Modelado e Impresión 3D - Edurobotic2. PROCESO DE DISEÑO A continuación, vamos a ver los pasos...
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Modelado e Impresión 3D
Objetivos.
El objetivo de este curso consistirá en iniciarse en el diseño e impresión de
objetos 3D contribuyendo al desarrollo de la creatividad, imaginación y
representación espacial.
Conoceremos los detalles básicos de estructura, materiales y funcionamiento
de una impresora 3D y aplicaremos el procedimiento de exportación de un
objeto 3D diseñado a formato compatible con la impresora 3D.
Una vez visto todos los conceptos, los alumnos modelarán una pieza mediante
papel y lápiz y posteriormente con plastilina. Una vez hecho el diseño, la
reproduciremos digitalmente y la imprimiremos mediante la impresora 3D.
Se realizará un proyecto final conjunto entre todos los alumnos en el que cada
alumno será el encargado de diseñar una de las partes/piezas del proyecto
seleccionado, para posteriormente imprimirlas y unirlas para crear una pieza
única.
1. QUÉ ES UNA IMPRESORA 3D.
Una impresora 3D es un dispositivo electrónico que permite crear un objeto
sólido tridimensional mediante un proceso de adición de material por capas.
La impresora 3D genera un objeto a partir de un modelo digital diseñado con
un ordenador mediante software de edición o bien creado a partir de un
modelo físico mediante un escáner digital 3D. El tipo de impresora 3D basado
en la extrusión de filamento plástico es el más popular por su facilidad de
aplicación y su reducido coste. Otros tipos (SLA, SLS o FDM)
Los materiales que se utilizan para imprimir son muy variados, aunque los más
utilizados son el filamento de PLA y de ABS. (Madera, metal, comida,…)
1.1. Anatomía de una impresora.
LA IMPRESORA 3D
Rollo de filamento: Proporciona el material que sirve de base a la
impresión. Suele ser del tipo PLA o ABS.
Ventilador soplador: Refrigera la boquilla y la pieza.
Extrusor: Es la pieza final que deposita el hilo de filamento fundido
sobre la cama.
Cama: Es la base móvil sobre la que construye la pieza. Puede ser
fría o caliente. En los modelos con la cama fría es necesario utilizar
previamente una impregnación de laca para fijar las primeras capas
de la pieza.
Motores: El eje X y el eje Y dispone cada uno de un motor, el eje Z
tiene 2 motores y el extrusor dispone de otro en la parte superior para
introducir el filamento.
Pantalla LCD: Muestra la interfaz con el menú de opciones de
manejo de la impresora.
Mando del menú: Al girar y oprimir permite navegar y elegir las
distintas opciones del menú.
EL EXTRUSOR
Una de las partes más importantes de la impresora es el extrusor.
Veamos de qué se compone:
Entrada de filamento: El filamento se introduce por el orificio
superior.
Motor: El motor del extrusor arrastra el filamento hacia abajo a la
velocidad adecuada.
Ventilador blower: Refrigera la boquilla y la pieza.
Ventilador y disipador del extrusor: Su función es refrigerar el
extrusor en general.
Led sensor de nivelación: Se utiliza para nivelar la base a la altura
adecuada en relación con la boquilla.
Hot-End: Es el terminal caliente que se encarga de fundir el
material.
Boquilla: Con un diminuto orificio deposita el material sobre la
base.
EL TERMINAL TÉRMICO
El hot-end o terminal térmico situado al final del extrusor consta de los
siguientes elementos:
Tubo de acero: El filamento se introduce por la parte superior
gracias a la presión producida por el giro del motor del extrusor.
PTFE Tubo Teflón: Es un tubo de teflón resistente que facilita el
deslizamiento del filamento hacia abajo y asila térmicamente el
filamento para evitar que se funda antes de tiempo.
Disipador térmico: Es la pieza de aluminio que refrigera la zona
para mantener el filamento por debajo de la temperatura de
fusión.
Calentador difusor: Este bloque de aluminio está en contacto con
el cable calentador y transmite el calor necesario para fundir el
filamento precisamente en esta zona.
Boquilla o nozzle: Emite el material en estado líquido para
depositarlo sobre la base de la cama.
1.2. Cómo funciona una impresora.
La impresora 3D con tecnología de extrusión crea el objeto superponiendo
capas muy finas de material, de abajo hacia arriba, siguiendo las
coordenadas indicadas en el archivo leído. La extrusión se realiza a partir
de hilo de material que es empujado poco a poco por el motor extrusor
hacia abajo. El filamento se funde al llegar al hot-end a una temperatura
dada (aprox. 200 grados centígrados). El material líquido se va depositando
sobre la base y enfriando para crear la figura tridimensional como si se
tratase de una manga pastelera. El cabezal extrusor y la base se mueven
de forma sincronizada por acción de los motores para situar el material en
la posición correcta.
1.3. Tipos de filamento.
La impresora 3D utiliza una bobina de filamento como material base para
la construcción de las piezas. Existen distintos tipos de filamento, aunque los
más utilizados son los termoplásticos: PLA y ABS.
PLA
Su nombre procede de su composición química: Poliácido Láctico. Se trata
de un material biodegradable de origen vegetal.
Ventajas
Fácil de manejar en la impresión porque funde a temperaturas
bajas (190-200 ºC).
El filamento es bastante estable.
Es biodegradable y se puede reciclar.
No necesita que la impresora disponga de cama caliente.
Inconvenientes
Poca resistencia térmica de las piezas resultantes. Se vuelven
endebles a partir de los 60 ºC.
Poca resistencia mecánica por lo que las piezas son más frágiles.
El filamento es sensible a la humedad.
Aplicaciones
Figuras, elementos decorativos, maquetas, prototipos, etc.
Recomendaciones
Usar una temperatura del extrusor entre 190 y 200 ºC.
Aplicar laca o fijador en impresoras sin cama caliente.
En filamentos más oscuros se recomienda elevar 3-5 ºC la
temperatura óptima.
ABS
Su composición química es Acrilonitrilo Butadieno y Stireno. Es un material
plástico procedente del petróleo. Se emplea más en la industria que a nivel
doméstico.
Ventajas
Las piezas son estables a mayores temperaturas (80-90 ºC).
Son más resistentes a los impactos.
Disponen de una mayor capacidad de mecanizado (se pueden
lijar, perforar, cortar, etc.).
Más resistentes al ataque de productos químicos.
Inconvenientes
Es más difícil de manejar para conseguir buenos resultados.
La contracción entre capas es más rápida que en el PLA lo cual
puede provocar que la pieza se desquebraje en temperaturas
ambientes bajas.
El efecto warping se produce más fácilmente (las piezas tienden
a doblarse por sus esquinas o bordes).
La fusión de este tipo de material puede desprender gases
nocivos que son perjudiciales para la salud.
Aplicaciones
Piezas de automoción, elementos mecánicos, decorativos, …
Recomendaciones
Establecer una temperatura de extrusor de 235 ºC aprox.
Trabajar con temperaturas de la cama de 60-80 ºC.
Realizar la impresión en espacios calefactados para evitar la
contracción de capas.
Utilizar zonas bien ventiladas para evitar la aspiración de gases
tóxicos.
OTROS MATERIALES
PET: Es una variedad de plástico muy utilizado en la fabricación
de envases de alimentos y botellas. Es impermeable, resistente a
impactos y al desgaste, buena resistencia química y térmica, etc.
Sus principales inconvenientes son que no es biodegradable y se
vuelve endeble a partir de 70 ºC. Se utiliza para crear vasos,
cucharas, envases, etc
HIPS: Es un polímero mezclado. Ofrece una resistencia elevada, se
puede reciclar, excelente estabilidad térmica, resistente a ácidos,
alta capacidad de mecanizado, no desprende gases nocivos,
resistente al agua, aislante térmico y no produce warping. Sus
inconvenientes radican en que no se puede utilizar en la
fabricación de objetos destinados a estar al aire libre y que por
encima de los 80 ºC los objetos comienzan a deformarse. Se suele
utilizar para fabricar envases alimenticios, cubiertos, vajillas,
juguetes, etc.
FILAFLEX: Es una combinación de plástico y caucho. El material es
muy suave, resistente a la rotura por fatiga, amortigua los
impactos, se puede reciclar, etc. Sus inconvenientes es que son
poco resistentes a los agentes químicos y al calor y las piezas
pierden elasticidad con el uso. Se pueden utilizar en la
fabricación de calzado y accesorios.
1.4. Calibrado.
El calibrado es una de las tareas más cruciales, previas a la impresión 3D,
para conseguir un producto impreso de cierta calidad. Este proceso
consiste en la correcta nivelación de la cama y en que la distancia desde
la boquilla a la cama sea adecuada y constante en toda la superficie de
impresión.
Si la boquilla está muy alta en relación con la superficie: no se
producirá un adecuado contacto entre el filamento y la base.
Puede ocurrir que el filamento depositado se enrolle y/o se
despegue durante el proceso.
Si la boquilla está muy baja: el material no se extruirá en cantidad
suficiente y la pieza no se imprimirá con la calidad adecuada. En
este caso puede ocurrir incluso que se dañe la cama o el extrusor.
Si la boquilla está a la altura adecuada: el filamento se adhiere a la
cama y fluye de forma adecuada.
Algunos modelos de impresoras 3D tienen un sistema automático de
calibrado. En otras el calibrado debe realizarse de forma manual ajustando
el tornillo de ajuste del eje Z y los tornillos de nivelación de la cama.
Para el procedimiento de calibrado manual se utiliza un folio de papel
entre la cama y la boquilla para que se pueda mover con ligero
rozamiento ajustando estos tornillos, siempre y cuando previamente se
haya asentado correctamente la impresora para asegurar la adecuada
nivelación horizontal de la cama.
2. PROCESO DE DISEÑO
A continuación, vamos a ver los pasos del proceso completo para modelar e
imprimir un objeto 3D:
Paso 1. Modelado 3D. Diseño de un objeto tridimensional usando un
programa específico de diseño (Sketchup o 123D Design, o la
herramienta en línea TinkerCad). Como paso previo se puede realizar un
boceto de la figura con lápiz y papel o con plastilina.
Paso 2. Laminado. Se utiliza un programa (como Cura Ultimaker o
Repetier) para transformar un archivo (*.OBJ, *.STL, *.DAE, etc.)
elaborado con un programa de diseño 3D Sketchup, Tinkercad, etc) en
un archivo laminado *.GCODE que la mayoría de impresoras 3D pueden
interpretar para imprimir la figura.
Paso 3. Impresión 3D. El archivo *.GCODE se copia a la tarjeta SD y
luego se inserta en la máquina para imprimir la pieza. Otra posibilidad es
conectar la impresora mediante cable USB al ordenador para enviar
directamente este archivo a la impresora.
3. MODELADO 3D (Tinkercad)
Para el diseño de objetos 3D vamos a realizarlo mediante la aplicación en
línea Tinkercad (www.tinkercad.com).
Sus características más destacadas son:
Es una aplicación fácil de utilizar.
No es necesario tener conocimientos previos de diseño. Ideal para la
iniciación al diseño 3D.
Su uso es gratuito. Para utilizarla es necesario disponer de una
cuenta.
No requiere instalar ningún programa en el equipo. Solo es necesario
un navegador web y acceso a internet.
Los objetos creados son accesibles en la nube desde cualquier sitio o
en cualquier momento.
Se pueden compartir los diseños creados con otros usuarios de la
comunidad.
3.1. Registro en Tinkercad
Acceder a la web : www.tinkercad.com.
Pulsar en el enlace Sign Up y completar el formulario de registro.
Una vez conseguido usuario y contraseña, hacer click en el enlace
Sign In para acceder al servicio.
3.2. Importar desde la galería
En este apartado vamos a explicar cómo reutilizar un diseño publicado
por otra persona en la Galería de Tinkercad:
Una vez autentificado pulsaremos en el enlace Gallery para
acceder al repositorio de modelos creados por otros usuarios y que
podemos reutilizar. También tenemos un buscador para localizar el
modelo por término de búsqueda.
En la página de resultados de tu búsqueda puedes hacer click
sobre un modelo y se mostrará un cuadro con su vista en grande.
Por defecto muestra una vista estática del modelo, pero si pulsas en
el botón View 3D se ofrece un visor tridimensional que permite
orbitar a su alrededor y un zoom para acercar/alejar.
Si pulsas en el botón Copy & Tinker entonces el modelo se copiará a
tu cuenta y se abrirá en el editor de Tinkercad.
Al hacer click en el botón Download for 3D printing podrás
descargarlo a tu equipo para luego enviarlo a una impresora 3D.
3.3. Tutoriales en Tinkercad
Dispondremos de varios tutoriales para iniciarnos con Tinkercad,
simplemente tendremos que pulsar en la pestaña “Learn” (aprendizaje)
y nos aparecerán varias lecciones con las que aprender a manejar la
interfaz.
Basic: En este apartado nos aparecerán las lecciones básicas
en las que nos enseña a mover objetos, los controles de la
cámara, crear agujeros, etc. Para ver todas las lecciones
deberemos pulsar en el cuadrado de “show more lessons…” y
nos aparecerán todas las lecciones.
Projects: En este apartado podremos acceder a proyectos
guiados para realizar objetos 3D. Pulsando en “see more
projects…” accederemos a más proyectos guiados.
3.4. Practica1. Barco 3D
Vamos a realizar la primera practica con la que veremos el
funcionamiento de la herramienta Tinkercad, para ello realizaremos
como proyecto un barco.
Paso 1. En la página Mis diseños recientes pulsamos en el botón
Crear un diseño. Nos mostrará el editor de Tinkercad.
Paso 2. Las partes más destacadas de la interfaz:
1. Barra de menús: permite acceder a la página de Mis diseños
recientes o bien modificar el nombre y propiedades del
proyecto actual.
2. Barra de herramientas: copiar, pegar, duplicar,
deshacer/rehacer, agrupar, alinear, importar, exportar,
compartir, etc.
3. Panel de navegación y zoom.
4. Área de trabajo.
5. Panel de herramientas de diseño.
6. Panel de tamaño de cuadrícula.
Paso 3. En la barra de menús hacemos click en el botón My
Designs/Mis diseños.
Accederemos al siguiente menú Mis Diseños > Current (Actual).
Haremos click en el botón que muestra el icono de la rueda
dentada para acceder a las propiedades de ese proyecto:
En el cuadro Propiedades de diseño puedes configurar las siguientes
opciones:
1. Name (nombre). Tinkercad asigna por defecto un nombre a
tu proyecto. Vamos a cambiarlo y a poner el nuestro.
2. Visibility (visibilidad). Por defecto es Privado. Podremos poner
nuestra figura como Pública para que cualquier miembro de
la comunidad pueda encontrarlo, verlo e incluso mejorarlo.
3. License (licencia de uso). Despliega este combo para elegir
la licencia de uso del objeto creado.
4. Para finalizar y guardar los cambios pulsaremos en el botón
Guardar cambios.
Paso 4. Añadir caja.
En el panel Herramientas de diseño haremos click sobre la categoría
Formas básicas para mostrar los modelos geométricos y
seleccionaremos el Cubo.
Haciendo click en cualquier parte del área de trabajo se añadirá el
bloque Cubo al modelo.
Para cambiar el ángulo de la vista o cámara podemos utilizar las
herramientas de navegación que se ofrecen en la esquina superior
izquierda. Pulsa y arrastra con el puntero del ratón sobre el cubo
que se muestra en el panel de navegación para orbitar sobre la
pieza. También es posible utilizar iconos “+” y “-“ para aumentar o
disminuir el zoom de visualización. El botón con el icono de la casita
permitirá situarte en la vista inicial. El botón con icono de caja se
utiliza para centrar la vista sobre el objeto seleccionado.
Mover el área de trabajo también se puede realizar usando
combinaciones del ratón y del teclado:
1. Mover vista: click derecho y arrastrar.
2. Zoom: rueda de scroll del mouse.
3. Mover plano de trabajo: tecla Mayus pulsada + click derecho
y arrastrar.
Selección de un bloque. Al hacer click en un bloque del área de
trabajo se sobreilumina con un contorno azul claro (seleccionado) y
muestra todos los selectores cuadrados y de flechas que permiten
realizar modificaciones sobre él.
Para modificar la anchura o profundidad del bloque pulsaremos y
arrastraremos un pequeño selector negro cuadrado medio situado
en el medio de una arista en el suelo.
Para modificar anchura y profundidad simultáneamente pulsamos y
arrastramos un selector blanco cuadrado de la esquina,
permitiéndonos incrementar a la vez ambas dimensiones.
Para modificar la altura del bloque, pulsamos y arrastramos sobre el
selector blanco circular situado en el centro de la cara superior de
la caja.
Para modificar la posición respecto al suelo, haremos click sobre el
selector con forma de cabeza de flecha negra situado sobre el
punto central de la arista superior. Al pulsar en este selector se
mostrará la medida 0,0 mm indicando que la caja está
correctamente asentada sobre el suelo del área de trabajo.
Con lo aprendido convertiremos el bloque en una caja de anchura
70 mm, profundidad 30 mm y altura 5 mm.
Paso 5. Añadir techo.
Vamos a añadir un bloque techo para unirlo al frente de la caja
anterior para crear la base de la embarcación.
En Herramientas de diseño hacemos click sobre la categoría Formas
básicas y seleccionamos la herramienta Techo. Hacemos click en el
área de trabajo para situarla al lado de la caja anterior.
En primer lugar necesitamos girarla para acoplarla adecuadamente
a la caja. Observa que al seleccionar esta pieza se muestran 3
selectores con una doble flecha curvada que permitirá girar la
pieza en cada uno de los 3 ejes del espacio.
Pulsa y arrastra el selector de giro en anchura (X) para definir un giro
de 90 grados.
Pulsa y arrastra el selector de giro en profundidad (Y) para definir un
giro de -90 grados.
Al girarlo observa que la pieza se sumerge por debajo del nivel del
suelo. Para rectificar esto pulsa sobre el selector de flotación
(selector de cabeza de flecha negra sobre el punto central de la
superficie superior) y tira de él hacia arriba para recuperar el valor
cero.
Ahora arrastra el bloque techo para pegarlo con el bloque cubo.
Cuando se conecten ambos bloques es buena idea utilizar el zoom
y la herramienta de orbitación para comprobar que ambos bloques
se han conectado y no hay hueco entre ellos ni se superponen uno
sobre otro.
Gira la cámara o vista para ver el otro lado del modelo. De esta
forma podemos hacer coincidir las esquinas de ambos bloques
también. Arrastra el selector blanco de esquina del bloque roof
para hacerlo coincidir con la esquina del bloque box.
Utiliza el selector cuadrado situado en el centro de la superficie
superior del bloque techo para ajustar la altura del mismo a 5mm, la
misma altura que el bloque cubo.
Para conseguir que el extremo del barco sea un poco más
puntiagudo, pulsa y arrastra por el selector negro situado en el
extremo del bloque techo. Por ejemplo, para que tome una
longitud de 14mm.
Ahora vamos a aumentar la altura de ambos bloques a la vez. Para
ello haz clic en el bloque cubo y a continuación pulsa la tecla
Mayus y sin soltarla haz clic en el bloque techo. Esta acción
seleccionara ambos bloques simultáneamente. A continuación, haz
clic y arrastra hacia arriba el selector cuadrado central situado en la
cara superior de las dos formas hasta definir una altura de 10 mm.
Para regresar a la vista por defecto, haz clic en el botón con el
icono de casita en el centro de las herramientas de navegación.
Paso 6. Añadir cabina.
En este apartado vamos a añadir una segunda caja Cubo para
situarla sobre la base. Será la cabina del barco. Tendrá 4 mm menos
por cada lado que la caja roja inicial.
Recuerda que la caja roja inicial tenía unas dimensiones de 70 mm
de ancho y 30 mm de profundidad. Pero si lo hemos olvidado
podemos utilizar la herramienta Regla para recordarlo.
En la paleta de herramientas pulsa en la herramienta Regla.
Clic en un punto situado por debajo y la izquierda de la figura. La
regla aparecerá en dos direcciones: horizontal y vertical,
configurada para medir en milímetros.
Ahora haz clic sobre la caja roja. Se mostrarán las medidas que no
recordábamos: 70x30 mm.
La cabina será un nuevo bloque Cubo que situaremos sobre esta
base. Todos los objetos en Tinkercad se sitúan por defecto sobre el
área de trabajo. Por tanto necesitamos elevar el área de trabajo
(workplane) hasta la cara superior de la base. Para ello en la barra
de herramientas haz clic en el Plano de trabajo. Mueve el cursor del
mouse sobre la cara superior de la caja roja inicial. Aparecerá un
recuadro gris mostrando donde irá situado el plano de trabajo.
Clic sobre este punto para situar el plano de trabajo. La regla
desaparece mientras su plano de trabajo se ha situado más arriba.
Si orbitas podrás observar que ahora el plano de trabajo está
situado por encima de la base del barco.
En la barra de herramientas selecciona la herramienta Cubo y sitúa
la nueva caja sobre el plano de trabajo.
Para modificar el color haz clic sobre el Inspector de Forma y elige el
color amarillo.
Selecciona una nueva instancia de la regla en la barra de
herramientas Regla y haz clic en el extremo inferior izquierdo de la
caja roja.
En la caja amarilla utiliza los selectores cuadrados negros situados
en los centros de las aristas inferiores a ras de suelo para definir un
tamaño 4 mm menor que el bloque rojo y centrado. Otra
posibilidad es hacer clic sobre una medida e introducir otros valores.
Pulsa y arrastra el selector de altura el bloque amarillo para definir
una altura de 15mm. Para terminar, pulsa en el botón X para
eliminar la regla.
Paso 7. Añadir chimenea.
Para situar 3 chimeneas sobre la cabina del barco vamos a situar
previamente el Plano de Trabajo sobre la superficie superior de la
cabina. En la barra de herramientas elige Cilindro.
Haz clic sobre el plano de trabajo encima de la cabina. Al situar el
puntero del ratón sobre el selector de una esquina se mostrarán las
dimensiones de la base: 20x20 mm. Si arrastras este selector de la
esquina se modificarán simultáneamente ambas dimensiones.
Pulsa la tecla Mayus y sin soltarla pulsa y arrastra un selector esquina
para definir unas dimensiones de 8 x 8 mm de la base del cilindro.
Selecciona la herramienta Helpers > Ruler y haz clic en el extremo
inferior izquierdo del bloque amarillo.
Pulsa y arrastra el cilindro para situarlo a 8 mm de la arista lateral
izquierda del bloque amarillo. También se situará a 7 mm de la arista
inferior del bloque amarillo (22-8=14:2 = 7 mm) para que esté
centrada.
Clic sobre el cilindro y en la barra de menús elige Edit > Duplicate
(Editar > Duplicar). A continuación pulsa reiteradamente la flecha
derecha para mover el segundo cilindro hasta situarse a 24 mm de
la arista lateral izquierda del bloque amarillo.
Repite el paso anterior para situar la tercera chimenea a 40 mm de
la arista lateral izquierda del bloque amarillo.
Clic sobre cada uno de los cilindros manteniendo pulsada la tecla
Mayus. Esta acción permite seleccionar simultáneamente los 3
cilindros. A continuación pulsa y arrastra el selector cuadrado
blanco situado en la superficie superior de esta selección para
definir una altura de 12 mm de las chimeneas. Por ultimo pulsa en el
botón X para quitar la regla.
Paso 8. Añadir ventana.
En este apartado se ejemplifica cómo se trabaja con los agujeros o
huecos. El primer paso es situar el plano de trabajo sobre la cabina
del barco. Para ello selecciona en la barra de herramientas Plano
de trabajo y a continuación pulsa en una de las caras laterales de
la cabina amarilla.
En la barra de herramientas elige Hueco de Cilindro.
Haz clic sobre un extremo de la cara lateral de la cabina que tiene
el plano de trabajo para situar el cilindro. Este cilindro es de color
gris y es traslúcido para indicar que se trata de un agujero (hole).
Pulsa y arrastra sobre el selector cuadrado de esquina manteniendo
pulsada la tecla Mayus para proceder a reducir su tamaño de base
a 9 x 9 mm. Sitúa una Ruler en el vértice inferior izquierda del bloque
amarillo para realizar las mediciones.
Asegúrate que esta seleccionado este cilindro y en la barra de
herramientas pulsa en el botón Duplicar.
Pulsa reiteradamente la tecla de flecha derecha para mover el
cilindro a una posición a 18 mm de la arista lateral izquierda del
bloque amarillo. Repite los pasos anteriores para situar dos cilindros
mas a 32 mm y a 45 mm.
Estos cilindros son como cilindros perforadores, es decir, perforarán
agujeros en el bloque de la cabina. Pero si los cilindros se asientan
sobre la superficie lateral sin penetrar en ella entonces no crearán
agujeros. Por tanto generar los agujeros es necesario sumergirlos
ligeramente dentro del bloque de la cabina.
Para seleccionar todos los bloques mantén pulsada la tecla Mayus y
vete haciendo clic en estos cilindros. Pulsa y arrastra el selector
superior para definir una altura de 9 mm. A continuación pulsa en el
selector de flotación (cabeza flecha negra situado encima) para
arrastrarlo hacia dentro 3 mm.
En la barra de navegación haz clic en el botón inicio (icono casita)
para situarte en la vista inicial. En la barra de herramientas
selecciona Plano de Trabajo y haz clic en el sitio por defecto donde
se sitúa el plano de trabajo.
Para conseguir que los cilindros agujero muestren los cortes en el
bloque amarillo de la cabina, selecciona simultáneamente los 4
cilindros y el bloque amarillo. En la barra de herramientas superior
elige Group (agrupar).
Observa que ahora en el bloque amarillo de la cabina se muestran
los huecos.
Repite los pasos anteriores para añadir otras figuras en la otra cara
lateral de la cabina. Para ello tendrás que situar el Plano de Trabajo
sobre esta cara de la cabina. Utiliza las figuras corazón, estrella,
interrogación, etc. Redimensiónalas y sitúalas sobre esta cara.
Recuerda que en el Inspector de Formas podrás convertir estos
bloques en Hueco.
Para obtener el troquelado tendrás que agruparlas junto con el
bloque amarillo de la cabina.
Paso 9. Finalizar diseño.
Para exportar el modelo para una impresora 3D, hay que hacerlo
todo un único objeto. Seleccionamos todo pinchando y arrastrando
un área rectangular que contenga todo el barco y a continuación
hacemos clic en Group.
A continuación en la barra de herramientas hacemos clic en el
botón Exportar.
En el cuadro de diálogo Descargar pulsa en la opción El diseño
completo. A continuación pulsa en el botón correspondiente al
formato compatible con tu impresora 3D. Por ejemplo: *.STL o bien
*.OBJ. Al cabo de unos instantes te habrás descargado el archivo
en este formato a tu equipo.
3.5. Importar imagen SVG
¿Qúe es una imagen vectorial SVG?
Una imagen mapa de bits representa la figura mediante una parrilla de
pixeles o puntos luminosos. Sin embargo, una imagen vectorial es
aquella que representa la figura mediante objetos geométricos. Por este
motivo una imagen vectorial, a diferencia de los mapas de bits, puede
ampliar considerablemente su tamaño de visualización sin que ello
afecte a su calidad (no se pixela) ni al peso del archivo que la contiene.
Vamos a ver cómo crear un diseño 3D con Tinkercad a partir de la
importación de una imagen 2D en formato *.SVG.
Vamos a ver cómo crear un diseño 3D con Tinkercad a partir de la
importación de una imagen 2D en formato *.SVG.
Descarga una imagen vectorial de internet.
Abre sesión en TinkerCad y pulsa en el botón Crear un diseño o bien
haz clic en el botón superior derecha del perfil para seleccionar
+Nuevo.
En la barra de herramientas superior derecha haz clic en el botón
Import-Importar.
En el cuadro de diálogo Importar formas haz clic en el botón
Seleccionar un archivo. Observa que sólo es posible importar imágenes
2D en formato *.SVG.ágenes 2D en formato *.SVG.
Selecciona la imagen *.SVG descargada en tu equipo y pulsa en el
botón Abrir.
A continuación puede ser necesario ajustar las dimensiones de la
imagen porque TinkerCad no trabaja en tamaño superiores a 1000
mm3. Introduce, por ejemplo, 100 como Longitud y observa que la
Anchura se ajusta automáticamente. Clic en el botón Importar.
Transcurridos unos segundos se creará un bloque tridimensional con la
imagen como base y elevada hacia arriba para darle el aspecto
volumétrico necesario. Observa que es posible arrastrar los selectores
de esta figura para redefinir su anchura, longitud o altura.
3.6. Importar objeto STL
TinkerCad admite la importación al editor de objetos 3D en formato
*.OBj y *.STL elaborados con otras herramientas de diseño.
Visita la web de Thingiverse: http://www.thingiverse.com/ . Se trata de
un repositorio público de objetos 3D diseñados por otras personas.
Utiliza el buscador para localizar un diseño publicado sobre la temática
que desees.
Clic en el botón Download All Files – Descargar Todos los Archivos para
descargar el ZIP a tu equipo con todos los archivos STL. Descarga y
descomprime este archivo con los activos 3D.
Abre sesión en TinkerCad y pulsa en el botón Crear un diseño o bien
haz clic en el botón superior derecha del perfil para seleccionar
+Nuevo. En la barra de herramientas superior derecha haz clic en el
botón Import-Importar. En el cuadro de diálogo Importar formas haz
clic en el botón Seleccionar un archivo. Selecciona uno de los objetos
3D en formato *.STL descargados en tu equipo y pulsa en el botón Abrir.
Clic en el botón Importar. Transcurridos unos segundos el objeto 3D se
incorpora a la mesa de edición. Obserca que es posible moverlo,
modificar su tamaño, etc.
3.7. Practica2. Diseño de nuestro objeto 3D
Una vez aprendido cómo manejarnos por la interfaz y cómo modelar
un objeto, es momento de utilizar nuestra creatividad para crear y
modelar una pieza a nuestro antojo.
Lo primero que haremos será coger un papel y lápiz y dibujaremos la
pieza que deseemos crear digitalmente. A continuación modelaremos
dicha pieza mediante plastilina para tener bien claro cómo va a ser y
qué detalles deseamos que tenga.
Una vez el diseño hecho abriremos el Tinkercad y comenzaremos a
diseñar nuestra pieza digitalmente para después imprimirla (que será lo
que aprenderemos a continuación).
4. LAMINADO 3D
En este apartado veremos cómo preparar y generar el archivo para poder
enviarlo a nuestra impresora 3D e imprimirlo. Para ello utilizaremos Cura
Ultimaker 2 que es un software GNU (de código abierto y gratuito) desarrollado
por la empresa Ultimaker. Se utiliza para transformar un archivo (*.OBJ, *.STL,
*.DAE, etc) elaborado con un programa de diseño 3D en un archivo laminado
*.GCODE que la mayoría de las impresoras 3D pueden interpretar para imprimir
la figura.
El software laminador resulta imprescindible para imprimir nuestros diseños en
una impresora 3D. El archivo *.CODE contiene la información de la
descomposición en capas de la figura que la impresora va superponiendo
sobre la cama, de abajo hacia arriba, para construir el modelo.
El programa Cura Ultimaker 2 se puede utilizar de 2 modos:
Guardar a archivo. El diseño se transforma en un archivo *.GCODE
que se guarda en el ordenador. Este archivo se suele copiar a la
tarjeta SD que se inserta en la impresora para luego imprimirlo desde
ella de forma independiente utilizando los controles de su display
LCD.
Imprimir vía USB. El diseño se transforma en un archivo *.GCODE
pero en lugar de guardarse en el ordenador se envía por la
conexión USB a la impresora para que se imprima directamente.
Esta opción exige instalar previamente los drivers FTDI en el equipo
para garantizar la comunicación con la impresora 3D y que esta se
encuentre encendida y conectada por USB al ordenador.
4.1. Instalación y configuración
Accede a la web oficial del software de Cura Ultimaker :
https://ultimaker.com/en/products/curasoftware . Descargaremos la
última versión de Cura compatible con tu ordenador. Ejecuta el
instalador descargado siguiendo las instrucciones por defecto.
La primera vez que se inicia el programa se mostrará un cuadro de
dialogo de elección del idioma spanish (Se puede modificar en Editar >
Preferencias o bien en Cura > Preferencias). En la pestaña General
despliega el combo Language y elige Spanish – Español.
La primera vez que se inicia el programa, en el asistente de
configuración también se suele solicitar que elijas el modelo de
impresora 3D que vas a utilizar. También es posible añadir la
especificación de la impresora 3D en la barra de menús eligiendo
Ajustes > Impresora > Agregar impresora. Despliega el combo Otros –
Others y en ella elige marca y modelo. Para concluir pulsa en el botón
Agregar impresora.
Si la marca y modelo de tu impresora no aparece en el listado debes
elegir el combo Custom (Personalizado) e introducir el nombre y
parámetros de la misma. Consulta la documentación de la impresora
para crear un perfil personalizado para Cura atendiendo a la
especificación concreta de tu máquina.
4.2. El entorno del programa
Vamos a ver los elementos de la ventana principal del Cura Ultimaker 2:
1. Abrir archivo. Se utiliza para abrir un modelo STL y añadirlo a la
mesa. Se pueden añadir varios modelos.
2. Barra de herramientas. Para mover, escalar, girar, transformar,
etc el modelo seleccionado antes de imprimirlo modificando sus
parámetros originales.
3. Modos de visualización. Dispone de 3 modos: Solido, Rayos X y
Capas.
4. Mesa. Es la superficie que representa la base de la impresora 3D.
5. Modelo 3D. Es posible orbitar sobre el modelo pulsando y
arrastrando el botón derecho del mouse. También hacer zoom
con la rueda de scroll del mouse.
6. Perfiles. Permite seleccionar y gestionar los perfiles de impresión.
Un perfil es un conjunto de parámetros definidos para tu modelo
de impresora que consigue imprimir los diseños con más/menos
calidad y por tanto con menos/más velocidad.
7. Selección de la impresora. En este menú es posible seleccionar
el modelo de impresora 3D donde se imprimirá la pieza. A la
derecha se muestran dos botones para seleccionar la
Configuración de impresión o bien el Monitor de impresión.
8. Material. Se emplea para elegir el material que se utilizará para
imprimir: PLA, ABS, etc.
9. Configurador de impresión. Ofrece dos opciones de impresión:
Recomendado y Personalizado.
10. Nombre de la tarea de impresión. Toma por defecto el nombre
del archivo STL abierto, pero se puede modificar.
11. Dimensiones del modelo 3D. Indica en mm el tamaño del
modelo.
12. Tiempo y coste de impresión. Expresa de forma aproximada el
tiempo necesario para imprimir la pieza así como los gramos y
metros lineales de filamento estimado.
13. Barra de progreso.
14. Save to File (Guardar a Archivo) / Print via USP (Imprimir vía USB).
Este botón permite utilizar Cura Ultimaker 2 en cualquiera de los
modos citados.
4.3. Guardar a *.GCODE
En este apartado vamos a ver cómo generar el archivo *.GCODE a
partir de un diseño *.STL. El archivo laminado *.GCODE posteriormente
se guardará en la tarjeta SD para insertarla en la impresora 3D e
imprimir la pieza de forma independiente al ordenador.
Paso 1. Cargar el modelo. Descarga/Importa el archivo (la figura
que deseas imprimir) y obtendrás un archivo STL. Abrimos el
programa Cura Utlimaker 2 y hacemos clic en el botón Abrir
Archivo que se ofrece en la esquina superior izquierda de la
ventana. Selecciona el modelo STL que hemos descargado y
pulsamos en el botón Abrir. El modelo se cargará y se mostrará
en el visor 3D del programa.
Paso 2. Configurar la impresión. Despues de cargar el modelo
debes seleccionar la configuración que te gustaría utilizar para
tu impresión 3D. En el panel derecho Configuración de
impresión…
Despliega el combo para elegir el modelo de impresora. En el
combo Material selecciona PLA y en el Perfil elegiremos calidad
Normal. En función del modelo de impresora se mostrarán
distintos perfiles de calidad. Tambien es posible modificar la
calidad del Relleno: Hueco, Ligero, Denso o Solido. La opción
Ligero suele ser suficiente en muchos casos.
Si marcas la opción Habilitar soporte se generará de forma
automática estructuras de soporte debajo de voladizos evitando
imprimir en el aire.
Si marcas la opción Adherencia de la placa de impresión
añadirá un borde o balsa alrededor de la base de la pieza para
evitar que se desprenda de la cama.
Ahora ya estaríamos listos para laminar la pieza.
Paso 3. Guardar el archivo. Inserta la tarjeta SD en tu equipo. A
continuación haz clic en el botón Save to File (Guardar a
Archivo). En el cuadro de diálogo Save to File busca la unidad
correspondiente a la tarjeta SD y a continuación pulsa el botón
Guardar. Retira de forma segura la tarjeta SD de tu equipo e
insértala en la ranura correspondiente de tu impresora. Usando
el menú LCD de la impresora (Print from SD – Imprimir desde SD)
podrás iniciar la impresión de este archivo *.GCODE.
4.4. Imprimir vía USB
Para imprimir directamente sobre la impresora 3D será necesario
descargar e instalar previamente los drivers FTDI en el equipo. Estos
drivers gestionan la comunicación vía SUB del ordenador con la placa
controladora de la impresora 3D y por extensión con ella.
Paso 1. Instalación de los drivers FTDI. Visita la web de FTDI Chip :
http://www.ftdichip.com/Drivers/VCP.htm . Descarga y
descomprime los drivers correspondientes al sistema y versión de
tu equipo (Es necesario instalarlos de forma manual).
Al conectar la impresora 3D a tu equipo Windows y encenderla
se mostrará en el ordenador que no tiene drivers específicos
instalados. Desde el administrador de dispositivos haz clic
derecho sobre el dispositivo no instalado y elige Actualizar
drivers. Localiza y apunta a la carpeta obtenida de la descarga.
Si el proceso ha tenido éxito se ha creado en tu equipo un
puerto COMx como un puerto USB Serial Port.
Paso 2. Impresión vía USB. Conecta la impresora vía USB al
equipo e inicia el programa Cura Ultimaker. Carga el modelo STL
y configura los parámetros de la impresión siguiendo las
instrucciones del apartado anterior “Guardar a *.GCODE”. En la
esquina superior derecha del programa se mostrará un check
verde para indicar que la conexión con la impresora se ha
producido con éxito.
En la esquina inferior derecha despliega el botón Save To File
(Guardar a Archivo) y elige Print vía USB (Imprimir vía USB).
A continuación pulsa en este botón Print via USB. Se mostrará el
panel Monitor de impresión con el progreso del proceso de
impresión.
4.5. Añadir impresora personalizada
4.6. Añadir perfil personalizado
5. IMPRESIÓN 3D y PROBLEMAS
6. REPOSITORIOS