Laboratorio de fabricación avanzada

El laboratorio de fabricación y diseño avanzados

De prototipo a prueba de concepto con tecnología punta

 DESPLÁCESE PARA SABER MÁS

Quiénes somos

El Dr. Ian Enochs es el investigador principal del Laboratorio de Fabricación y Diseño Avanzados. Este laboratorio fue creado para ser un recurso para que los científicos y colaboradores construyan y exploren nuevas tecnologías para mejorar la investigación y la recopilación de datos. Nate Formel, Graham Kolodziej y Nash Solderberg son los principales investigadores que utilizan y mantienen este recurso junto con el Dr. Enochs para impulsar la investigación realizada en el AOML.

| Ian Enochs, Ph.D.

Investigador principal

| Nate Formel

Director de proyectos

| Graham Kolodziej

Asociado de investigación

Nash Soderberg

Asociado de investigación

Noticias principales

La toma de muestras de ADN en el medio ambiente se actualiza y pasa a una nueva tecnología de código abierto

Científicos del Laboratorio Oceanográfico y Meteorológico del Atlántico (AOML) de la NOAA, del Instituto Cooperativo de Estudios Marinos y Atmosféricos (CIMAS) de la Escuela de Ciencias Marinas y Atmosféricas de la Universidad de Miami y del Instituto del Golfo Norte de la Universidad Estatal de Misisipi han diseñado un nuevo instrumento que proporcionará valiosa información sobre la biodiversidad de los ecosistemas acuáticos. Un artículo publicado recientemente en Hardware X describe el diseño y la creación de un muestreador automatizado de ADN ambiental (ADNe) subsuperficial (SASe), de bajo coste y de código abierto, para tomar muestras de ADNe en la columna de agua. El SASe representa un hito para el AOML, ya que es una de las primeras piezas tecnológicas que pasan por un riguroso proceso de transición desde los escritorios de los científicos en el laboratorio, pasando por los canales de aprobación de la organización, hasta llegar a la comunidad científica en general, con plena accesibilidad al público.

Impulsar la ciencia innovadora

Con la tecnología más avanzada.

El laboratorio de diseño y fabricación avanzada (AMDL) del AOML utiliza equipos de última generación para crear nuevas herramientas científicas, controlando el proceso desde la idea hasta el prototipo y la prueba de concepto. El laboratorio ha adoptado software CAD basado en la nube, impresoras 3D de modelado por deposición fundida y estereolitografía, una cortadora láser automatizada de 150W y una fresadora de PCB automatizada.

Estas herramientas están disponibles para uso doméstico o comercial, pero el hecho de reunirlas ha dado a los investigadores del AOML la capacidad de crear rápidamente prototipos y probar nuevas herramientas para ayudar a cumplir nuestros objetivos de investigación, reduciendo significativamente el tiempo de desarrollo. La tecnología y las herramientas creadas en el laboratorio se utilizan para colaborar con otras instituciones comprometidas con la innovación en la ciencia y la tecnología de código abierto.

Montaje de circuitos en el Laboratorio de Fabricación Avanzada del AOML
Montaje de circuitos en el Laboratorio de Fabricación Avanzada del AOML
Del sueño a lo digital
Impresión 3D avanzada
Prototipos de circuitos
Afinar y reajustar
Recogida inteligente de datos
Una vez identificada una necesidad de investigación y una posible solución, la pieza o la herramienta se crea digitalmente en el software CAD. La compatibilidad de la pieza, el tamaño, el aspecto e incluso la libertad de movimiento pueden probarse virtualmente antes de fabricar nada físicamente.
A continuación, se crea un archivo con el software CAD y se envía a las impresoras 3D, a la fresadora o a nuestra cortadora láser. La pieza se corta físicamente o se imprime en 3D en el laboratorio para probar su ajuste y funcionamiento. Si la pieza necesita un ajuste, volvemos al paso 1 para editar el componente según sea necesario, y luego producimos la nueva versión. Este rápido plazo de entrega hace que la fase de creación de prototipos sea increíblemente rápida.
Una fresadora de placas de circuito impreso se utiliza para crear placas de circuito personalizadas para sensores y muestreadores remotos. La placa de circuito se diseña en un software de diseño de placas de circuito impreso y se puede fresar en minutos en el laboratorio para luego montarla y probarla en la empresa, lo que acelera el proceso de creación de prototipos de placas de circuito.
Una vez que todos los componentes están terminados y encajados, se puede probar la herramienta completa. Una cámara de presión en el laboratorio nos permite comprobar si hay fugas, ya que la mayoría de nuestros equipos deben ser impermeables. Las pruebas rigurosas del funcionamiento de la herramienta en el laboratorio nos ayudan a limpiar el diseño y a solucionar cualquier problema con los circuitos o la codificación, asegurándonos de que el producto final hará lo que se pretende.
Por último, demostramos la prueba de concepto sobre el terreno probando el dispositivo repetidamente para asegurarnos de que se trata de una herramienta eficaz y coherente. Después de eso, está listo para su uso en el campo y la recopilación de datos para ayudar a cumplir nuestros objetivos de investigación.

El científico Nathan Formel diseña las piezas del dispositivo de muestreo subacuático utilizando el software CAD en el Laboratorio de Fabricación Avanzada Crédito de la foto: NOAA
Paso 1
Hardware impreso en 3D del Laboratorio de Fabricación Avanzada del AOMLFoto: NOAA
Paso 2
Un primer plano de una máquina que crea circuitos para instrumentos científicos en el Laboratorio de Fabricación Avanzada del AOML
Paso 3
Prueba de un muestreador submarino en un tanque submarino de alta presión después de su montaje en el Laboratorio de Fabricación Avanzada del AOML. Crédito de la foto: NOAA.
Paso 4
Paso 5

Herramientas de investigación

El muestreador automático de la subsuperficie

El muestreador de agua dual automatizado bajo la superficie fue diseñado por investigadores del Laboratorio Oceanográfico y Meteorológico del Atlántico de la NOAA y la Universidad de Miami para ayudar a los científicos a estudiar la química del agua en hábitats de arrecifes poco profundos. También fue creado para minimizar algunos de los obstáculos financieros en la investigación marina, sirviendo como una alternativa de bajo costo de código abierto a los muestreadores de agua existentes. Explora el sitio web del muestreador, utilízalo para guiarte en la construcción y el uso de tus propios muestreadores de agua, abraza el movimiento maker y mejora nuestro diseño. Si eres profesor, puedes descargarte planes de clase gratuitos que incluyen laboratorios y actividades relacionadas con la ciencia, la tecnología y la ingeniería. Visita el sitio y aprende a construir el tuyo.

Imagen de una bomba de transferencia de fluidos para la transferencia de bajo intercambio de gases y la filtración de volúmenes precisos y consistentes de muestras de agua de mar de los contenedores de muestreo para el análisis de la química de los carbonatos. Crédito de la foto: AOML, NOAA.

Transferencia y filtración de fluidos

Para el análisis químico de los carbonatos

El Laboratorio de Fabricación y Diseño Avanzado del AOML ha creado una bomba de transferencia de fluidos para la transferencia y filtración de volúmenes precisos y consistentes de muestras de agua de mar desde contenedores de muestreo para el análisis químico de los carbonatos.

Cámara de incubación submurible. Crédito de la foto: NOAA.

Cámara de incubación sumergible

Para el análisis de la respiración y la calcificación

Los científicos del AOML utilizaron el Laboratorio de Fabricación Avanzada para crear una cámara de incubación sumergible para analizar la respiración y la calcificación de corales y esponjas en el laboratorio.

Imagen de un muestreador de ADN ambiental que se está probando en el laboratorio. Un primer plano de la parte superior de los dispositivos muestra el agua que se mueve a través de los tubos mientras se realiza la prueba de muestreo en el laboratorio. Crédito de la foto, NOAA.

Muestreador de ADN ambiental

Para el muestreo de ADN en la columna de agua

Los científicos del AOML también crearon un muestreador automatizado de ADN ambiental (ADNe) bajo la superficie para tomar muestras de ADNe en la columna de agua. El diseño de código abierto de bajo coste, similar al del SAS, ayudará a los investigadores a tomar muestras de ADN electrónico a escalas temporales y espaciales más finas con fines de investigación y seguimiento.

Diseños de código abierto

SAS

Para el muestreo de agua y el análisis de los cambios en la química de los carbonatos en los arrecifes de coral

Un muestreador de agua dual automatizado bajo la superficie (SAS) para tomar muestras de agua y analizar los cambios en la química de los carbonatos en los arrecifes de coral a escalas temporales y espaciales más finas. Para saber más sobre este proyecto, visite su página.

SASe

Para el muestreo de ADNe en la columna de agua

Un muestreador automatizado subsuperficial de ADN ambiental (ADNe) llamado SASe que se utiliza para tomar muestras de ADNe en la columna de agua. El diseño de código abierto de bajo coste, similar al SAS, ayudará a los investigadores a tomar muestras de ADN electrónico a escalas temporales y espaciales más finas con fines de investigación y seguimiento.

CRANG

Para medir rápidamente el crecimiento de los corales

El sistema de evaluación rápida del crecimiento neto del coral (CRANG) es un sistema automatizado de incubación y muestreo no letal para estandarizar y agilizar las mediciones rápidas del crecimiento y la respiración del coral.

Bomba de transferencia de fluidos

Para la transferencia de muestras de bajo intercambio de gases y la filtración de agua de mar

Bomba de transferencia de fluidos: Una bomba de transferencia de fluidos para la transferencia de muestras de bajo intercambio de gases y la filtración de volúmenes precisos y consistentes de agua de mar de los contenedores de muestreo para el análisis químico de carbonatos.

Alimentadores automáticos

Para transferir los alimentos a los tanques experimentales

Un sistema de alimentación automatizado que consiste en una interfaz de usuario programable con la electrónica en una sola carcasa que controla hasta cinco bombas peristálticas remotas para transferir alimentos a los tanques experimentales en tiempos y volúmenes predeterminados.