Prusa i3, una impresora 3D Open Source cuyas piezas se pueden imprimir


La impresión 3D es una tecnología que permite la creación de objetos físico usando como base un modelo digital. A través de un proceso de capas, se va superponiendo material (proceso conocido como fabricación aditiva) para lograr construir un objeto. Por su versatilidad ofrece posibilidades infinitas de aplicación. En esta conferencia vamos a explorar el proceso de creación usando la impresión 3D, incluyendo el análisis de las posibilidades de negocio existentes y el estado del arte en cuanto a arquitectura de las impresoras.

Tipos de manufactura

A-1. Acumulativa: donde se juntan varias partes y se obtiene una pieza
Piezas engranajeEtapas del proceso piezas engranaje

Conformativa

A-2. Inyeccion
A-3. Plegado
Extrusión-sopladoEtapas del proceso de extrusión-soplado

Sustractiva

A-4. Fresado
A-5. Mecanizado
Proceso fresadoEtapas del proceso fresado

Aditiva

A-6. Impresión 3D
Proceso impresión 3DEtapas del proceso impresión 3D

Resultados impresos en 3D

Resultado impresión 3DResultados obtenidos con impresión 3D

Qué tienen en común?

RepRapRepRap Prusa i3

Definición

B-1. Se refiere al proceso de impresion de un modelo con volumen (3 dimensiones)
B-2. Sucesivas capas de materiales se añaden bajo el control de una computadora
B-3. Estos objetos pueden ser practicamente cualquier forma o geometría
B-4. Se basan en un modelo 3D u otra fuente de datos digitales

Tecnologías - SLA (Estereolitografía)

SLA
SLA Carbon3D - SLA

Tecnología - SLS (Sinterización Selectiva por Láser)

SLA Sinterización Selectiva por Láser

Tecnología - FDM (Modelado por deposición fundida)

SLA Sinterización Selectiva por Láser

Del diseño a la impresion - El proceso

SLA Ejemplo Practico 1 (FDM)
SLA Ejemplo Practico 2 (FDM)
SLA Ejemplo Practico 3 (FDM)
C-1. Imagen PNG
C-2. omNomNom
C-3. FreeCAD
C-4. Repetier
C-5. Slic3r
C-6. Impresión

Proceso - Modelado

D-1. Diseño asistido por computadora
D-2. software de diseño CAD
SLA FreeCAD
D-3. Escaneo 3D
SLA 3D low cost
D-4. Verificacion de geometria
D-5. Generación STL
D-6. Tamaño malla
SLA 3D low cost
D-7. Validacion STL
D-8. Voladizos
D-9. Resolucion detalle
SLA FDM ready Split SeaHorse 1
SLA FDM ready Split SeaHorse 2

Proceso - Laminado

E-1. Configuracion
E-2. Software
E-3. Slic3r
E-4. Skeinfoge
E-5. Cura
E-6. Generar Gcode * Repetier-Host
Repetier-Host-1

G-Code Verification and Preparation

Repetier-Host-2

Visual screening

cura-layer view

La Vista de Capas, en Cura muestra cómo las capas construyen el modelo final

Repetier-Host-2Puedes mover, escalar y rotar el modelo para posicionarlo de manera diferente en el área de construcción


Proceso - Impresión

F-1. Configuracion
F-2. Nivelacion
F-3. Precalentamiento
F-4. Carga STL
F-5. Posicionar
F-6. Generar Gcode *
F-7. Revisar
F-8. Imprimir
Calibración

Calibración

Cinta Kapton

Cinta Kapton

Cristal o  Espejo

Cristal o Espejo


Proceso - Postproceso

G-1. Reparacion
G-2. Ensamble
G-3. Pulido
Reparación

Reparación

Reparación

Ensamblaje

Post-proceso

Acabados y Pulidos


Parametros pincipales en impresion 3D

H-1. Altura de capa
H-2. Relleno
H-3. Diámetro de extrusor
H-4. Capas sólidas
H-5. Temperatura
H-6. Volumen de impresión
H-7. Velocidad
H-8. Retracción
Altura Piezas-1

Altura de Impresión

Altura Piezas-2

Altura de Impresión

Tipos de relleno

Tipos de relleno

Tamaños del Extrusor

Tamaños del Extrusor

Capas

Capas Solidas

Temperatura

Temperatura

Volumen de impresón

Volumen de impresón

Volumen de impresón

Velocidad*

* Entre 10 y 120 mm/s
* Depende de parte a imprimir
* Primer capa
* Perímetro
* Relleno
* Soporte
* Puentes
* Translacion

Aspectos a tener en cuenta

F-9. Software
F-10. Repetier host
F-11. MatterControl
F-12. Cura
F-13. Prepara cama caliente
F-14. Kapton
F-15. Cinsta azul
F-16. Laca

Materiales para impresion 3D

I-1. Metales: Oro, Plata, Aluminio
I-2. Fragiles: Vidrio, Cerámica
I-3. Comida: Pasta, Pizza, Chocolate, Chicle
I-4. Otros: Cenizas humanas, Cerveza, Area, Azúcar, Neumáticos, Corcho, Bambú, lino
I-5. Bio, Bio-Tintas (Celulas Vivas-Bio-ink), Huesos, Medicamentos, Piel
Impresion-metales

Imprimiendo Oro

Impresion-Vidrio

El MIT consigue la impresión 3D de vidrio

Impresion-Comida

"Imprimir" tus pancakes

Tejidos y órganos-impresion3d

Producción de Tejidos y órganos por impresión en 3D


Materiales - FDM

J-1. ABS PLA Flexible
J-2. HIPS PETG Nylon
J-3. Fibra de carbono ASA Policarbonato
J-4. Polipropileno Metálico Madera
J-5. PVA Carbomorph Cemento

Componentes de impresora 3D

K-1. Ejes: X, Y, Z
K-2. Desplazamiento: Tornillo, Correa dentada
K-3. Extrusor-Head: 1, 2, 3
K-4. Cama-Base: Controlador, Fuente de poder, Motores
Cordenadas de Impresió

Cordenadas de Impresión

Extrusor

Extrusor

Extrusor

Cama base 30 cm

Extrusor

Microcontrolador Arduino

fuente-prusafuente de alimentacion

motor-paso-pasoMotor paso apaso


Costos

L-1. Directos Material, Electricidad: Costo por KwH * 0.2 * Número de Horas
L-2. Indirectos Depreciación: Costo de impresora / 1000 * Números de Horas
L-3. Tiempo de Ensamble Mano de obra

Moda

Impresion-metales

Semana de la Moda de París nueva colección de zapatos impresos en 3D

Leer noticia

Medio Ambiente

Impresion-metales

Utiliza materiales reciclables

Leer noticia

Hogar

Impresion-metales

Inventos caseros increíbles diseñados por ti que puedes convertir en realidad.

Leer noticia

Educación

Impresion-metales

Las impresoras 3D convierten la experiencia del aprendizaje en un proceso mucho más lúdico y participativo

Leer noticia

Oficina

Estructuras complejas

Impresion-metales

Stratasys presenta obras impresas en 3D en la exposición '3D. Imprimir el mundo', en Madrid

Leer noticia

Tendencias

M-1. Nivel industrial: partes como turbinas
M-2. Uso medico extendido: protesis personalizdas y tejido
M-3. Personalizaciona A la carta: audifonos a medida
M-4. Innovacion más rápida: protitipado y factibilidad
M-5. Nuevos modelos de impresoras: más rápidasn más economicas
M-6. Nuevos modelos de negocios
M-7. Problemas con los derechos de uso: copias no autorizadas
M-8. Nuevos productos con nuevas propiedades
M-9. Estandarización dentro del currículo de las escualas

Futuro

N-1. Producto localizado
N-2. Eliminacion de la cadena de suministros
N-3. Nuevos materiales
N-4. Celulas: organos funcionales
N-5. Nano impresión
N-6. Diseño por función
N-7. Diseño automatizado
N-8. Impresión 4D
N-9. Cambios de forma ante cambio en el ambiente
Impresion-metales

La idea detrás de la impresión en 4D , es que se adaptan al entorno con el que interactúan, poseyendo en algunos casos la capacidad de autorrepararse.

Leer noticia

Algunas noticias de la industria

Sanitas incorpora férulas impresas en 3D en sus tratamientos

Férulas impresas en 3DTratamiento Ortopédico de las fracturas Leer noticia

Bioimpresión 3D de cartílago humano

Bioimpresión 3DBioimpresora 3D magnética Leer noticia

Reconstruido en 3D el cráneo del dinosaurio carnívoro de Cuenca

carcarodontosáuridosCráneo de Concavenato Leer noticia

Satélite con torre de antena más ligera gracias a la impresión 3D

Satélite Hipasat 30W-6Satélite Hipasat 30W-6 Leer noticia


Ventajas de impresion 3D

Ñ-1. Complejidad no influye (gratis)
Ñ-2. Variedad no influye (gratis)
Ñ-3. Esamblaje no influye (gratis)
Ñ-4. Proceso bajo demanda (Cuando se necesita)
Ñ-5. Diseño ilimitado (innovacion)
Ñ-6. Proceso no influye (gratis)
Ñ-7. Fabrica compacta (portable)
Ñ-8. Eficiente (menos desperdicio)
Ñ-9. Replicacion precisa (repetibilidad)

Ventajas Principales

O-1. Fabricacion en masa
O-2. Fabricacion personalizda

Limitacion de Impresion 3D

P-1. Materiales disponibles
P-2. Velicidad de impresion
P-3. Colores
P-4. Tamaño de impresión
P-5. Consumo de energia
P-6. Copias no autorizadas
P-7. Usos mal intnecionados
P-8. No hay economía de escala
P-9. Gases / Sustancias nocivas

Algunos Consejos

Q-1. Tamaño de capa <0.9 * diámetros de extrusor
Q-2. Usar díametros 0.1 solo cuando sean necesario
Q-3. Usar infill 40% - 20%
Q-4. TTener cuidado con torsion del filamento
Q-5. Calentar extrusores en home antes de empezar a imprimir
Q-6. Computador dedicado 100% o SD (si lo soporta)
Q-7. Quitar SLEEP a computador
Q-8. Buena ventilación
Q-9. Resistencia axonometrica de la pieza

Preguntas frecuentes sobre las impresoras 3D

-1. Compra por diversión o algo serio?
-2. Si es por diversión, entonces version Desktop
-3. Puedo hacer moelos 3d ?
-4. Considerar costos o capacitación
-5. Requerimientos de partes que quiero hacer?
-6. Limitantes de los materiales
-7. Espacio de trabajo?
-8. Espacio para realizar acabados de las piezas
-9. Costos de produccion?
-10. Diseño, Validacion modelos, acabado, pulido
-11. Costos de negocios?
-12. Costos de piezas por mes
-13. Tipos de partes a producir
-14. Materiales similares y usos para justificar
-15. Software?
-16. Costos de software 3D, reparación de archivos
-17. Consumibles?
-18. Costos de materia prima
-19. Uso principal de la impresora 3d?
-20. Involucrar la mayor cantidad de personas

Referencias:

  1. Ing. Juan Carlos Marino Impresión 3D
  2. formizable.com Mega Tutorial de Cura: Profundizando en Cura 3D Slicer

Lo referente a mi aporte se licencia bajo Creative Common by Exnovus.
Fuente: licenciado bajoCC BY 4.0