LA TECNOLOGÍA AL ALCANCE DE TODOS

Autor: José Huertas Montes - IES LOS BOLICHES - FUENGIROLA (MÁLAGA)

IMPRESORAS 3D

Cuando hablamos de impresión 3D hemos de tener en cuenta una serie de aspectos importantes que tienen relación con la misma, como son:

  • Su historia.
  • Tipos de impresión.
  • Tipos de materiales.

 

 

Se considera que las precursoras de la impresión 3D fueron las impresoras de chorro de tinta, nacidas allá por 1984. Algunos de los principales hitos de la carrera de la impresión 3D han sido:

  • En 1992 sale al mercado la primera máquina de impresión 3D del tipo SLA (estereolitográfico).
  • En 2005 se funda RepRap, en la Universidad de Bath*, una iniciativa de código abierto para construir una impresora 3D que pueda imprimir la mayoría de sus propios componentes.
  • En 2006 se construye la primera máquina del tipo SLS (Sintetización de laser selectivo) viable, la cual utiliza un láser para fundir materiales en el proceso de impresión 3D.
  • En 2008 el proyecto RepRap saca a la luz Darwin, la primera impresora 3D con capacidad de imprimir la mayoría de sus propios componentes.
  • En 2009 Industrias MakerBot* comienza la venta de kits de montaje que permiten a los compradores fabricar sus propias impresoras 3D y productos.
  • En 2011 se construye el primer avión con impresión 3D, diseñado en la Universidad de Southampton, y comienza la impresión en 3D en oro y plata.
  • En 2012 doctores e ingenieros holandeses trabajan conjuntamente, con una impresora 3D especialmente diseñada por la empresa LayerWise *, con el objetivo de imprimir prótesis de mandíbulas personalizadas.
  • En 2014 la empresa Carbon3D* desarrolla una nueva tecnología llamada Continuous Liquid Interface Production (CLIP)*.
  • En 2015 la empresa SprintRay*, por medio de la plataforma Kickstarter, lanza un nuevo modelo de impresora 3D Desktop con tecnología CLIP.

Tipos de impresión

En la actualidad, en el mercado pueden encontrarse dos tipos principales de impresoras 3D, que responden a dos tecnologías distintas de impresión:

Impresora 3d

Las impresoras 3D de adición, en las que se va añadiendo el material a imprimir por capas (también se llaman “de inyección de polímeros”). Conocida como impresión por deposición o extrusión (Fusion Deposition Modeling, FDM), el objeto se forma mediante la adición de capas de un material que va fundiendo un cabezal o extrusor.  https://pixabay.com/es/impresora-3d-presi%C3%B3n-1455169/. Impresora 3d (Dominio público)

Las impresoras 3D de compactación, más caras que las de adición, pero también bastante más precisas; son aquellas en las que una masa de polvo se compacta por estratos (capas). En este grupo se pueden distinguir 2 tipos:

  1. SLA, conocida como fotopolimerización o estereolitografía. En este caso se realiza mediante una luz ultravioleta o láser.
  2. Compactación mediante láser o SLS (sinterizado selectivo por láser). El láser de la impresora compacta un material en forma de polvo, similar al yeso. Se van añadiendo capas de este material y solidificando las diferentes áreas para ir dando forma a la pieza.
Impresión sla
 
 

En el ámbito educativo las impresoras más utilizadas son las de adición (FDM), en las que, grosso modo, lo que se  hace es derretir plástico y depositarlo capa a capa hasta crear un objeto.

 

Tipos de materiales

Aunque existen multitud de materiales con los que se puede imprimir en 3D, por su popularidad, vamos a centrarnos en los polímeros o plásticos.

Dentro de este grupo los más destacados son:

  • ABS (acrilonitrato butadieno estireno).
  • PLA (poliácido láctico).
  • PET (tereftalato de polietileno).
Materiales 3d
 

Existen otros compuestos especiales como son:

  • Filaflex: filamento elástico con una base de poliuretano y otros aditivos que le confieren una gran elasticidad. La impresión con este material es lenta. Se utiliza para imprimir zapatillas, prótesis, carcasas para teléfonos móviles, etc.

 

  • Laywoo-D3: su composición de polímero y serrín o polvo de madera le da una textura muy particular.

 

 

En este artículo de 3D Natives o en este otro de Tecnonauta puedes ampliar tus conocimiento sobre los distintos materiales que se usan en la impresión 3D.

La impresión 3D necesita de un diseño previo. A la hora de diseñar objetos en 3D tenemos múltiples posibilidades, de modo que dependiendo de nuestras necesidades podremos elegir entre diferente software:

  • FreeCAD (enlace en inglés). Es un programa multiplataforma (Windows, Mac y Linux) de modelado 3D creado inicialmente para diseñar objetos de la vida real de cualquier tamaño. FreeCAD es de código abierto y altamente personalizable, programable mediante scripts y extensible.

 

  • SketchUp. Este programa de modelado 3D, disponible para distintas plataformas, destaca por su facilidad de uso. Tiene versiones gratuitas para docentes y estudiantes.

 

  • Tinkercad. Es un programa de diseño 3D accesible online, desde un navegador, y funciona en cualquier plataforma siempre que el navegador soporte HTML5/WebGL. Los navegadores recomendados son Chrome y Firefox. Tinkercad destaca por su facilidad de uso, gracias a la utilización de formas prediseñadas que se pueden combinar y modificar dando lugar a todo tipo de objetos en 3D. Otra de sus principales características es el almacenamiento en la nube, lo que nos permite acceder a nuestros modelos desde cualquier ordenador, así como la posibilidad de importar modelos en 2D que pueden ser convertidos fácilmente en objetos 3D.

 

Diseño con  tinkercad

Proceso de diseño e impresión 3D

 


 

El objetivo de esta tarea es crear y modelar un modelo desde 0 en Tinkercad u otro programa de creación 3D que pueda generar un archivo .STL.

 PASO A PASO

  1. Crear un modelo 3D.
  2. Obtener el fichero .stl.
  3. Entregar el fichero .stl.

 AYUDA PARA LA ACTIVIDAD:

Para realizar la entrega, tienes que enviar un correo electrónico con el fichero en formato .stl

 

Personaliza un objeto de Thingiverse (obligatoria)

 

El objetivo de esta tarea es descargar un objeto de Thingiverse y personalizarlo para que aparezca tu nombre y si lo deseas alguna otra modificación más.


PASO A PASO
  1. Descargar un objeto de Thingiverse.

  2. Personalizar el objeto para que aparezca tu nombre.
  3. Obtener el fichero .stl del objeto personalizado.
  4. Entregar el fichero .stl del objeto sin personalizar y el fichero .stl del objeto personalizado.

REQUISITOS DE FINALIZACIÓN

La actividad se considerará finalizada cuando envíes tu entrega y el tutor/a la califique como Superada.


Software de impresión

Una vez diseñado el objeto 3D que queremos imprimir, para procesarlo en el software de laminado, es necesario exportarlo a unos tipos específicos de archivos que definen la geometría de los objetos 3D y que son los que admiten dichos programas de laminado cuya extensión debe ser .stl o .obj*.

 

Cura programa diseño

 

Creative tools. Cura diseño impresión (CC BY)

Los archivos .stl deben ser transformados, a su vez, en un archivo que pueda ser “leído” por la impresora. Para este cometido podemos elegir entre:

  • Cura*. Esta aplicación Open Source está disponible para distintos sistemas operativos (Linux, Mac y Windows) y destaca por su versatilidad, puesto que puede dar respuesta tanto a usuarios noveles como a expertos gracias a sus más de 200 posibilidades de ajuste.

 

 

 
 

 

Impresión 3D paso a paso

 

  • Simplify*. Esta aplicación de pago, disponible también para Linux, Mac y Windows, destaca por su gran capacidad de configuración, así como por la optimización para la impresión con doble extrusor. Existe una versión educativa con todas las funcionalidades de la original a un precio más reducido.

 

 

 

[email: profesordetecnologia@iesboliches.org] web realizada por: José Huertas (IES Los Boliches)