Cando nos falan de impresoras 3D pensamos en aparellos cheos de cables e luces que deben ser cousa de expertos. Pois con este post trataremos de mostrarche a outra cara da moeda, como as impresoras 3D están ao alcance de calquera persoa con ganas de crear.  A continuación contestamos as preguntas máis comúns que poden xurdir á hora de iniciarse no mundo da impresión 3D.

1- Que cousas se poden facer con estes aparellos?

Hoxe en día as novas tendencias en deseño 3D abarcan moitísimos campos, dende a menciña, a enxeñería, a construción ou, o que máis nos pode interesar a nós, a educación. A continuación temos uns exemplos de proxectos que están cambiando o mundo ca axuda da impresión 3D:

Ámbito da saúde

  • Impresión de órganos: a precisión, velocidade e redución no coste deste proceso, permite por exemplo que moitos afectados por queimaduras teñan unha cura máis sinxela, ao non ter que retirar un inserto do seu corpo. España está á cabeza no desenvolvemento desta tecnoloxía, de feito, a impresión de pel levouse a cabo grazas a unha investigación na Universidade Carlos III, no CIEMAT. Este fito médico estivo presente na pasado Maker Faire Galicia, organizada polo equipo de VermisLAB, onde tivemos a sorte de poder ver esta impresora en directo.
  • Prótesis personalizadas: usando a impresión 3D podemos conseguir prótesis que se adapten ás nosas necesidades e dunha maneira moi económica. Un exemplo claro son as prótesis ortopédicas. Os nenos e as nenas que necesitan dunha prótesis medran moi rápido e cada prótesis ten un custo elevado. Usando a impresión 3D poden facelas adaptadas ao seu tamaño sen que supoña unha gran inversión para as familias. Ademáis incluso poden facelas personalizadas como a da seguinte foto:

protesis_ironman_impresión3D

Fonte: Createc 3D

Construcción

Xa existe en España a primeira casa impresa en 3D, situada en Valencia. Según o CEO de Be more 3D (realizadores do proxecto) a estrutura pode facerse entre 7 e 12 horas, reducindo o tempo total de construción da casa entorno ao mes e medio e os dous meses, e os costes totais nun 35%. Feito que axudaría, por exemplo, na reconstrución en zonas de catástrofes naturais ou poboados con recursos limitados.

Educación 

Neste ámbito podemos crear xogos que nos axuden a exemplificar a materia, como o funcionamento dun engrenaxe, ou reparar material da aula a través da impresión 3D. Ademáis, en matemáticas, o feito de deseñar en 3D axuda a mellorar a visión espacial e o coñecemento xeométrico.

En VermisLAB utilizámolo de maneira transversal no desenvolvemento dos proxectos do alumnado. Despois de facer os prototipos de maneira rápida, algunhas das pezas máis complexas son deseñadas en 3D e imprimenas para facelas máis resistentes e lixeiras. Podedes ver algunhas das aplicacións neste artigo dos proxectos realizados para a Maker Faire Galicia.

2- Temos que deseñar todo antes de imprimilo?

Pois non necesariamente, aínda que o feito de deseñar en 3D é un proceso que pon a proba a creatividade e resolución de problemas do alumno, tamén existen as bibliotecas de CAD. Estas bibliotecas son webs onde cadaquén sube os seus propios deseños para que calquera poida facer uso deles sen coste algún, máis que aportar algo de volta á comunidade si temos a oportunidade de facelo 🙂 Exemplos destas bibliotecas son GrabCAD ou Thingiverse, entre outros, con moitísimo contido variado.

3- Que é a Comunidade Maker?

Pois esta comunidade, polo xeral denominada Comunidade Maker ou filosofía Maker, é a que fixo posible que a día de hoxe teñamos esta tecnoloxía á nosa disposición sen máis coste ca o dos propios materias, así que vamos cun brevísimo resumo da historia das impresoras 3D, comezando polo proxecto RepRap.

A tecnoloxía de impresión 3D exisitía xa antes da globalización das mesmas, de feito, o fito a remarcar é a propia democratización desta tecnoloxía. Para iso temos que falar de Adrian Bowyerun profesor da universidade de Bath, doctorado en enxeñería mecánica. A súa principal meta era conseguir un aparello autorreplicante (esto quere dicir, que podes facer unha nova unidade a partir do orixinal sen necesitar prácticamente nada máis) que puidese chegar a mans de calquera persoa ao largo de todo o mundo cunha mínima inversión. Cando Bowyer se decatou do vencemento da patente das impresoras 3D, creou o primeiro modelo Darwin comezando así a evolución das impresoras 3D.

Adrian_Bowyer

Adrian Bowyer  (Fonte: flickr)

Esta democratización da tecnoloxía converteuse nunha filosofía de traballo, facendo que a Comunidade Maker se retroalimente continuamente. Gracias a esta lóxica comunitaria as impresoras 3D creceron rápidamente, engadíndose infinidade de melloras e adaptacións, e isto segue a variar cada día a mans de persoas creativas con ganas de aportar o seu gran de area.

4- Qué necesitamos para poder imprimir?

– Programa de CAD:  é un programa que nos serve para modelar en 3D, é dicir, crear a nosa peza. Existen programas moi sinxelos que, coas ferramentas básicas nos van permitir facer infinidade de proxectos. Un dos que usamos nos é o Tinkercad, un programa gratuíto, moi intuitivo e online. Outra opción similar é o novo Paint 3D.  Moito máis técnicos e precisos son o FreeCAD ou Onshape, programas paramétricos que nos permiten debuxar como enxeñeiros. E se xa dominamos tódolos anteriores podemos atrevernos co Rhinoceros ou SolidWorks, programas de pago altamente usados por profesionais. Aínda con todo o anterior, pode darse o caso de que necesitemos algo moi puntual que non saibamos modelar. Cando é así quédanos un ás na manga, as bibilotecas de CAD das que falamos anteriormente.

Traductor a código G: cando facemos un modelado 3D, temos un obxecto en formato .obj, que é un modelo matemático que podemos variar en forma e tamaño coas ferramentas do software. Este formato non o entenden as impresoras 3D, polo que o exportamos en formato STL. O formato STL, é un modelo de puntos xeométricos con coordenadas espaciais que forman un volumen. E pensaredes, “ah, este sí que o entende a impresora!”, pois non, aínda nos queda un último paso, que é transformar esto a G-Code, un código de control numérico que lle dí a impresora como, a onde e a que velocidade moverse. Este proceso, que de primeiras parece longo, realizase con programas como por exemplo Repetier Host, o cal nos permite axustar os parámetros de impresión como mellor nos conveña, ou incluso duplicar, escalar ou mover o modelo 3D. Ademáis incorpora diferentes slicers (software que filetea o noso deseño para convertelo a G-code) como poden ser o Slic3r ou o CuraEngine.

– Impresora 3D:  existen centos de impresoras e marcas así que nos centraremos nas tipoloxías máis utilizadas.

  • As máis coñecidas e económicas son as chamadas FDM ou de modelado por deposición fundida.
  • As SLA ou estereolitografía que utilizan resina como material e un láser de luz ultravioleta para curar a resina e solidificarla. Son de maior precisión que o FDM e cada vez podémolas atopar máis económicas.
  • SLS ou sinterizado selectivo por láser, son impresoras moito máis caras pero dunhas prestacións superiores. Utilizan po dunha gran variedade de materiais (plásticos, metais ou materiais compostos).
  • Existen outros tipos de impresoras como as de inxección ou papel pero o funcionamento é moi similar.

– Material para imprimir: existen cada vez máis materiais que se poden usar para a impresión 3D, aínda nos vamos centrar nos principais e máis comúns con impresoras FDM (Modelado por Deposición Fundida).

  •  ABS: neste caso falamos dun termoplástico derivado do petróleo. Os obxectos impresos con ABS teñen unha resistencia, flexibilidade e duración lixeiramente máis elevada ca os impresos en PLA, pero o proceso de impresión emite gases que, si se concentran nun espazo pechado, poden dar dores de cabeza e resultar prexudiciais para a saúde. A temperatura de extrusión está entre os 210 e os 250ºC.
  • FilaFlex: é un dos novos materiais empregados na impresión 3D. Este é un termoplástico elastómero (TPE) con propiedades que lles permite alcanzar un 700% de estiramento e ter un acabado moi suave, sendo ideal para fabricación textil. FilaFlex non desprende olores, nin produce gases tóxicos. A temperatura de extrusión está entre os 225 e os 260ºC.
  • PLA: é un polimero biodegradable derivado do ácido láctico. É un material altamente versátil, que se sintetiza a partir de recursos 100% renovables como o millo, a remolacha, o trigo e outros produtos ricos en almidón. Este ácido ten moitas características equivalentes e incluso mellores ca moitos plásticos derivados do petróleo. É o material máis usado na educación debido ás características que acabamos de mencionar e, sobre todo, porque non libera gases tóxicos, sendo axeitado para aulas máis pechadas sen ningún perigo de contaminación. A temperatura de extrusión está entre os 180 e os 210ºC.

Conclusións

En resumo, a impresión 3D é unha tecnoloxía que chega para quedarse, e que trae consigo unha filosofía de traballo que abre as portas a quen sexa que queira crear e formar parte dela. As aplicacións que vimos son un exemplo de cómo este proceso está escalando a distintos ámbitos, e cómo sirve de elemento vertebrador entre creatividade e educación. Por todo isto parécenos moi interesante incluír a impresión 3D na ensinanza, xa que non só é unha motivación para os/as nenos/as a nivel creativo, senón que tamén os introduce nunha ferramenta moi útil da que poderán botar man no seu futuro laboral.