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GUÍA DE IMPRESIÓN 3D PARA EDUCADORES  UNC

Índice Impresión 3D en la educación Ventajas de la impresión 3D para l a enseñanza Objetivos de esta guía

Introducción ¿Qué es la impresión 3D? Aplicaciones de hoy y mañana ¿Qué tecnologías existen? Tecnología de lamentos Tecnología de resinas fotosensibles Tecnología de polvos Tecnología Tecnología de ‘materiales digitales’ Tecnologías experimentales Comparación de tecnologías

FDM

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16 ¿Por qué FDM? Diagrama de una impresora impresora FDM Uso de la impresora impresora Problemas frecuentes

Modelado Modelado 3D Lógicas de modelado

Manejo de archivos Utilización de STL Código G Software de pre-impresión Parámetros de impresión Diseñar para imprimir 3D

Software Cura Interfaz Cura Modos de visualización Ajustar el modelo Conguración básica Conguración avanzada Conguraciones Conguraci ones de experto Tinkercad Interfaz Paso a paso Reparación de archivos en Netfabb

Actividades Consejos para imprimir en el aula Primer proyecto Proyecto de estructuras estructu ras Proyecto de geografía Proyecto de huerta hidropónica hidropóni ca

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Impresión 3D en la educación

La impresión 3D es una tecnología industrial usada para el prototipado, la creación y la fabricación de productos y componentes que se aplica hoy ho y en una amplia gama de industrias. En concreto, consiste en la fabricación de un objeto a partir de un diseño digital. Preparar a los alumnos para comprender el funcionamiento, la aplicación y el potencial de la impresión 3D es una forma de prepararlos para un mundo en el cual es cada vez más común el uso de tecnologías similares. Por otro lado, es una herramienta que permite el traspaso del mundo digital -al cual los chicos están muy acostumbrados- al físico, dándole un nuevo sentido al trabajo en una computadora. Siguiendo la pedagogía construccionista de Seymour Papert, que considera que el aprendizaje es una reconstrucción más que una transmisión de conocimiento y que éste es más efectivo cuando es parte de una actividad donde el alumno experimenta mientras construye un producto significativo, creemos que en la escuela la impresora puede usarse como una herramienta que permita a los alumnos construir sus conocimientos. No solo aprenderán a imprimir y modelar los archivos digitales sino que también se involucrarán en todo el proceso hasta la obtención del objeto que se está queriendo realizar,, teniendo que resolver los problemas que encuentren a lo largo de ese proceso y adquiriendo realizar así nuevos conocimientos y habilidades. “No podés enseñarle a las personas todo lo que necesitan saber. Lo mejor que podés hacer es posicionarlas donde puedan encontrar lo que necesitan saber cuando necesiten saberlo.” - Seymour Papert* Vemos que el desafío hoy se encuentra en la articulación, junto con el docente, docen te, de la currícula con estas nuevas herramientas que van surgiendo para poder darle un uso que realmente haga la diferencia. Por ejemplo, para conectar matemáticas, diseño, ciencias naturales y física, se podría trabajar sobre el “sonido” generando vínculos entre los conceptos: el diseño de la sala de conciertos (ingeniería y diseño) implica saber sobre las propiedades de onda (física) y un análisis sobre audición (biología). El trabajo interdisciplinario y en grupo le da una oportunidad a la impresión 3D de ser utilizada como parte de la investigación o construcción de un proyecto, donde el aprendizaje se da de forma natural, incentivando y acompañando la creatividad que surge intuitivamente de los niños.

*Discipulo de Jean Piaget, creador del lenguaje de programación logo UNC

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Ventajas de la impresión 3D para la enseñanza La implementación de la impresión en 3D en la educación prepara a los estudiantes para par a sus futuras carreras y les enseña valiosas habilidades. También sirve como una herramienta adicional para ayudar en muchas áreas de la educación y proporciona a los maestros nuevas formas de transmitir su mensaje:

Estimular la interacción durante la clase Mediante el uso de una impresora 3D, cualquier clase al instante se transformará en una experiencia de aprendizaje interactiva como, por ejemplo, imprimir partes de un esqueleto para una clase de biología o utilizarla para la creación de prototipos en clases de técnica.

Generar una nueva relación entre los alumnos y las ciencias duras Llevando a la práctica conocimientos de matemática, física e ingeniería, entre otros.

Crear ayudas tangibles Los conceptos difíciles no sólo serán visibles sino también tangibles. Cualquier cosa que normalmente se dibuja en la pizarra, pizarra , ahora se puede explicar a través de modelos que los estudiantes pueden tocar e investigar desde cualquier ángulo.

Facilitar el aprendizaje práctico a través de modelos 3D Especialmente para las clases de arte y técnica, es ideal para usar las capacidades de creación de prototipos para hacer ideas y diseños creativos.

Incluir y desarrollar distintas inteligencias Especialmente la inteligencia visual-espacial y la lógica-matemática.

Objetivos de esta guía Nuestro objetivo con esta guía es brindar al docente una base sólida de conocimiento y contenido que permita una implementación exitosa de la tecnología en el aula. A lo largo de los módulos, cada paso incluye ejercicios para que el docente se familiarice con los programas que van a usarse en el proceso de impresión, así como actividades sugeridas para realizar en clase donde se trabajarán los temas vistos.

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Introducción

¿Qué es la impresión 3D?

La Impresión 3D, también llamada manufactura digital aditiva, comprende a un gran grupo de tecnologías de producción que comparten entre sí la manera en que construyen. ¿Qué quiere decir esto? Cuando hablamos de manufactura digital nos referimos a una producción que se basa en un modelo original digital, o sea que no existen moldes ni modelos físicos a copiar. Por otro lado, la noción de adición se refiere a la construcción a partir del agregado de material para crear un objeto tridimensional mediante la superposición de capas sucesivas. En otras palabras, los objetos se diseñan en forma virtual/digital y se obtienen en una impresora 3D adicionando capas de material sin el uso de moldes.

Lateral

Superior

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En el caso de un cono, se dibujarán círculos concéntricos cada vez más pequeños con un cierto espesor que terminarán generando el volumen final.

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Tecnología de hoy“Impryesión mañana Basado en el libro l ibro de Andrei Vazhnov “Impresión 3d: cómo va a cambiar el mundo” Toda tecnología lo suficientemente avanzada es indistinguible de la magia.

Arthur C. Clarke En cierto modo, la impresión 3D parece una tecnología bastante sencilla. En vez ve z de imprimir una foto, estamos imprimiendo varias, una arriba de otra. ¿Por qué no se le había ocurrido a nadie? n adie? ¿Y por qué después de su invento en 1984, tomó varias décadas para llegar al mercado masivo y a los diarios? No es sorprendente que varios inventores hayan descubierto lo que hoy llamamos impresión 3D, porque la idea es una extensión bastante directa de la fotografía común, y la máquina de impresión 3D en el fondo es un motor que mueve un cabezal o una plataforma platafor ma de impresión según la forma del objeto que se va a imprimir. La impresión 3D es un proceso que comprende tres áreas distintas e interdependientes, de las cuales la impresora misma es solo una. Las otras dos, igual de importantes, son el software y los materiales, y justamente estas son las áreas que avanzaron rápidamente en la última década y permitieron dar el salto cuántico al desarrollo de la impresión 3D. Es la convergencia entre software, hardware y materiales, que es la fuerza principal de este nuevo mundo. Por mucho tiempo, las tecnologías de impresión 3D se usaron principalmente para el proceso de prototipado rápido, porque los materiales con los cuales se podía imprimir y la calidad de impresión no eran suficientemente buenos para los procesos de producción más tradicionales. Hoy esto cambió en muchas industrias, como la fabricación de prótesis, joyería y la industria aeroespacial, pero no aún en otras.

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A medida que las tecnologías llegan al punto suficientemente bueno  en   en más y más categorías de consumo, la modalidad de producción va a volverse más digital para los productos donde la gente valora la individualidad. Esto no quiere decir que con la impresora 3D cualquiera puede ser diseñador de motocicletas o muebles, sino que la producción personalizada dará una nueva modalidad de generar valor a los que ya tienen habilidades de diseño. En este sentido, uno de los grandes daños de la producción masiva fue la pérdida del contacto entre el creador y el cliente, donde el trabajador hace el trabajo sobre una pequeña parte, descontextualizado del producto o del cliente, que se entrega a una cadena de montaje, después a la cadena de distribución y al final al punto de venta minorista donde al cliente lo atiende una persona que no tiene nada de conexión personal con lo que vende. Lo bueno es que dentro de unos años seremos testigos del regreso a una modalidad de producir donde el creador tiene el placer de ver la cara satisfecha del cliente y el cliente tiene el placer de estar involucrado en el proceso de creación de un producto que exprese su gusto e individualidad.

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¿Qué tecnologías existen? De la misma manera en que existen impresoras de tinta y láser, existen impresoras 3D que usan distintos materiales y tecnologías para llegar al objeto final. A continuación haremos un recuento de las que podemos encontrar hoy en día, divididas según la manera en la que se construye la pieza final y los materiales que usa para esto. es to. Cada una tiene tanto resultados como aplicaciones diferentes y explicaremos el porqué de cada una y cuáles son sus fortalezas.

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Tecnología de lamentos La tecnología más popular actualmente es la denominada FDM o FFF, que significa “Modelado por Deposición Fundida”. Las máquinas que tienen este tipo de tecnología trabajan con filamentos plásticos que luego son fundidos en el proceso de impresión de forma similar a una pistola de silicona. La impresora extruye filamento caliente a través de un cabezal sobre una base de construcción y dibuja una capa tras otra para construir la pieza. Cada capa está conformada por un recorrido lineal dibujado por el cabezal. Una vez terminada la extrusión de esa capa, la plataforma de impresión bajará la distancia de una capa (o el extrusor extruso r subirá esa distancia, dependiendo de cada máquina) y así quedará el espacio necesario para poder extruir la siguiente capa sobre la anterior. Hablaremos más en profundidad sobre esta tecnología en la sección “FDM” “FDM”..

Haciendo click sobre la impresora pueden ver como es el proceso de impresión.

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Arriba un ejemplo de una pieza hecha por FDM donde pueden verse tanto las capas como el recorrido lineal del cabezal para construir el relleno. UNC

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Tecnología de resinas fotosensibles Las tecnologías DLP (proceso de luz directa) y SLA (aparato de estereolitografía) utilizan resinas fotosensibles como material de construcción. Estas fueron las primeras tecnologías de impresión 3D en desarrollarse. Las primeras patentes y pruebas se hicieron en los años 20, aunque usaban brea y stencils hechos a mano en lugar de resinas fotosensibles, proyectores o láser.

Diagrama de una impresora i mpresora DLP Trimaker Trimaker Beta, primera impresora DLP de América latina

Diagrama de una impresora DLP.

En ambos procesos se usa una batea de resinas líquidas y una plataforma sobre la cual se construirá la forma. La resina se solidificará en contacto con una fuente de luz. En SLS la fuente será un láser y en DLP será un proyector o pantalla LCD. En ambos casos, la superficie de la pieza resultante es más lisa que con procesos como FDM ya que las capas son menos visibles. Estas tecnologías permiten generar formas complejas tanto en su estructura externa como en la interna y un alto nivel de definición (25 micrones en algunos casos). Aunque trabaja únicamente con resinas, existe una variedad muy grande de durezas y colores. Estas tecnologías se usan, por ejemplo, en joyería, empleando como material de impresión ceras que qu e luego pueden enviarse a fundir para obtener una pieza metálica.

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Modelos de cera impresos 3D. Puede apreciarse la gran precisión del detalle. Las piezas están preparadas para enviarlas a fundir con los engarces para colocar las piedras que lleva el diseño final. UNC

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Tecnología de d e polvos El sinterizado láser selectivo (SLS), el sinterizado láser de metal directo (DMLS) y el binder jetting (3DP) usan como insumo de construcción polvos de diversos materiales. Se deposita una fina capa del material en polvo y, en el caso de SLS y DMLS, un láser dibuja la capa derritiendo el polvo y uniendo las partículas para generar la capa. En 3DP, 3DP, en cambio, se usa un líquido aglutinante que es depositado por un cabezal inkjet, como el de las impresoras de papel, en los lugares en que se quiere que el material quede rígido, y luego una luz cura el aglutinante generando la capa.

En SLS se usa comúnmente Nylon y sus derivados con distintas propiedades, por ejemplo, con fibra de vidrio o sustancias que dan flexibilidad. Las piezas tienen alta precisión y detalle. DMLS usa polvo metálico de distintos metales y aleaciones. Las piezas que genera son altamente funcionales y precisas. Se utiliza en grandes industrias como la aeroespacial y armamentística, ya que su costo es muy elevado para aplicaciones de industrias más pequeñas o prototipado. El 3DP en algunos casos permite impresiones full color usando un cabezal de impresora sobre polvos cerámicos. En otros casos, en impresoras más sofisticadas, permite usar combinaciones de una variedad de resinas (poliamidas y derivados con cargas que le dan distintas propiedades) y una variedad de materiales en polvo (cerámicos y metálicos con aleaciones específicas para ciertas aplicaciones) permitiendo una variedad enorme enor me de combinaciones y resultados que se adapten a las necesidades de la pieza a fabricar.

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A la izquierda, un ejemplo de una pieza realizada por DLMP. DLMP. En el centro, SLS. A la derecha, binder jetting.

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Tecnología de ‘materiales digitales’ Las impresoras polyjet funcionan de una manera similar al binder jetting pero, en lugar de depositar el aglutinante sobre un polvo, lo depositan sobre la base de construcción y lo curan simultáneamente.

Llamamos “material digital” al resultado de combinar dos o tres fotopolímeros en concentraciones específicas para crear un material compuesto con características híbridas. Esto permite generar tanto gradientes de colores como sectores de la pieza rígidas o flexibles según lo que haga falta.

Muestrario flexible con degradé celeste - rosa

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Prototipo en materiales combinados, rígido - flexible

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Tecnologías experimentales Los métodos que se presentaron anteriormente son los que hoy en día se s e encuentran en el mercado. Pero al ser la impresión 3D una tecnología que está aún en desarrollo, existe una enorme cantidad de impresoras experimentales que usan otros métodos o materiales.

Impresión en metal (MX3D): Se usa un brazo robótico en lugar de un sistema de ejes cartesianos que construyen el volumen haciendo sucesivos puntos de soldadura hasta construir la forma. De esta manera, no existe un volumen límite de construcción, ya que el brazo podrá desplazarse para continuar colocando los puntos de soldadura hasta terminar la pieza. Se espera que este tipo de tecnología permita imprimir puentes, haciendo que el brazo construya los rieles por los cuales va a desplazarse.

Detalle de la soldadora construyendo.

Representación de como funcionaría la construcción del puente. (video haciendo click en la imagen)

Bioimpresión (Organovo): Es una impresora que crea tejidos humanos usando diferentes tecnologías con un biomaterial que se genera aislando y multiplicando ciertas células de un órgano. Estas células luego son mezcladas con un material líquido que les provee oxígeno y nutrientes para mantenerlas vivas fuera del cuerpo humano. La mezcla resultante se usa como material de impresión basándose en escaneos del paciente como modelo digital para imprimir. Hoy en día estos procesos se utilizan para generar tejidos en los que hacer testeo pre-clínico de medicamentos, permitiendo crear tratamientos más rápida y económicamente. En un futuro se espera que esta impresora permita per mita hacer órganos para trasplantes.

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Impresora en el laboratorio. UNC

Dentro de cada probeta se encuentran las células que formará los tejidos.

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Comparación de tecnologías Además de tener distintas maneras de construir, las impresoras 3D tienen distintos campos de aplicación según el tipo de pieza que generan y, especialmente, según el costo de la tecnología y su dificultad de implementación. Aquí presentaremos tres categorías de impresoras y las tecnologías correspondientes a cada una.

Tecnologías hogareñas / Hobbistas  (FDM) Costo de la máquina: < USD 10.000 Calidad de la pieza: Baja

Estas tecnologías son accesibles, no sólo por su costo sino s ino también por su facilidad de implementación y uso. No requieren modificaciones del ambiente o equipamiento especial, no ocupan mucho espacio (tienen, en promedio, el tamaño de un microondas grande) ni tampoco generan desperdicios tóxicos (existen materiales, como el PLA, que no emanan vapores ni olores). Solamente hay que asegurarse de tener una ventana cerca para que circule el aire y proteger el equipo del sol directo. Por esto, son óptimas para el uso en el aula y el hogar. hogar.

Tecnologías de prototipado / profesionales (DLP / SLS / Binder Jetting) Costo de la máquina: USD 10.000 -150.000 Calidad de la pieza: Media

Las impresoras de esta categoría suelen usarse en PyMEs y necesitan un mayor nivel de capacitación para poder manejarse correctamente. Además, requieren adaptar el espacio para las máquinas. En el caso de DLP, por ejemplo, necesita estar en un espacio que no reciba luz directa y tenga un sistema de ventilación (ya que la resina genera vapores y olores que son nocivos). También deberá haber una zona para la limpieza y el post procesado de las piezas. Cada tecnología de esta categoría tiene requerimientos de acondicionamiento y espacio que suelen implicar una inversión extra en capacitación e infraestructura. Estas tecnologías son utilizadas cuando se requiere un nivel de precisión más alto que el de las impresoras FDM, principalmente por empresas productivas en sus procesos de diseño de producto y empresas que se dedican al prototipado para terceros para brindar servicios.

Tecnologías industriales (DMLS / PolyJet) Costo de la máquina > us$150.000 Calidad de la pieza: Alta

Este tipo de tecnologías se usan en desarrollos industriales a gran escala, en industrias como la aeroespacial y la aeronáutica, así como en otras de producción masiva. Hoy en día resultan inaccesibles para el público común, tanto la adquisición de la máquina como su uso o contratación del servicio.    n     ó     i    c    c    u     d    o    r    t    n     I

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Diagrama comparativo

ACTIVIDADES Para discutir en el aula: ¿Qué otras formas conocen de construir “apilando” capas?

Actividad práctica:

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*Usando una pistola de silicona, dibujar cuadrados, triángulos y círculos uno sobre otro hasta generar un volumen.  *Usando arcilla o porcelana fría, construir un objeto usando la técnica de rollos (generar rollitos e ir apilándolos en forma circular para generar la forma).

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¿Por qué FDM? La tecnología de filamentos es actualmente la más popular y accesible de todas las anteriormente mencionadas. Además, es la más adecuada para el uso en el aula. *Usa materiales no tóxicos, biodegradables y reciclables. *Es de fácil uso. *Es de fácil instalación e implementación. *Puede verse con facilidad cómo es su funcionamiento. *Es segura para el manejo por parte pa rte de personas no profesionales, ya que sus mecanismos y espacios peligrosos (extrusor y cama caliente) quedan protegidos y están señalizados como tales. *Hay bibliotecas de material libre y descargable on-line.

Diagrama de una impresora impresora FDM En esta sección veremos en detalle los componentes de las impresoras FDM y su funcionamiento. De esta manera, comenzaremos a familiarizarnos con los términos específicos de la tecnología que usaremos de acá en adelante.

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1 Bastidor y Ejes cartesianos: La impresora trabaja en tres ejes -X, Y y Z- de manera que las capas

se dibujarán en X e Y. Luego habrá un desplazamiento en Z equivalente a la distancia de la altura de las capas y comenzará la impresión de la capa siguiente. Dependiendo del modelo de la impresora, el movimiento en Z podrá ser un desplazamiento de la plataforma de construcción hacia abajo o un desplazamiento del extrusor hacia arriba. 2 Plataforma de construcción: Es la superficie sobre la cual se deposita la primera capa de material.

Es fundamental lograr una correcta adhesión del material a la plataforma, ya que de esto dependerá que se construya correctamente la impresión. La mayor parte de los filamentos necesitan una plataforma calefaccionada que mantenga al material extruido a una temperatura que evite que la pieza se contraiga y se despegue de la base. Si es necesario, sobre la plataforma se aplican sprays adhesivos (como el Roby) que generan una película adherente. O se cubre la superficie de la plataforma con cinta de papel para crear una superficie rugosa. Dependiendo de la configuración de la impresora, la plataforma se moverá hacia arriba y abajo o hacia atrás y adelante. 3 Filamento: Las impresoras FDM utilizan material termoplástico que vienen en bobinas. Los

termoplásticos son polímeros que se funden al aplicarles calor calor.. Los más usados en impresión 3D son el ABS y el PLA, que vienen en una gran variedad de colores. El ABS es un material muy usado en los objetos cotidianos. Es de lo que están hechas las carcasas de los productos electrónicos, como los monitores y los controles remotos, entre otros. Se caracteriza por ser resistente a los golpes y, en impresión 3D, se recomienda para piezas que busquen tener resistencia mecánica como, por ejemplo, un engranaje. Hay otros materiales disponibles, pero son más experimentales y requieren tener un conocimiento suficiente en los parámetros de impresión para probarlos. El PLA (Ácido Poliláctico) es un plástico derivado del maíz o la caña de azúcar. Es biodegradable y su comportamiento y resistencia son similares a los del PET. En la industria, el PLA se usa para realizar envases para alimentos. Es óptimo para imprimir en el aula, ya que es uno de los plásticos que presenta menos dificultades durante el proceso, además de no ser tóxico. or ificio 4 Extrusor: El extrusor funciona de una manera muy similar a una pistola de silicona. Tiene un orificio por el que se introduce el filamento plástico, que es empujado por una rueda tractora hacia la zona de calentamiento para finalmente salir por una boquilla varias veces más chica que el diámetro original. En impresión 3D se usan dos diámetros de filamento: 3 mm y 1,75 mm. Cada impresora usa solamente uno de estos diámetros y debería estar especificado en los datos     M     D     F

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técnicos del fabricante. La Trimaker Cosmos, por ejemplo, usa filamento de 1,75 mm. a Resistencia: Se ocupa de calentar el barril del extrusor para fundir el filamento. b Recubrimiento aislante: Evita que el filamento se adhiera al conducto y tape el extrusor. c Boquilla de extrusión: Reduce el diámetro del filamento, que es de 3 mm o de 1,75 mm dependiendo

de la máquina que se use. Es por donde saldrá el filamento a lo largo de la impresión y lo que definirá el ‘trazo’ con el que se dibujará cada capa. El diámetro estándar de la boquilla suele ser de 0,4 mm, pero pueden encontrarse también boquillas de 0,1 mm a 1 mm. Cuanto mayor sea el diámetro de la boquilla, menor será la definición y mayor será la velocidad de impresión. Esto solo modificará la definición en X e Y, que es donde veremos los trazos de la boquilla, pero no será tan influyente en la definición en Z. Si se necesita usar la impresora para piezas que no tengan detalles muy pequeños en su cara superior, podría ser conveniente usar una boquilla más grande. Mientras que si tenemos una pieza sumamente detallada convendrá usar una boquilla de menor diámetro a pesar del mayor tiempo de impresión para sacar más provecho de la herramienta. qu eda adherida a ella hasta que su temperatura 5 Pieza impresa: Se construye sobre la plataforma y queda baja a temperatura ambiente. Una vez fría, la pieza se desprende sola de la plataforma y está lista para usar o darle terminación.

Uso de la impresora A continuación veremos el paso a paso de una primera experiencia de impresión basándonos en la Trimaker COSMOS, desde el momento en e n que se recibe la máquina hasta que se imprime la primera pieza. Se mostrarán precauciones y procedimientos que deberán ser tenidos en cuenta en todas las impresiones para el cuidado de los mecanismos.

Antes de empezar Asegurarse de tener los siguientes elementos: *Hoja de calibración (por ejemplo, un post-it o una hoja de computadora). *Fijador de pelo Roby o similar para mejorar la adherencia. *Suficiente filamento para la impresión que qu e se desea hacer hacer.. *Tarjeta *T arjeta SD con una pieza lista para imprimir.

Calibración: Al comenzar una impresión, la primera capa de material debe estar bien adherida a la plataforma de construcción. Para lograr esto, debemos calibrar la distancia entre la boquilla y la placa de construcción para que sea s ea igual a lo largo de toda su superficie. su perficie. Además, debe procurarse que se mantenga una distancia que no sea muy grande ni demasiado pequeña.     M     D     F

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Si la boquilla se encuentra alejada de la placa, el material no se va a adherir y va a comenzar a acumularse en el extrusor generando una bola de plástico, pudiendo incluso llegar a romper el extrusor.. Por otro lado, si la boquilla está muy cerca de la placa la salida del filamento se bloqueará, extrusor la rueda tractora que empuja al material continuará haciéndolo y, al no avanzar, éste rebalsará y se acumulará plástico en los dientes de la rueda. La distancia correcta entre el extrusor y la cama es el espesor de un papel. Éste debe pasar fácilmente entre la placa y la boquilla sin arrugarse o desgarrarse, pudiéndose sentir una pequeña fricción al moverlo. Para regular la cama se utilizan las cuatro perillas ubicadas bajo la misma. Según el sentido en que se giren, se agrandará o se achicará la distancia.

Diagráma de la plataforma de construcción de la Cosmos y su mecanismo de calibración.

Carga de lamento: Cargar o cambiar el filamento es una de las acciones más frecuentes en el uso de la máquina. Esto sucede en tres ocasiones: antes del primer uso, cuando está por terminarse el rollo que tiene cargado la máquina o en el caso de querer usar otro material y/o color. El modo en que se cambia el filamento difiere según la marca y modelo de la impresora, pero todos tienen en común que para cambiarlo debe tenerse en cuenta la temperatura de los materiales. Por ejemplo, si estamos utilizando ABS, cuya temperatura de fundición es ~ 230°c, tendremos que llevar el extrusor a esa temperatura. Esto suele hacerse por medio del menú del panel de control. Una vez alcanzada la temperatura, se puede retirar el material e inmediatamente colocar el nuevo que se va a utilizar. Si el cambio se va a hacer por otro tipo de material con una temperatura de fundición distinta, necesitaremos, una vez cambiado, modificar la temperatura del extrusor hasta la temperatura del nuevo material elegido.     M     D     F

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En el caso de la impresora 3D Trimaker Trimaker Cosmos, la carga de filamento se hará de la siguiente manera: 1 En la parte trasera de la Trimaker Cosmos, colocar el rollo de filamento en el soporte metálico del lado izquierdo de la impresora. 2 El rollo debe ponerse en sentido anti horario. Luego, pasar el filamento por el soporte y tubo guía que se encuentran en la impresora. El filamento debe partir desde abajo para ingresar al tubo guía hasta salir por el otro extremo. 3 Entrando al menú de control, seleccionar: Configuración Rápida > Cambiar Material > *elegir según corresponda* y seguir las instrucciones de la pantalla. 4 Cuando la pantalla lo indique, presionar suavemente la palanca del extrusor hacia abajo e introducir la punta del filamento en el extrusor asegurándose de tomar la punta del filamento y no el tubo guía. Importante: enderezar la punta del filamento antes de introducirlo. 5 Empujar el filamento hacia adentro del extrusor manteniendo la palanca presionada hasta que éste comience a salir por la boquilla de manera fluida y luego colocar el tubo guía.

Aclaración: El filamento debería salir realizando una presión suave. De no ser así, es probable que no esté entrando en el canal interior. Para corregir esto, quitar el filamento del extrusor, enderezar la punta del filamento nuevamente y hacer una leve presión en la palanca.

Impresión: Antes de comenzar la impresión, rociar una fina capa de Roby sobre el vidrio procurando no rociar sobre las barras y mecanismos. Luego, colocar la tarjeta SD, ingresar al menú principal y seleccionar: Imprimir desde SD > Imprimir desde SD > OK > *Elegir el nombre del archivo que se quiere imprimir*.

La impresión puede tardar unos minutos en comenzar. Durante la impresión, la pantalla mostrará el progreso de la impresión y las temperaturas. Cuando la impresión haya terminado, esperar a que la cama de impresión se enfríe antes de retirar la pieza.

ACTIVIDAD Actividad práctica:

Seguir los pasos e imprimir el archivo que viene incluido en la tarjeta. Observar la impresión y compararla con las imágenes de la sección de problemas frecuentes para evaluar la calidad y corregir usando la guía.

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Problemas frecuentes: Se despegan los bordes: Este problema es conocido como ‘warping’. Sucede con piezas que tienen superficies grandes y con el uso de filamentos que funcionan a temperaturas altas como el ABS. El curvado de los bordes se da cuando el enfriamiento es muy brusco, generando que las capas de abajo se contraigan antes que las que le siguen. Este problema se da mayormente en invierno. Solución: Procurar que la temperatura de la base  sea la correcta para el material que estamos usando y mantener una temperatura uniforme dentro del volumen de construcción, evitando corrientes de aire que den directamente sobre la impresión o climatizando la habitación en la que se encuentra la impresora.

El extrusor está tapado: El extrusor es propenso a que se acumule material y suciedad y puede obstruirse. Solución: Llevar el extrusor a 240° C. Pasar filamento de nylon hasta que salga por la boquilla. Luego, llevar el extrusor a 150° C. Seguir empujando el filamento mientras la temperatura baja hasta que deje de salir por la boquilla. Una vez que el extrusor llega a los 150° C, tirar del filamento manteniendo la palanca presionada. Esto hará que la suciedad que estaba tapando el extrusor quede pegada al filamento. Repetir este procedimiento hasta que el filamento de nylon salga lo más limpio posible. Si el procedimiento no funciona o no puede pasar el filamento de nylon, contactarse con el equipo de servicio al cliente.

Extruye mucho/poco material: La cantidad de material que se deposita

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mientras se imprime se llama “flujo”. En la imagen superior puede verse que la pieza está sobre-extruida, lo que significa que la cantidad de material depositado es mayor a la necesaria y la pieza queda “chorreada”. En la imagen inferior la pieza está sub-extruida, lo cual puede suceder por distintas razones: Una mala configuración en el programa de pre impresión, un filamento con un diámetro mayor o menor al estándar, o un extrusor tapado. Solución: Probar modificando el flujo mientras se imprime. Presionar OK para entrar al menú, luego seleccionar “flujo” y subir o bajar de a 5% e ir observando si se soluciona el problema. Si funciona, luego aplicar esa configuración en el programa de pre impresión que se esté usando. Si no se soluciona el problema, revisar el diámetro del filamento o intentar destapar el extrusor siguiendo la solución del punto anterior. 22

Puntas levantadas: Este problema se llama ‘curling’ y se debe a que la temperatura de impresión es demasiado alta. El material se mantiene en estado líquido demasiado tiempo y se generan esas deformaciones. Es un problema frecuente cuando se usa PLA, especialmente en verano o si no está encendido el ventilador ve ntilador.. Solución:  Corroborar que la temperatura a la que se está imprimiendo sea la correcta. Si se está usando PLA, configurar el código G para que se encienda el ventilador a partir de la segunda capa. Si ya comenzó la impresión, presionar OK para entrar al menú, luego seleccionar selecciona r Ventilador SÍ/NO. Si en la habitación en la que se s e está imprimiendo la temperatura es más alta de lo común, refrigerar el ambiente.

Imprime con “pelitos”: Esto ocurre cuando el cabezal se mueve de un punto a otro sin imprimir y el material fundido que queda en el extrusor cae. Solución: Revisar que esté encendida la retracción en el programa de pre-impresión. Lo que hace esta configuración es retraer el filamento al terminar de imprimir una sección. De esta manera, se le quita la presión a la boquilla para que no salga más material. Aumentar la velocidad de traslación: 120 mm/s debería ser suficiente.

Picos derretidos: Se da cuando una pieza termina en una punta fina. Al llegar a la parte superior de la impresión, la impresora se mantendrá imprimiendo en una sección muy pequeña y no dejará que las capas se construyan correctamente, ya que habrá una temperatura muy alta constantemente en ese sector. Solución: Imprimir más de una pieza a la vez. De esa manera, el movimiento del cabezal entre una y otra pieza dará dar á tiempo a que se enfríen las piezas. Algunos programas de pre impresión tienen la opción de agregar una columna de la misma altura de la pieza que también funciona para solucionar este problema.

No se ven los detalles pequeños: Al imprimir una pieza, la cantidad de detalle que va a lograrse en la cara car a superior va a depender del diámetro de la boquilla de impresión. Este tipo de problemas surge cuando el diseño que se busca imprimir tiene detalles más pequeños pequeño s que la boquilla, por lo que el programa de pre impresión los ignora a la hora de generar el código G. Por eso una boquilla de menor diámetro da una mejor definición. Solución: Corregir el diseño para asegurarse de que la pieza no tenga detalles menores al diámetro de la boquilla.     M     D     F

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Modelado

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MODELO 3D Los modelos 3D son representaciones matemáticas de cualquier objeto tridimensional (real o ficticio) en un software 3D. Son una parte esencial de la construcción de gráficos tridimensionales y sin ellos no habría animaciones por computadora. No existirían Toy Story ni Wall-E, no tendríamos juegos en 3D ni películas de Transformers (al menos, en la forma en que los conocemos hoy en día). Cada objeto, personaje, escena de una película animada por computadora o videojuego se compone de modelos en 3D. El proceso de crear y dar forma a un modelo 3D se conoce como modelado 3D. Existen tres maneras de obtener un modelado:

Descargarlo de una biblioteca on-line: Una de las mejores maneras de comenzar a relacionarse con este tipo de archivos es encontrar un objeto en la web y utilizarlo como referencia. Thingiverse y GrabCAD son grandes lugares de referencia para descargar objetos y conseguir inspiración.

Escanear un objeto existente: Escanear un objeto también permite obtener un modelado sin tener que diseñar la pieza. Hoy existen muchas maneras de digitalizar objetos, desde aplicaciones que utilizan la cámara de nuestros celulares, hasta escaners de altísima precisión, pasando por accesorios para tabletas. Una vez obtenido el escaneo se puede imprimir como está, escalarlo o modificarlo.

Diseñar la pieza a medida:

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A esta etapa se la llama modelado y consiste en dar forma a los objetos usando un software. Hay una serie de técnicas, métodos o lógicas de modelado 3D, cada una de las cuales sirve para lograr modelados diferentes. A continuación explicaremos algunas de ellas y sus aplicaciones.

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Lógicas de modelado Geometría sólida constructiva (Rhinoceros, Tinkercad) Permite modelar formas complejas combinando volúmenes simples. Trabaja usando operaciones de combinación, sustracción y combinación de formas como las que se ven debajo, las cuales son llamadas operaciones booleanas.

Este tipo de modelado permite obtener objetos simples o bases bas es sobre las que realizar un diseño más detallado.

Modelo de linterna, conformado por un cilindro, un cono y un prisma rectangular.

Modelado por curvas (Rhinoceros) Las superficies del modelo están definidas por curvas e influenciadas por puntos de control. La curva sigue, pero no necesariamente se cruza con los puntos. Moviendo los puntos de control podremos modificar las superficies. Entonces, para realizar un modelo, debemos definir las curvas que componen la forma. Estos son los cortes transversales en X, Y y Z, que son llamados generatrices y directrices. Las generatrices serán las que definan la forma y las directrices la dirección, en el caso del cono que vemos debajo.

Como puede verse arriba, las generatrices serán círculos y las directrices serán en el centro un triángulo y, y, hacia los extremos, parábolas.     O     D     A     L     E     D     O     M

Este tipo de modelado se usa para objetos con superficies muy complejas y orgánicas manteniendo una cierta rigurosidad técnica. UNC

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Diseño paramétrico (Solidworks, CATIA, Grasshopper) El modelado se realiza usando la relación entre los elementos de la pieza. El término “paramétrico” se refiere al uso de parámetros o variables que permiten definir el modelo final. Los parámetros pueden ser tanto numéricos (longitudes, diámetros, ángulos, etc.) como geométricos (tangente, paralelo, concéntrico, etc). Los valores numéricos pueden estar relacionados entre sí. En el engranaje de la imagen se está usando Solidworks y las variables son las distintas medidas de la pieza. Si se quisiera hacer una modificación en alguna de esas medidas, entonces simplemente se debería cambiar el número de las dimensiones y así se modificaría el diseño en consecuencia. Este tipo de modelado se usa en producción y en diseño estructural. (Blender,, Zbrush,Meshmixer) Escultura digital (Blender Es el modelado con un software específico que ofrece herramientas que simulan la manipulación de arcilla. Es posible comprimir, estirar, generar texturas o alisar, entre muchas otras. Se usa para animación y diseño de personajes.

Software especíco  Existen también programas diseñados específicamente para ciertas industrias. Por ejemplo, en diseño textil hay programas que permiten diseñar un molde y luego verlo realizado en 3D en distintas telas.

ACTIVIDADES Para discutir en el aul a:

•

Buscar objetos objetos que estén compuestos compuestos de formas simples. Pensar cuáles son y cómo están ubicadas.

•

Pensar objetos objetos en los que pueda ser útil tener parámetros parámetros para modificar modificar..

Actividad práctica: •

Análisis de la forma: Usando un objeto que se encuentre en el

aula, pensar cuáles son sus directrices y

generatrices. Dibujarlas sobre el objeto. •

Biblioteca de archivos: Se proponen en clase categorías de objetos y se las divide entre grupos de alumnos, cada

uno debe buscar en una biblioteca on-line y encontrar objetos que pertenezcan a esa categoría y generar en conjunto una colección.     O     D     A     L     E     D     O     M

•

Escaneo: Si se tiene un escaner o

celular con capacidad de escanear, escanear, pedir a los alumnos que traigan un objeto de

su casa y escanearlo para generar un repositorio de sus propios objetos digitales. UNC

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Manejo de Archivos

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Utilización de .STL STL (estereolitografía) es la extensión de archivo con la que trabaja la impresión 3D. Este formato es un conjunto de caras planas poligonales que conforman co nforman la superficie exterior del objeto diseñado. En casi todos los programas de modelado por computadora se puede elegir “Expor tar” en el menú Archivo y dentro de las opciones de extensión seleccionar *.STL. Si la aplicación que estamos usando no incluye la exportación de STL podemos optar por el formato de archivo OBJ. En el gráfico comparativo podemos ver la diferencia entre un modelo CAD original de un cono truncado y el teselado STL de la misma figura. A la derecha podemos ver la diferencia entre una esfera y dos calidades de teselado. Cuanto mayor es la calidad, más pequeños serán los polígonos, pero también será mayor el peso del archivo. Gráfico comparativo STL-CAD

Código G Las impresoras 3D son robots cartesianos. Esto quiere decir que funcionan siguiendo recorridos en X, Y y Z. Para imprimir, tendremos que convertir las mallas poligonales del modelo STL en recorridos lineales y asignarles las características que correspondan. Estos archivos, llamados Código G o G-Code, se obtienen a través de un software de pre-impresión. El Código G es un archivo de texto que contiene los movimientos tanto del cabezal como de la cama, así como las configuraciones de velocidad y la temperatura que deberá tener la máquina al momento de imprimir imprimir..

Software de pre-impresión

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A los programas de preparación se los llama ‘slicers’, que se traduce del inglés como cortadores o laminadores. Esto se debe a que la pieza es cortada en “rodajas”, llamadas capas, a las que luego convertirá en caminos lineales. Al igual que en la ventana de pre-impresión en una impresora de papel en la que podremos elegir el tipo de papel, el tamaño o si la impresión será a color o en blanco y negro, en el ‘slicer’ definiremos estas características, llamadas “parámetros de impresión”. Uno de los grandes beneficios de la impresión 3D es poder definir los parámetros en cada objeto según sus requisitos. Una definición de 0,1 mm se utilizará con poca frecuencia y para piezas con gran gr an cantidad de detalle, mientras que para la mayoría de los modelos una definición de 0,3 mm dará un resultado muy bueno. UNC

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Parámetros de impresión impresión Los parámetros de impresión van a definir las características que luego tendrá la pieza final. Su definición, estructura interna, material, etc. En muchas impresoras, como la Trimaker Cosmos, pueden modificarse algunos de estos parámetros durante dura nte la impresión. Por ejemplo, modificar la temperatura en un día muy caluroso o bajar la velocidad si se observa que está imprimiendo demasiado rápido.

Espesor de capa Es la altura que tendrá cada capa. Se mide en micras o      A       T      L milímetros. Suele ir desde 100 micras (0,1 mm) a 300 micras      A (0,3 mm). La definición es uno de los factores que más      A afecta al tiempo de impresión, ya que define la cantidad      I      D      E de capas que tendrán que realizarse para obtener la pieza.      M Si tenemos una definición de 0,3 mm serán necesarias menos capas y, por ende, menos tiempo de impresión.      A Al contrario, si tenemos una altura de capa de 0,1 mm se      A    J      B necesitarán el triple de capas y de tiempo.

Capa Las capas se componen de tres elementos: la pared exterior, la pared o paredes interiores, y el relleno. A lo largo de la impresión el extrusor depositará el material generando estos tres elementos.

Pared Las paredes son perímetros que siguen el borde de la pieza. pieza . Cada uno tendrá un ancho determinado de terminado dado por el diámetro de la boquilla.

Diámetro de boquilla Pared exterior

Relleno Pared Pared interior interio r     S     O     V     I     H     C     R     A     E     D     O     J     E     N     A     M

Relleno Cuando hablamos de relleno nos referimos a la estructura interna de la pieza. Uno de los beneficios que da la impresión 3D es el de poder definir cómo será esta estructura. Podemos elegir tanto el UNC

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porcentaje de material que tendrá el relleno como el diseño del patrón que se usará. De esta manera, la estructura interna de cada pieza se decidirá según sus aplicaciones y las características que queremos que tenga. La mayoría de las impresiones no son sólidas, están impresas con un patrón interior que puede variar dependiendo del destino que se le vaya a dar al objeto. Podrá usarse un bajo porcentaje de relleno para un objeto meramente decorativo o uno más alto para una pieza que requiera resistencia mecánica.

El relleno “panal de abejas” es el más caracteristico de la tecnología por ser eficiente en el uso del espacio. En esta imagen puede verse cómo varía la densidad de la trama de 10% a 100% de relleno.

Posición de piezas Debido a que el modelo será impreso capa por capa, la orientación de la impresión tendrá un impacto en la definición, la calidad y la resistencia de la pieza. En la imagen de abajo puede verse una misma forma impresa en dos sentidos y cómo esto se refleja en la pieza.

Modelo 3D Modelo 3D

Capas

Capas

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Gráfico de posición UNC

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En el gráfico de posición vemos que el modelo que fue impreso horizontalmente pierde detalle tanto en las esquinas como en la superficie superior super ior,, donde se ve como un mapa topográfico, exagerando las capas de la impresión. Mientras que en el que fue impreso verticalmente no se pierden detalles y las capas serán menos notorias. Para posicionar una pieza correctamente co rrectamente recomendamos orientar el objeto teniendo en cuenta dos cosas: que la base de apoyo sea el lugar más plano de la pieza y que los detalles importantes de la pieza queden verticales (en el eje z), ya que suelen salir más prolijos.

Soportes Cuando un modelo tiene salientes, las capas que no están directamente soportadas en una capa inferior pueden caerse, generando imperfecciones. Para evitarlo, debemos construir soportes que actúen como base de las capas que conforman los salientes del modelo.

60°

Una saliente mayor a 60° no necesita soportes

Y, H y T tres tipos de soportes posibles

Para poder entender cuándo se necesitan soportes y cuándo no, usaremos como ejemplo las letras “Y”, “H” y “T”. En el caso de la “Y”, las salientes se abren a un ángulo mayor a 60°, de manera que cada capa se desfasa muy poco respecto de la anterior. Por lo tanto, a pesar de tener salientes, las capas tendrán soporte suficiente para construirse sin problemas y no se tendrá que usar soportes extras. En el caso de la “H” vamos a usar soportes en el puente solamente cuando la distancia sea mayor a 7 mm. En una distancia menor no será necesario usarlos porque no habrá riesgos. Llamaremos a estas excepciones “puentes”. En el caso de la “T”, vamos a necesitar usar soportes sí o sí, ya que no hay capas inferiores sobre las que se puedan construir los brazos, que tienen una extensión mayor a 7 mm.

T impreso con y sin soportes

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Y, H y T impresos

Temperatura Este parámetro se define según el material a utilizar. Existen dos parámetros de temperatura. La del extrusor,, que es la temperatura a la que funde el material, extrusor mater ial, y la de la placa de construcción, que sirve para que el material se adhiera a la plataforma. Por ejemplo, en el caso del PLA, el extrusor estará entre los 190° C - 200° C y la placa estará a 60° C. 32 UNC

Diseñar para imprimir 3D A continuación enumeraremos consejos y límites a tener en cuenta a la hora de diseñar una pieza para ser impresa en 3D. No necesariamente hay que seguir estas reglas al pie de la letra, pero tenerlas en cuenta mejora mucho los resultados de las impresiones.

Espesor El espesor comprende a las paredes, el techo y el piso. Las paredes van a medirse en cantidad de perímetros, y el piso y techo en cantidad de capas. Una pieza puede tener diferente cantidad de capas en el piso y en el techo, pero no cambiará la cantidad de perímetros a menos que el espesor de la pared sea más pequeño que la cantidad de pasadas. Para obtener buenos resultados se recomienda usar un espesor de al menos dos veces el diámetro de la boquilla de la impresora, un piso de al menos dos capas y un techo de al menos tres capas.

Texto Grabado o en relieve En general, cuando se quiere un texto grabado gra bado o un detalle superficial es mejor que esté hundido en el objeto y no en relieve. Para textos grabados o detalles hundidos en la superficie super ficie se recomienda un grosor de línea mínimo de 1 mm y una profundidad de 0,3 mm. Para detalles sobresalientes y textos en relieve se recomienda un grosor de línea de al menos 2,5 mm y una altura de al menos 0,5 mm.

Salientes y pendientes Las salientes deben tener soportes construidos especialmente para actuar como “andamiaje” de la pieza. También podemos diseñar la pieza para evitar la generación de soportes convirtiendo las salientes en pendientes como la del gráfico que se encuentra debajo.

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Encastres Para diseñar encastres entre dos piezas es importante que haya suficiente distancia entre las partes que van a ser unidas. Un encastre que funciona perfecto en el software no necesariamente es un encastre que puede ser impreso, porque el software ignora la fricción existente en el mundo real. Por lo tanto, será necesario dejar al menos 0,3 mm de juego entre las diferentes partes.

Espacio correcto entre partes móviles Cuando se quiere diseñar partes móviles como eslabones, cadenas o mecanismos hay que tener en cuenta la separación entre una y otra superficie. El espacio determinará la capacidad de flexión del diseño. Recomendamos que se mantenga un espacio mínimo entre superficies de 0,4 mm. Cuanto más espacio se puede permitir permitir,, mejor.

Volumen sólido y dirección de las caras Para poder usar un modelado en impresión 3D éste debe tener las siguientes características: *Ser un solo volumen. Todas las partes deben estar unidas entre sí *Estar cerrado. No debe tener bordes o caras desnudas *Estar correctamente orientado. Todas las caras con las normales en el mismo sentido y orientado hacia afuera del volumen.

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Software

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Cura Existen muchos programas de slicing de código abierto y gratuitos. En esta guía explicaremos a fondo el Cura, que por su simpleza tanto en el uso como en las variables var iables que permite modificar, es el que creemos mejor para comenzar a adentrarse en la impresión 3D. Pueden descargar el Cura ya configurado para usar con la Trimaker Cosmos en la sección soporte de la web de Trimaker. Si tienen otra impresora de código abierto también podrán usar Cura como slicer, sólo deben consultar con su proveedor cómo configurar el perfil de su modelo en el pograma.

Interfaz Cura Para la siguiente sección de la guía recomendamos abrir el Cura y cargar car gar un archivo STL para poder seguir los distintos ítems que se irán mostrando.

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1. Barra de menú 2. Botón para abrir archivo 3. Guardar archivo 4. Modos de visualización 5. Conguración de impresión 6. Rotar 7. Escalar 8. Espejar UNC

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Modos de visualización visualización En Cura hay diferentes formas de ver el modelo en la placa de construcción. Vamos a encontrar estos diferentes modos de vista haciendo clic en el botón “Modo de visualización” en la esquina superior derecha del programa.

Normal Este es el modo de vista por defecto, que básicamente muestra el modelo en la forma en que fue diseñado, lo que significa que se puede ver la forma y el tamaño del modelo.

Soportes Cura mostrará las partes que sobresalen en rojo, permitiendo ver fácilmente si se necesitan soportes. Se resaltan las partes de mayor necesidad de soportes sopor tes basándose en el “ángulo voladizo de apoyo”.

Transparente Para mirar a través del modelo puede utilizarse la vista “Transparente”. Sirve cuando se tiene un modelo con estructuras internas.

Radiografía Ayuda a identificar si existen intersecciones en el modelo. Las áreas rojas advierten que estas piezas podrían causar problemas durante la impresión.

Capas Uno de los modos de vista de uso frecuente es la vista “Capas”. Aquí se puede ver exactamente cómo será impreso el modelo, permitiendo desplazarse capa por capa. Es aconsejable utilizar este modo de vista antes de imprimir el modelo, ya que permite ver fácilmente si hay fallas y decidir si la impresión es viable.

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Ajustar el modelo Rotar Permite girar el modelo en dirección “X”, “Y” o “Z”. Al seleccionar uno de los ejes con el mouse podemos moverlo para que gire el objeto con un ángulo de 15 grados. También También podemos girar el objeto con un ángulo de 1 grado presionando la tecla “Shift” mientras lo giramos. Una vez seleccionado el botón de “Rotar” aparecerán más opciones encima del botón. El “Reset” del software ofrece la posibilidad de restablecer el modelo a su posición original. Mediante el uso de la opción “Recostar”, el modelo se coloca sobre la superficie de la placa de construcción. Esto puede ser útil cuando el modelo no tiene una superficie completamente plana. El modelo se posiciona usando la superficie más plana que encuentre cerca de la cama de construcción.

Escalar Esta opción se puede utilizar para cambiar las dimensiones del modelo en la dirección “X”, “Y” y “Z”. El escalado se puede hacer haciendo clic y arrastrando la pieza usando los cubitos que aparecen en el modelo o cambiando los valores numéricos que están en el cuadro que se muestra justo encima del botón “Escalar”. Podemos utilizar un factor de escala para cambiar las dimensiones de la pieza porcentualmente o introducir el tamaño exacto en mm que deseamos que tenga. El modelo se modificará en todas las direcciones en forma proporcional, a menos que se desbloquee la “escala uniforme”, que es el candado que aparece al final de la lista, para escalar en cada dirección independiente de las otras. Además, un botón de “Reset” y “Escala máx” aparecerán sobre el botón “Escalar”. El botón “Reset” permite restablecer el modelo a sus dimensiones originales. “Escala máx” escala el modelo al máximo tamaño de impresión posible.

Espejar La pieza puede espejarse con respecto a los ejes X, Y y Z.

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Conguración básica Calidad Espesor de capa [1] Es uno de los ajustes más utilizados, ya que afecta la calidad superficial en forma significativa. Las configuraciones habituales son de 0,3 mm para una impresión rápida con capas gruesas, 0,2 mm para una impresión de calidad media y 0,1 mm para una impresión con una muy buena calidad pero más lenta.

Espesor pared [2] Define la cantidad de perímetros que tendrá la pieza. Cuanto mayor sea, mayor será la resistencia mecánica de la pieza. Una pared vertical debe estar compuesta por, al menos, dos perímetros de filamento, es decir que el espesor de pared debería ser al menos el doble de la boquilla. Si la boquilla tiene 0,4 mm, el espesor mínimo de pared será de 0,8 mm. El espesor de pared siempre será un múltiplo del diámetro de la boquilla. Habilitar retracción [3] La retracción sucede cuando el cabezal de impresión debe moverse entre dos puntos sin extruir. Para evitar que la boquilla siga expulsando material, el extrusor “retrae” (la rueda tractora gira en reverso para quitar el filamento de la boquilla), bajando la presión que se genera en la boquilla. Es recomendable dejar esta función siempre habilitada.

Relleno Estos ajustes influirán en la resistencia de la pieza, ya que definirán la estructura es tructura interna de la misma. El espesor superior/inferior [4] va a definir cuántas tapas y pisos completamente rellenos se harán. Esto afectará la resistencia pero también la terminación superficial. Si las tapas no son so n suficientes, no lograrán cubrir la trama de relleno y el producto quedará desprolijo. Como se mostró anteriormente, las piezas impresas en 3D no tienen que ser macizas. La densidad de relleno [5] permite crear una estructura de rejilla en el interior del modelo donde las celdas serán más grandes o pequeñas según el porcentaje de relleno que se configure.

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Velocidad y temperaturas La velocidad y la temperatura que se definen para la impresión dependen del material que se esté utilizando. Estas dos variables deben estar correctamente configuradas para asegurar una buena calidad de pieza. La velocidad de impresión (mm/s) [6] define la velocidad a la que se mueve el extrusor. En base a esta velocidad se calcula la cantidad de plástico que necesita ser extruido. El valor por defecto es de 50 mm por segundo. Este es un punto de partida seguro, pero esto se puede cambiar fácilmente si se desea imprimir más rápido. Como parámetro, la velocidad máxima es de 70 mm por segundo y la mínima de 20 mm por segundo. Hay que tener en cuenta que un aumento de la velocidad ve locidad obliga a aumentar la temperatura para asegurar que el plástico fluya adecuadamente. La temperatura de impresión [7] depende exclusivamente del material. Para ABS calentamos a 230° C o 235° C, y para PLA entre 190° C y 210° C. La temperatura de la cama [8] también va a depender depen der del material. Para ABS utilizamos 100° C y para PLA 60 °C.

Soportes Algunos modelos tienen partes que sobresalen y “flotan” en el aire cuando se está imprimiendo. En esos casos, los soportes son necesarios para evitar que el plástico se caiga. En Cura se pueden seleccionar dos tipos de soportes [9]. 1. Tocando la cama caliente: Solo se generan soportes con base en la cama de construcción. 2. Soportes en todas partes: Se generan soportes en todos los salientes, aunque su base deba estar

en una parte inferior de la pieza. Cuando el modelo no tiene una base completamente plana o si se desea mejorar la adherencia, se configura el tipo de adhesión a la cama [10]. Una balsa (raft) añade una base de plástico entre el modelo y la placa de construcción. El borde (brim) agrega algunas líneas extra de plástico alrededor del objeto en la primera capa de la impresión. El brim se utiliza mucho y funciona muy bien para par a evitar la “warping” en las impresiones (Ver problemas frecuentes).

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Filamento [11] El diámetro del filamento siempre tiene que ser el mismo. Según el tipo de extrusor que tenga la máquina, será de 1,75 o de 3 mm. En caso de ser un filamento de marca desconocida, el diámetro debe medirse usando un calibre, ya que no siempre cumplen cu mplen exactamente con ese valor valor.. El flujo define la cantidad de plástico que se extruye basado en la velocidad de impresión y el diámetro del filamento. Es un parámetro que se modifica, de ser necesario, durante la impresión. Cuando se observa que está sub o sobre extruyendo extruyen do filamento (Ver problemas frecuentes). En condiciones normales se deja al 100%.

Máquina La Trimaker Cosmos tiene un tamaño de boquilla [12] de 0,4 mm de forma predeterminada. Este no es un parámetro que se cambie.

Conguración avanzada Por lo general, los ajustes avanzados solo se cambian por necesidades específicas para las que la configuración por defecto no es suficiente. Se encuentran en la pestaña “Avanzado”, al lado de “Básico”.

Retracción La retracción, como su nombre lo indica, consiste en retrotraer el filamento. Cuando se quiere mover el extrusor de un punto al otro sin depositar material, no alcanza con simplemente dejar de empujar el filamento. Se debe retraer unos milímetros. De esta manera se retira la presión en la boquilla de extrusión y no se generan “pelitos” en los movimientos de traslación (Ver problemas frecuentes). Velocidad [A]: Es la velocidad a la que retrae el filamento para crear vacío en la punta del extrusor. La velocidad recomendada es de 40 mm/s. Distancia [B]: Es la longitud de filamento que se retrae, que es en el orden de 0,5 a 1 mm.

Calidad El espesor de capa inicial [C] está configurado en 0,3 mm por defecto. Este espesor genera una capa suficientemente gruesa en la parte inferior que facilita la adherencia a la plataforma de construcción. cons trucción.

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Cortar el fondo de objeto [D] es útil si el objeto no tiene una cara plana de apoyo con la plataforma o si se quiere imprimir solo una parte del objeto (a partir de cierta altura). UNC

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Velocidad Además de una configuración predeterminada para la velocidad de impresión de la pestaña “Básico”, también se pueden ajustar valores específicos de velocidad. La velocidad de desplazamiento [E] es la velocidad en la que el extrusor se desplaza por la cama de construcción cuando no está imprimiendo. La velocidad de capa inferior [F] es la velocidad a la que se imprime la primera capa. Recomendamos que sea baja para una mejor adherencia al vidrio. Por ejemplo, 20 mm/s. La velocidad de relleno [G] es la velocidad a la que se imprimen las líneas de relleno. Si se establece en cero, entonces será la misma velocidad utilizada en el resto de la impresión. Una ligera pérdida de la calidad externa es esperable si se acelera la impresión del relleno, por los cambios en la presión de la boquilla cuando se llega a los bordes. Velocidad de capa superior e inferior [H]: Se recomienda que sea más lenta que la velocidad general. De esta manera se logrará una mejor adherencia en la primera capa y una mejor terminación en la última. La velocidad del borde externo [I] es la velocidad a la que se imprimen las paredes externas. Conviene que sea más lenta para lograr una mejor calidad superficial. La velocidad del borde interno [J] es la velocidad a la que se imprimen las paredes internas de la pieza. A menos que la definición interna sea de importancia, conviene hacerlas más rápidamente. Aquí hay que tener la misma precaución que con la velocidad de relleno.

Ventilación Como el enfriamiento del plástico es muy importante, también hay ha y algunos parámetros de refrigeración que se pueden establecer. El ventilador de refrigeración está activado por defecto y puede cambiarse el tiempo mínimo por capa. El tiempo mínimo de capa [K] define el tiempo mínimo que tiene que durar la impresión de una sola capa. De esta manera nos aseguramos de que el plástico tenga suficiente tiempo para enfriarse antes de iniciar la siguiente capa. Especialmente si la pieza termina en puntas pequeñas.

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Habilitar ventilación  [L] permite activar el ventilador de refrigeración, que suele estar habilitado para mejorar la calidad de impresión en PLA. Algunos otros materiales, como el ABS, no requieren ventilación y es recomendable desactivar esta opción. UNC

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Conguraciones de experto Además de “Básico” y “Avanzado” podemos acceder a otros parámetros configurables en: Experto -> Abrir configuraciones de experto. Si se hacen muchas modificaciones o comienza a imprimir con errores, existe una manera de volver a la configuración anterior. Ir a Archivo -> Perfil de carga de GCode, elegir un archivo gcode anterior a los cambios y Cura cargará los ajustes utilizados para crear ese archivo. También se puede acceder a la configuración de expertos desde la configuración específica de cada ítem haciendo clic en el “...”, cuadro que aparece junto a la opción desde la pestaña de “Básico” y “Avanzado”.

Retracción Acá se pueden cambiar las configuraciones que se relacionan con la retracción del filamento. Sólo debe cambiarse para filamentos especiales.

Rodear la pieza No debe confundirse con brim o raft. Es una un a línea que se imprime alrededor de la primera capa. Tiene dos funciones: purgar el extrusor para que al comenzar la impresión el filamento salga de manera uniforme, y corroborar que la nivelación de la cama sea correcta antes de comenzar a imprimir.

Relleno Hay más configuraciones de relleno que se pueden cambiar. Especialmente, el relleno sólido superior  / inferior se utiliza con frecuencia. Si se desactiva una de estas opciones significa que será hueca una de las dos capas, o bien la superior o bien la inferior.

Soportes En algunos casos es mejor no utilizar la configuración por defecto de soportes. Una estructura diferente, ángulo de proyección o cantidad de relleno, por ejemplo, dan lugar a un soporte más fuerte.

Magia Negra

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Estas son opciones adicionales que pueden ser útiles en casos específicos. Al seleccionar la opción “Espiralizar el contorno exterior” se imprime solo la pared exterior de la pieza con una línea continua a lo largo de toda la pieza. La opción de “Seguir solamente superficie supe rficie de malla” permite imprimir sólo el exterior del modelo (pero sin parte inferior y superior). UNC

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Brim-Borde Aquí se puede cambiar el tamaño del brim.

Raft-Balsa Hay una gran cantidad de parámetros que se pueden cambiar. Si estamos trabajando mucho con balsas, puede ser útil experimentar con estos ajustes.

Corregir Horrible Si un modelo no está diseñado correctamente es probable que se imprima con errores. Podría ser, por ejemplo, que en modelo haya partes que se intersectan. Los ajustes de “Corregir horrible” ayudan a la fijación de estos errores en los modelos. Es posible que haya que probar varias combinaciones y comprobar el resultado en la vista Capas.

ACTIVIDADES Usando los archivos que vienen en la carpeta “Muestrario de impresión 3D” y considerando las configuraciones y variables del Cura, imprimir: Archivo Archiv o “Calidad”

En 3 calidades: baja (0,3 mm de altura de capa), media (0,2 mm) y alta (0,1 mm). Discutir en clase: ¿Cuál es la diferencia entre estas impresiones? Las piezas con menor calidad se imprimen más rápido. ¿Por qué? Archivo “Voladizo “Voladizos” s”

Analizar qué pasa con la pieza y la terminación según el ángulo del voladizo y la distancia entre pilares. Usar como pieza de d e referencia a la hora de diseñar. Archivo “Adhesión a la cama”

Probar una misma pieza con y sin soportes, con y sin balsa / borde y comparar los resultados. Archivo “Relleno” y “Perímetros”

Imprimir el catálogo de rellenos. En configuración de experto, en la sección de relleno, desactivar “Relleno sólido superior”. Luego, imprimir cada pieza modificando el porcentaje de relleno.     E     R     A     W     T     F     O     S

Estos archivos pueden usarse a la hora de definir las características de una pieza a imprimir. UNC

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Tinkercad Tinkercad es un programa online muy dinámico e intuitivo que cuenta con una serie de tutoriales y galerías de proyectos realizados. Lo único que se requiere para comenzar a trabajar es una cuenta.

Creación de una cuenta para el aula Para el manejo de archivos y proyectos hechos en el aula los estudiantes pueden iniciar sesión en una cuenta creada previamente por el profesor. Eso facilita que todos los proyectos estén en un mismo lugar para su visualización y, además, ayuda a que se compartan compar tan archivos y se trabaje en grupo un mismo proyecto. Tinkercad tiene varios tutoriales en la sección “Learn” que ayudan a que los alumnos se familiaricen con la interfaz y los comandos.

Interfaz Estos elementos son las herramientas básicas para comenzar a utilizar Tinkercad:

1. Plano de Trabajo: Superficie azul de la red donde se construyen los modelos. 2. Botones de navegación: Para moverse y navegar en el espacio de abajo, acercarse y alejarse. 3. Opciones de sistema: Guardar el diseño, editar propiedades y acceso a tutoriales. 4. Nombre de archivo de Tinkercad: El proyecto tendrá un nombre asignado automáticamente al proyecto un nombre que se podrá cambiar desde “Opciones del sistema”. 5. Botones de Acción: Deshacer / rehacer acciones y modificar el diseño mediante la agrupación, alineación, uniones y agujeros. u na gran cantidad de herramientas de modelado que 6. Accesos rápidos a los menús que contienen una se utilizan para construir los modelos. 7. Opciones de cuadrícula: Cambiar el tamaño del plano de trabajo y el valor del intervalo de referencia.     E     R     A     W     T     F     O     S

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PASO 1: Arrastrar los objetos en el plano de trabajo Vamos a empezar arrastrando y soltando para añadir figuras y comenzar una composición. • En el menú derecho buscamos “Geometric” y hacemos clic en el menú desplegable para ver las distintas figuras que tiene adentro. Se deberían ver el cubo, la pirámide, el cilindro y distintas formas geométricas básicas.

PASO 2: Aprender a navegar Podemos movernos pulsando los botones de navegación en la esquina superior izquierda o usando un mouse, el cual permite una mejor navegación. • Orbitar - Hacemos click izquierdo y arrastramos para girar el modelo. • Pan - Mantenemos pulsada la tecla Shift, hacemos clic y arrastramos para movernos por el plano de trabajo. • Zoom - Movemos la rueda del mouse hacia arriba y hacia abajo para acercarnos o alejarnos.

PASO 3: Mover objetos y cambiar el tamaño • Arrastramos un cubo rojo en el plano de trabajo. Orbitamos el objeto en distintas posiciones. • Para mover el cubo, lo seleccionamos y movemos por el espacio. • Cambiamos el tamaño del cubo haciendo clic y moviendo los pequeños cubos blancos que aparecen cuando se selecciona la forma. También aparecen unas pequeñas flechas en las esquinas que ayudan a dar los giros. • Para conservar las proporciones de un objeto mantenemos pulsada la tecla Shift mientras movemos los cubitos blancos. De esta manera, un objeto se agranda o achica sin cambiar sus proporciones.

PASO 4: Usar la herramienta Regla La regla es una de las principales herramientas en Tinkercad. Está ubicada en el menú “Helpers”. • Arrastramos la regla a cualquier lugar en el plano de trabajo. • Cuando la regla está en el plano de trabajo, al hacer click en un objeto cercano se mostrará su posición y todas sus medidas. • Si hacemos click dentro de las medidas se pueden cambiar directamente desde ahí. Esto es útil cuando se necesita un objeto de un tamaño específico.

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Reparación de archivos en Netfabb Ya hemos aprendido acerca de lo que necesitamos para que un diseño esté listo para la impresión 3D. De todas maneras, cuando trabajamos con archivos que descargamos de internet, o antes de armar el Código G, es recomendable abrirlo en un programa donde se pueda ver si está bien construido y, de no ser así, repararlo sin necesidad de abrir el programa de modelado. Netfabb Studio es uno de estos programas de reparación que ayuda a mejorar el archivo antes de imprimirlo en 3D. Está disponible en tres versiones: Básica, Privada, y Pro. La versión básica y gratuita se puede descargar desde el sitio web: http://ww http://www.aut w.autodesk.com/education/free-sof odesk.com/education/free-software/netf tware/netfabb abb

Pasos para reparar un archivo STL Para abrir un archivo, desde la barra de menús seleccionamos Project > Open > Archivo a reparar. El modelo debe estar en color verde. Si aparecen lugares en rojo es una indicación de que hay un error en la malla, ya sea que tiene agujeros ag ujeros o que no están unidos correctamente los sólidos só lidos o caras. Seleccionar el objeto > Barra de Herramientas > Repair  (ícono de la cruz roja del menú) es la herramienta de reparación automática. Esto nos lleva al modo de reparación. Veremos en un costado un cuadro de estado con información del objeto: número de aristas y triángulos, orientaciones no válidas, agujeros, cantidad de superficies. Para llevar adelante la reparación debemos de bemos ir a Automatic Repair > Default Repair > Execute. Seguido de esto, clickeamos Apply Repair y optamos por eliminar la parte anterior para reemplazarla por la reparada. Después de esta reparación el archivo ya va a estar listo para imprimir en 3D, a menos que tenga más errores que los que la versión básica pueda mejorar.. Si siguen apareciendo errores en rojo es posible que se tenga que rever el modelo 3D en el mejorar programa donde se lo diseñó. Para exportar a formato STL, hacemos click derecho sobre el modelo, seleccionamos Part > STL Binary. Este es el formato binario, que es un poco más pequeño y comprimido que el formato ASCII que está debajo.

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Actividades

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Consejos para imprimir en el aula

Entender los límites Muchas impresiones son más largas que el tiempo de clase. Al planificar una impresión durante la clase es importante tener esto en cuenta y, en caso de que sea una impresión que dura más que la clase, preparar antes o hacer una impresión de ejemplo que tenga la duración del bloque. No todas las impresiones son exitosas y puede ser interesante reservar 10 minutos de la clase para observar el comienzo de la impresión. Recomendamos poner un límite de tiempo / tamaño o material para las impresiones de los alumnos para lograr imprimir la mayor cantidad de proyectos durante la clase.

Impresión en clase En proyectos grandes habrá una gran cantidad de archivos a rchivos para imprimir, imprimir, por lo que será conveniente determinar el tiempo de impresión disponible para limitar el tiempo de cada pieza / alumno. Imprimir varios objetos chicos juntos puede ser una buena bue na solución para ahorrar tiempo de puesta en marcha.

Antes de imprimir un archivo • Revisar preparación: Reparar en Netfabb. Previsualizar para asegurarse de que los archivos sean imprimibles. Revisar que estén bien acomodados y configurados. Si se imprimen muchos objetos a la vez y uno falla, probablemente fallará toda la impresión. • Observar primera capa: La primera capa debe imprimirse correctamente, ya que da mucha información para futuras correcciones. Asegurarse de que la primera capa se esté imprimiendo bien y no se requieran cambios en el archivo antes de dejar que continúe la impresión.

Manejo de archivos Es importante que los mismos alumnos manejen sus archivos. Poner nombres a los archivos con algunas etiquetas, versiones o fechas les va a ayudar hacer un seguimiento de su trabajo. Por otro lado, es útil generar un repositorio con los archivos, un lugar donde los alumnos puedan subirlos. Algunas opciones populares y gratuitas son Dropbox y Google Drive, pero puede optarse por otro servicio en la nube.

Impresión entre clases o extracurricular     S     E     D     A     D     I     V     I     T     C     A

Es probable que un grupo de alumnos esté más interesado en la impresión 3D que el resto. Es una oportunidad para motivarlos y que ellos puedan manejar las colas co las de impresión o revisar los archivos. También pueden ayudar a sus compañeros cuando les surjan dudas.

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Primer Primer proyecto proyecto (Tutorial en español) (Tutorial Una gran manera de aprender es mediante la experimentación. En este paso es mejor tener tiempo para explorar y experimentar mientras se practican las herramientas her ramientas y los menús de Tinkercad. Añadir cosas, mover, experimentar y ver qué pasa con las herramientas de ajuste como Alinear y Espejar, por ejemplo.

Cartelera de nombres - Primera experiencia de modelado Vamos a comenzar con un proyecto simple de ejemplo en el que cada alumno realizará un cartel con su nombre para decorar el aula. Luego podrán encontrar muchos más proyectos en la web de Tinkercad, en la pestaña “Learn”. Una vez creada la cuenta de la clase, cada alumno deberá sumarse y realizar un cartel con su nombre usando la herramienta “Texto”. “Texto”.

Paso 1 Cambiar el texto por el nombre en el cuadro de opciones de texto.

Paso 2 Modificar las variables: Fuente: Permite elegir entre las fuentes disponibles hasta encontrar la deseada. Bevel: Sirve para engrosar la letra. Segments: Se usa para redondear los bordes de la letra     S     E     D     A     D     I     V     I     T     C     A

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Paso 3 Medir el tamaño del texto usando la herramienta “Regla”. Y, Y, usando un cuadrado, cambiar sus medidas de manera que sea 1 cm más grande en ancho y en alto.

Paso 4 Seleccionar el texto y el prisma manteniendo Shift presionado y luego centrar ambas partes usando el botón “Align”.

Paso 5 Modificar la altura del prisma de manera que sea la mitad de la altura del texto.

Paso 6 Seleccionar nuevamente ambas partes manteniendo Shift presionado y usar el comando “Group” para unir las partes en un sólo cuerpo.

Paso 7 Para terminar, hacer clic en “Export”, seleccionar “Everything in the design” y luego seleccionar .STL. El archivo debería descargarse en la carpeta designada por el navegador navegador..     S     E     D     A     D     I     V     I     T     C     A

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Proyecto de estructuras Proyecto original en inglés Duración: 1-2 bloques (3-4 si se hacen las actividades extra) Materiales:

Para realizar esta actividad habrá que preparar con anticipación: • Sorbetes (50 por grupo) • Tijeras (1 por grupo) • Regla (1 por grupo) • Conectores impresos (entre 20 - 30 de cada uno por grupo). Los archivos archivos están en el adjunto. Sugerencia de experto: De ser posible imprimir cada tipo de conector en un color diferente. Imprimir más cantidad del conector de esquina ya que suele ser la pieza más popular.

Parte 1: Construcción 1 Duración de la actividad: 20 minutos Consigna: Usando los materiales que se proveen, construir la estructura más ALTA posible. Esta

debe sostenerse por sí misma y mantenerse de pie mientras se mide. La estructura debe satisfacer los requerimientos de las hojas que les fueron entregadas. Requerimientos de diseño estructura 1: (5 minutos) Los alumnos planifican y “compran“ los materiales: conectores impresos, sorbetes, tijeras. Durante la planificación los alumnos pueden “comprar” los materiales que necesitan. Solo pueden usar lo que tomaron en la planificación o serán penalizados. También tendrán una penalización si toman demasiados materiales (mirar la hoja de puntajes). Los alumnos crean la estructura 1: (15 minutos) Reglas:     S     E     D     A     D     I     V     I     T     C     A

• Todas las estructuras serán medidas al final del límite de tiempo, pero el grupo puede medir la estructura todas las veces que quiera mientras la está construyendo. • Se puede armar y desarmar des armar la estructura todas las veces vece s que sea necesario dentro del tiempo dado para la construcción. UNC

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Solo se deben usar los materiales que se tomaron en el primer paso. Si se quedan sin materiales y necesitan más, pueden solicitarlos, pero tendrán una penalización. • La estructura debe mantenerse en pie sola y mantenerse de pie mientras es medida. No puede sostenerse sobre una pared, pegarse al piso con cinta ni utilizar ningún tipo de truco. ¡Hay que darle a la estructura un nombre creativo!

Parte 2: Construcción 2 Duración de la actividad: 20 minutos Consigna: Usando los materiales que se proveen, construir la estructura más RESISTENTE posible.

Esta debe sostenerse por sí misma y mantenerse de pie mientras se mide. La estructura debe satisfacer los requerimientos de las hojas que les fueron entregadas. Requerimientos de diseño: Los pasos y reglas serán los mismos que para la estructura 1.

Parte 3 (Opcional): Conectores hechos a medida Duración de al actividad: 1 - 2 bloques

Si hay más tiempo de clase o se desea que el proyecto sea un poco más complejo, se puede solicitar a los alumnos que diseñen e impriman sus propios conectores en lugar de darles las piezas ya preparadas. Los alumnos pueden seguir los pasos que figuran debajo para hacer un paso a paso rápido del ejercicio o bien mirar el video del link (tutorial link  (tutorial en inglés)

1. Comenzar con un nuevo diseño o importar uno de los STLs pre diseñados a Tinkercad. Los conectores pre diseñados están hechos con cilindros de 5 mm de diámetro.

2. Para hacer un nuevo punto de conexión, arrastrar un cilindro al área de trabajo. 3. Escalar el cilindro para que su diámetro sea de 5 mm (o el que corresponda al diámetro interno de los sorbetes que se van a usar). Arrastrar la regla al área de trabajo para facilitar este paso.

4. Usar las flechas para mover el cilindro a su lugar. Usar la herramienta “Alinear” para facilitar ese paso. pega r el cilindro tantas 5. Agrupar el nuevo conector. Para hacer conectores más complejos, copiar y pegar veces como haga falta para tener los puntos de conexión deseados antes de agrupar la pieza.

6. Seleccionar “Download for 3D printing” y elegir la opción STL. 7. Importar las piezas a Cura y generar el Código G. Para que se imprima correctamente, seleccionar     S     E     D     A     D     I     V     I     T     C     A

la opción “Balsa” (brim) en la configuración “Tipo de adhesión a cama”, ya que las piezas no tienen una buena superficie de contacto con la plataforma. Una vez que se aprende a diseñar los propios conectores se pueden intentar estructuras más complejas, diseñar puentes, formas sofisticadas, laberintos de canicas, etc. Solo depende de la creatividad de cada uno. UNC

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Proyecto de geografía -  Imprimir el mapa de una región Para este proyecto vamos a usar una herramienta online que se llama Terrain2STL (terreno a stl) que permite seleccionar un sector de un mapa y obtener el plano de elevación del terreno. Esta actividad puede ser muy interesante para la clase de Geografía, donde los alumnos pueden estudiar distintas zonas y las características de su terreno y luego obtener el modelo físico.

Para usar el programa ingresar a la web : www.terrain2stl.com Una vez allí, verás la siguiente pantalla:

Para obtener los archivos deberemos seguir los pasos:

1. Moviéndonos alrededor del mapa, buscar el área que querramos convertir en STL. qu e se 2. Haciendo click en “Center to View” aparecerá un rectángulo rojo en el centro de la pantalla que puede arrastrar hasta la ubicación exacta. “ Model details” podremos agrandar, achicar y rotar el rectángulo. 3. En la sección “Model

4. En la sección “Water and base settings” pueden exagerarse las alturas de las montañas o la profundidad del agua para que pueda observarse mejor el terreno.     S     E     D     A     D     I     V     I     T     C     A

5. Haciendo clic en “Create and download” podremos descargar el STL. recordar reparar el archivo en Netfabb. 6. Antes de imprimir, recordar UNC

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Proyecto de huerta hidropónica (Link al proyecto en inglés) ¿Qué es una huerta hidropónica? Es un método de cultivo de plantas en agua sin emplear suelo. Las raíces de las plantas crecen dentro de un sustrato inerte que solo les aporta una estructura de soporte, mientras que los nutrientes necesarios para el crecimiento de la planta son agregados al agua que se usa para el riego. Tener una huerta en el aula siempre es una experiencia interesante para los alumnos. Las huertas hidropónicas son una opción muy buena, ya que no requieren tierra para que las plantas crezcan, ocupan poco espacio y emplean material de descarte (botellas usadas).

Para comenzar con el proyecto deben descargar e imprimir los siguientes elementos: Se descargan desde el perfil de thingiverse de los diseñadores haciendo click acá • “Conduit” • “Drip Nozzles” (x4) • “Silencer” Hay más archivos en la biblioteca que pueden ayudar a la experiencia exper iencia y pueden agregarse al proyecto, pero no son necesarios para el funcionamiento de la huerta. NOTA: Revisar el tamaño del tubo que se use en el proyecto y descargar el archivo “drip nozzle” que corresponda a ese tamaño. Los tubos vienen en pulgadas. Por ejemplo “3/8 inch nozzle” sería el archivo correcto para un tubo de 3/8 pulgadas. Recomendamos imprimir las piezas en calidad media. Los valores sugeridos son: Altura de capa 0,2 mm, 20% relleno, 2 perímetros de pared (0,8mm en Cura).

Además de los elementos impresos, hay otros materiales que se usarán en el proyecto:

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4 Botellas de plástico limpias y vacías (de 1 o 2 litros) litros) Bomba de aire para acuario (para un acuario de aproximadamente 200 lt) lt) 3 metros de tubo (revisar qué tamaño corresponde a la bomba de agua que se compró) Sustrato inerte (existen muchos, entre ellos: perlita, vermiculita, piedra pomez) 1,8 m de caño de pvc de 3/4’’ Estructura de soporte Bidón de agua de 8 litros (reservorio de agua) 20 precintos 4 brotes de plantas Agujereadora Cuchillo / Cutter Tijeras 55

Paso 1: Prepará las botellas (a) Usando un cuchillo o cutter, cortar el fondo de las botellas (aproximadamente 4 cm por debajo de la etiqueta). (b) usando la agujereadora, hacer cuatro perforaciones en el borde de la botella. Es importante asegurarte de que queden equidistantes entre sí, porque eso va a hacer más fácil nivelar las botellas más adelante.

Paso 2: Armá la columna (a) Atornillar los goteros impresos (drip Nozzles) al pico de la botella. (b) Dar vuelta las botellas (los goteros deberían mirar hacia abajo). (c) Llenar la primera botella con el sustrato inerte húmedo hasta la mitad. (d) Con cuidado, transplantar el plantín a la primera botella. (e) Agregar sustrato hasta que la planta quede sostenida. (f) Pasar un precinto por cada uno de los cuatro agujeros, dejándolos sueltos (tienen que generar un aro). Usando los cuatro precintos colgar la primera botella de un gancho. Sugerencia: usar un perchero como soporte para el proyecto. (g) En las tres botellas restantes repetir el proceso de trasplante, pero al pasar los precintos unirlos al gotero que se encuentra en la botella anterior (los goteros también tienen cuatro perforaciones). Regular los precintos para que las botellas queden niveladas.

Paso 3: Armar la estructura (a) Cortar el tubo flexible de manera que sobre hacia arriba del caño (aproximadamente 2 metros). (b) Usando los precintos, unir el tubo flexible al caño de PVC. (c) En el extremo de abajo, unir el conducto c onducto impreso (conduit) al tubo. La pieza impresa debe sobresalir por debajo del caño.     S     E     D     A     D     I     V     I     T     C     A

(d) Conectar el conducto impreso (conduit) a la bomba de agua

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Paso 4: Preparar la reserva de agua (a) Cortar el bidón de agua para poder pode r usarlo como balde (como se ve en la imagen). Siguiendo las instrucciones de los compuestos para hidroponia, llenar el balde y colocarlo cerca de la columna de botellas. (b) Cuidadosamente colocar la estructura dentro del balde y el extremo del tubo dentro de la primera botella. ¡Ya se puede encender la bomba de agua! Hacé un seguimiento de tus cultivos.

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