Charla de Impresoras 3D: IES Alhadra

El pasado 19 de Febrero tuve el placer de asistir como ponente a una actividad de carácter divulgativo sobre impresoras 3D impartiendo una charla a los alumnos de secundaria del Instituto de Educación Secundaria Alhadra (Almería).

En dicha charla, contaba con alumnos desde segundo de la ESO (Educación Secundaria Obligatoria) hasta alumnos de los módulos que se ofertan en este centro.

Tras el comienzo de la presentación, y para hacerla más amena, se les hizo una breve introducción histórica de la impresión en 3D, desde los inicios en los años 80 con las primeras patentes a la situación en la que estamos actualmente, pasando por las principales tecnologías de impresión en 3D que existen a día de hoy.

Para acercarles más la impresión 3D, a continuación, les expliqué como está la situación de la impresión 3D en este momento, mediante diversos ejemplos y algún caso práctico intenté que le viesen utilidad y potencial a herramientas como la impresión y el diseño en 3D, y por supuesto, qué hacen dichas impresoras.

Durante todo el acto, mediante una cámara fija, se proyectó la impresión 3D en directo de la Hephestos de bq para que todos los asistentes observaran como se conformaba el modelo. Mientras tanto, en el centro del salón de actos la Lulzbot TAZ 5 realizaba otra impresión.

Para finalizar, vimos los tipos de materiales (ABS, PLA, Nylon, PET, HIPS...) más comunes utilizados en la fabricación FDM (Fused Deposition Modelin) o FFF (Fabricación con Filamento Fundido), es decir, la tecnología que a día de hoy más se está extendiendo para usuarios primerizos y a nivel domestico.
Por último, realizamos un ejemplo de generación de código G a partir de un modelo 3D mediante el uso del software CURA de Ultimaker.

La experiencia ha sido muy agradable debido al excelente trato recibido por los asistentes del centro y especialmente por la hospitalidad brindada por Javier Luque, (jefe del departamento de Tecnología Industrial del centro) cuya pasión por intentar acercar las nuevas tecnologías a sus alumnos ha echo posible esta charla.

Y por último os dejo, como siempre, algunas de las imágenes que se han tomado durante el acto:

  

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Repara objetos impresos y modifica su diseño

El Instituto Hasson Plattner (Alemania) en colaboración con la Universidad de Cornell (Estados Unidos) han creado con este proyecto un sistema para reducir al mínimo el consumo de materiales y disminuir los residuos durante el diseño, ya que este sistema propone vencer el impacto (en lo que a materiales y tiempo se refiere) en las iteraciones que se realizan durante el modelado de los objetos 3D antes de elegir el modelo final.

                         

La fabricación aditiva actual mediante impresión 3D, reduce mucho los tiempos y costes con respecto a la fabricación tradicional pero es un proceso que se desarrolla en una sola dirección: el objeto una vez impreso con nuestra impresora 3D, no se puede modificar, solo se nos permite rehacer el diseño y reimprimir de nuevo.

Ya no es solo por el tiempo que los usuarios que trabajamos con impresoras 3D perdemos en imprimir de nuevo el modelo con las modificaciones si no también por el impacto ambiental, debido a que la mayoría de las veces tras imprimir el modelo, los cambios son mínimos, llegando a desaprovechar en torno al 80-90% del objeto que si presentaba las características deseadas. Este sistema hace que la fabricación desde cero sea innecesaria.

El proyecto modifica la concepción que se tiene actualmente: el usuario monta el objeto existente en la impresora 3D, carga el modelo original y el modelo 3D modificado en el software, a su vez este software calcula como reformar el objeto.

El sistema en primer lugar calcula mediante un software las partes que se han modificado del objeto real (o la primera iteración). Mediante una herramienta de revolución se retira la geometría antigua (la que el software entiende que es necesaria quitar para establecer la nueva geometría) seguidamente, la pieza se reorienta y con el cabezal de impresión, se imprime el nuevo fragmento en su lugar.

A continuación os dejo video del proceso:

En mi opinión, cabe decir que este sistema, que aun se encuentra en sus inicios, es una idea muy potente y que puede llegar a integrarse perfectamente dentro de las impresoras tanto de uso profesional como doméstico, llegando a crear una interacción entre el mecanizado (sustracción de material) y la impresión 3D (adición de material).

Fuente: http://hpi.de

Podéis encontrar esta publicación online que he realizado también en la web de impresoras3d.com haciendo click en la siguiente imagen:

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Seminario de Ingeniería Inversa

Hoy he tenido el placer de poder ser partícipe del Seminario de Ingeniería Inversa que se celebra cada año en la Universidad de Almería (UAL) para los alumnos de la asignatura de Diseño Asistido por Ordenador (DAO) del Grado de Ingeniería Mecánica.

Como hace dos años, al cuál asistí también de ponente, el seminario se ha dividido en dos partes; la primera, la impresión 3D, en la que les he hablado de los siguientes puntos relacionados con este campo:

• Antecedentes Históricos de la impresión 3D
• ¿Por qué ahora?
• Situación real actual
• Ejemplos de usos actuales
• Tecnologías
• Materiales

Haciéndoles ver a los alumnos como la impresión 3D no es una cosa novedosa, si no que data de los años 80 cuando se crearon las primeras patentes de impresión 3D y el "por qué ahora", que gracias a toda la comunidad que se ha creado potenciada por internet (RepRap, Open Source...) y el vencimiento de las patentes, la impresión 3D está en uno de sus momentos más importantes.

Pero el punto fuerte, y supongo que es el que más les ha interesado ha sido las tecnologías 3D, hablándoles desde el FDM o FFF a la tecnología Multi Jet Fusion de HP que será lanzada el próximo año.

Y por último un repaso de los materiales y ejemplos de trabajos que hemos realizado de ingeniería inversa.

La segunda parte, ha sido impartida por el profesor de la asignatura Manuel Ángel Aguilar Torres (web), que se ha encargado de profundizar más en el tema de los escáners 3D. Ha realizado una demostración del funcionamiento y como captan las mallas los distintos tipos de escáners.

Durante todo el seminario los alumnos han podido ver como la impresora creaba el modelo 3D y el escáner 3D NEXTENGINE del que podéis ver la imagen a continuación.

Para que los que no conozcáis el proceso de ingeniería inversa, consiste en obtener un diseño a partir de un producto, por ejemplo, en el video que dejo a continuación podéis observar como se restaura una pieza de un Bugatti antiguo muy difícil de encontrar y que se encontraba en mal estado. Si observáis el video, parte del modelo 3D mediante el escáner NEXTENGINE que posteriormente es reconstrucción mediante técnicas de diseño y finalmente imprimido en 3D, para acto seguido fundir el molde y poder producir cuantas piezas se desee.

Y por último os dejo alguna de las imágenes que se han tomado durante el seminario.

  

 

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Diseño e impresión de un tensor a partir del original

Se parte de un modelo original, al que mediante el proceso de ingeniería inversa se modela en tres dimensiones para su posterior impresión.

La idea es aumentar un poco los orificios por los que entrarían los cables para una mayor facilidad de inserción.

Diseño:

Mediante la ayuda de un calibre o pie de rey, se toman todas las medidas de la pieza y se realiza el diseño 3D con ayuda de herramientas CAD en este caso Solidworks. A continuación se pueden ver algunas capturas del modelo en 3D con y sin aristas marcadas frente al diseño original.

Finalizado el modelo y comprobados todos los parámetros, se exporta en formato .STL, para poder llevar a cabo la impresión.

Impresión:

Se pretende que en la instalación en la que se va a colocar se puedan apreciar por la noche con baja visibilidad, dicho esto se elige un material que brilla en la oscuridad mediante la carga por rayos UV (fluorescente) y que mediante una lampara UV pueden ser apreciados en la oscuridad.

En un principio se descarta el material PLA, ya que al estar expuesto en el exterior, las altas temperaturas del verano y la tensión ofrecida por el cable, la duración de la pieza no sería la adecuada.


Se elige entonces el ABS fluorescente con color verde de Esun, de impresoras3d.com, que presenta unas propiedades de adhesión entre capas muy buena con impresiones a alta temperatura.

Para mejorar la adhesión y la estabilidad de la pieza impresa, se selecciona para imprimir la impresora UP BOX! que imprime el ABS por defecto en torno a 265 ºC y al ser una máquina cerrada y calefactada la adhesión entre las capas es superior a la impresión del ABS con una impresora abierta.

En cuanto a los parámetros de impresión se coloca la pieza de manera vertical, con RAFT en la base y un 100 % de relleno para una mayor estabilidad.

Al ser una impresión por capas, y aplicarle una tensión perpendicular a dichas capas, lo ideal sería imprimir el objeto en horizontal en vez de vertical, pero se añade gran cantidad de material de soporte y el acabado deja de ser tan bueno (aunque en la UP BOX! los soportes se gestionan y se quitan con mucha facilidad). Se comprobó que con la impresión en vertical resistía los esfuerzos (gracias a la excelente adhesión entre capas) y se sacaron entonces 4 copias de 1 en 1 para evitar que las capas se enfriasen y mejorar así dicha adhesión.

En resumen los parámetros para esta impresión en la UP BOX! son:

Altura de capa: 0,2

Infill: 100%

Temperatura de impresión: 265 ºC

Base caliente: 80 ºC

Velocidad de impresión: Modo normal

 

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