en Internet ni en YouTube", dice. "Después de la presentación en la CSEF, comencé a ver que aparecían más sitios web de 'hágalo usted mismo' sobre cómo hacer una máquina de pruebas".

Durante su segundo año, mientras hacía más experimentos de impresión 3D, Gorin notó que en una de sus construcciones se había producido deformación y separación de capas. Cuando no pudo localizar un estándar de ASTM para efectuar una prueba, se comunicó con el comité, que estuvo de acuerdo en que había una carencia. Ahora, Gorin está desarrollando su propio método de prueba, que espera que algún día llegue a ser un estándar de ASTM International.

Al trabajar en el laboratorio de ciencia de materiales de la Universidad Santa Clara (Santa Clara University), Gorin usó una UTM Instron para efectuar sus pruebas. Ella presentó su proyecto en la competición de este año de la Feria de Ciencias Synopsys (Synopsys Science Fair), que se realizó en línea el 11 y el 12 de marzo, y se llevó a casa el primer premio, que la califica una vez más para la CSEF.

De ahora en adelante, ella tiene grandes planes para el futuro. "Las posibilidades futuras no tienen límite. Lo que puedo decir con seguridad es que me encanta trabajar con la fabricación aditiva y probar diferentes materiales, especialmente hasta su punto de ruptura. Me divierto mucho trabajando en este tipo de proyectos. Tal vez tenga la posibilidad de hacer una carrera en este campo".

Dan Bergels es director de comunicaciones de ASTM International.