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La neurociencia se une al diseño: cómo Air Up utiliza herramientas rápidas impresas en 3D para crear prototipos de botellas de bebida aptas para alimentos

10 Mayo 2022

Ingenieria

Entrevista

Scale Up Air Up , con sede en Múnich, ha iniciado una nueva tendencia de bebidas saludables al vender botellas que dan sabor al agua utilizando un principio llamado olor retronasal. 

Apenas dos años después de su fundación, air up celebró el hito de 1 millón de clientes y pudo crecer a alrededor de 240 empleados hoy en marzo de 2022.  

La impresión 3D desempeñó un papel clave en el proceso de desarrollo, tanto para la impresión directa de prototipos como para la producción rápida de herramientas para la fundición de silicona para crear prototipos aptos para alimentos, lo que ahorró tiempo y dinero a los jóvenes y les permitió ingresar al mercado más rápido. 

En esta entrevista, Tim Jäger, uno de los cinco fundadores y actual CTO de la empresa, habla sobre la idea, la tecnología y cómo usaron sus impresoras 3D de estereolitografía (SLA) Form 3 y Form 3L para crear prototipos funcionales detallados. para perfeccionar su diseño.

La neurociencia se une al diseño

Tim Jäger y su socia fundadora Lena Jüngst tuvieron una visión de su propio producto que tendría un efecto positivo tanto en la salud como en la sostenibilidad durante su licenciatura en diseño de productos. Los dos temas juegan un papel clave en la sociedad actual, lo que los convierte en factores cada vez más importantes en el éxito económico de los nuevos productos. 

Enfermedades como la diabetes, a menudo causadas por hábitos alimenticios y de bebida poco saludables, llamaron su atención en particular. Un factor clave suele ser el contenido de azúcar oculto en las bebidas, del que los consumidores no son conscientes. 

En conversaciones con médicos y pacientes, también se hizo evidente que a muchas personas simplemente no les gusta el sabor del agua pura y, por lo tanto, a menudo recurren a bebidas endulzadas con más sabor, como refrescos y jugos.

Con el lema “hacer de un estilo de vida saludable y sostenible la opción más atractiva”, Jäger y Jüngst querían encontrar un compromiso que hiciera más atractivo para más personas beber agua, o incluso inspirarlas a beber más. 

“Lo que muchos consumidores no saben es que, en realidad, hasta el 80 por ciento de nuestro sabor no está definido por la boca o la lengua, sino por la nariz. Es decir, por el aire que exhalamos cuando saboreamos algo”, explica Jäger

El producto air up se compone de un sistema de bebida y de vainas de sabores variados.

La pareja utilizó este fenómeno -conocido como olor retronasal- para la tecnología de su nueva botella de agua. A través de las vainas de sabor de la boquilla, al beber suben a la cavidad bucal burbujas de aire aromatizado que llegan a los receptores olfativos a través de nuestra faringe. Estos son los encargados de transmitir el olor al cerebro. Como el olor de las vainas proviene de la garganta, nuestro cerebro reconoce el olor pero lo percibe como un sabor.

El agua pura resulta más atractiva para beber, pero sigue siendo saludable y sin azúcares añadidos ocultos.

Además, dependiendo del sentido del gusto del usuario, las cápsulas aromáticas pueden aromatizar al menos entre cinco y siete litros de agua, lo que significa menos desperdicio de botellas de agua de plástico PET desechables.

Elección del método adecuado para la creación de prototipos

Para Jäger, la impresión 3D ha sido durante mucho tiempo una herramienta clave para idear un concepto de producto final de forma rápida y económica. 

Tras decidir hacer realidad el tema de su tesis de licenciatura, Jäger y Jüngst tuvieron que elegir primero el proceso de impresión 3D adecuado para construir los primeros prototipos de la botella para beber según los requisitos que tenían.

El laboratorio de prototipos de air up está equipado con una impresora 3D SLA de gran formato Form 3L y con impresoras de sobremesa Form 3.

Como principio básico, era importante que los materiales del prototipo pudieran crear piezas impermeables.

“Por supuesto, también necesitamos piezas herméticas y seguras para los alimentos. Y el uso de piezas seguras para los alimentos, en particular, suele resultar difícil en la impresión 3D. El utillaje rápido impreso en 3D me permite crear piezas seguras para los alimentos mucho mejor y, sobre todo, mucho más rápido”, explica Jäger.

El utillaje rápido combina las herramientas impresas en 3D con procesos de fabricación tradicionales como el moldeo por inyección, el termoformado y la fundición de silicona. Esto permitió a Jäger y su equipo trabajar con silicona, que casualmente es el material que se utilizó para el producto de consumo final. También significó que los cambios de diseño en los prototipos podían hacerse de forma flexible, rentable y rápida.

Un prototipo producido en White Resin se lava con la Form Wash L después de la impresión.

El equipo fundador colaboró estrechamente con el socio de Formlabs Beta2Shape, que utilizó su amplia experiencia en impresión 3D para apoyar al joven equipo con asesoramiento profesional y orientación con el método, aumentando masivamente la productividad en las primeras etapas del proceso de desarrollo.

Los fundadores de air up adquirieron primero una Form 2 y luego ampliaron sus capacidades de impresión con una Form 3 y una Form 3L durante el desarrollo del producto.

Además de la fundición de silicona para las complejas boquillas, las impresoras 3D SLA de Formlabs también se utilizaron para otras piezas, incluida la producción de prototipos de los mecanismos de las cápsulas y las pajitas para beber.

En la actualidad, Beta2Shape sigue apoyando la ampliación de su experiencia en impresión 3D para nuevos proyectos de utillaje y prototipado rápido.

Prototipos aptos para alimentos con fundición de silicona

Para que los consumidores puedan disfrutar de un placer de beber puro y variado por medio de la aromatización retronasal, había que cumplir requisitos especiales en cuanto al diseño de la boquilla y la vaina de sabor.

Jäger describe la solución de la siguiente manera: “Utilicé la impresión 3D para crear un molde en el que pudiera verter la silicona. Probé cientos de variaciones y siempre pude iterar los prototipos en un material genuinamente acabado”.

Los moldes impresos en 3D y la silicona de fundición permitieron a Jäger ser especialmente preciso tanto en los detalles como en la exactitud dimensional sin perder un tiempo valioso.

“Formlabs nos ha hecho posible el mecanizado rápido con su tecnología. No puedo conseguir la precisión que necesito con el modelado por deposición de fusión (FDM)”, afirma Jäger.

Una pieza prototipo impresa en 3D en resina blanca.

El material elegido durante la creación de prototipos fue predominantemente la resina White, ya que podía utilizarse de forma bastante universal, especialmente al principio del proceso de diseño. También se utilizaron de vez en cuando resinas biocompatibles y resina modelo de la serie de resinas dentales para la creación rápida de prototipos.

Poder de diseño en lugar de una planta de máquinas

“No queríamos construir una planta de máquinas aquí, sino poner realmente el poder en manos del diseñador”, dijo Jäger.

El fácil manejo de las impresoras 3D de Formlabs hizo que los propios diseñadores pudieran producir prototipos a partir de sus diseños, probarlos de inmediato y hacer cambios con facilidad. 

Jäger también subraya la importancia que pueden tener las impresoras 3D en el proceso de diseño. “Lo que creo que a menudo se subestima es que el diseñador sólo puede ver realmente lo que es posible hacer una vez que tienes la impresora, porque te abre un horizonte completamente nuevo”, dijo Jäger.

Además, Jäger hizo una comparación cuantitativa entre el utillaje rápido con sus impresoras 3D internas y el prototipo subcontratado con fundición de silicona. Una iteración con utillaje rápido tarda 24 horas y cuesta unos 16 euros en material. En cambio, la subcontratación del proceso tardó cuatro semanas y requirió unos 20.000 euros

Utillaje rápido con impresión 3D

La Form 3 y la Form 3L han permitido a Air Up realizar gran parte de su proceso de desarrollo de productos con utillaje rápido. Las iteraciones internas y las pruebas de prototipos no sólo han ahorrado tiempo y dinero a la empresa de Múnich, sino que también le han permitido mejorar continuamente la calidad de sus productos.

Además del conformado de silicona utilizado por air up, también son posibles otros métodos de utillaje rápido como el termoformado y el moldeo por inyección con moldes impresos con SLA.