Curso de Diseno e Impresion en 3D

La impresión 3D se perfila como una de las tecnologías líderes del futuro cercano. Este curso te permitirá entender su funcionamiento y conocer las opciones básicas que necesitas para diseñar y enviar a imprimir en 3D tus diseños. En el curso aprenderás todo lo que necesitas saber para entrar en el mundo del diseño y la impresión 3D para poder llevar tus ideas a la realidad.

Objetivo General

El objetivo del curso es crear un objeto impreso en 3D a partir de una representación virtual en 3D del mismo.

Objetivos Específicos

  • Diseñar un objeto en 3D
  • Configurar la impresora 3D
  • Imprimir el objeto diseñado en 3D

Competencias a desarrollar

  • Crear modelos virtuales en 3d con Solidworks
  • Conocer el funcionamiento de una impresora 3D
  • Aprender las características de los diferentes materiales de impresión en 3D
  • Utilizar una impresora en 3d

Secuencia de tiempo y Actividades

Diseño en 3D

Semana 1

  • Aprende los fundamentos del diseño en 3d utilizando Solidworks por medio de un video
  • Conoce las herramientas básicas para dibujar con Solidworks siguiendo un ejemplo
  • Utiliza Solidworks para crear modelos simples en 3D a partir de un croquis

Semana 2

  • Conoce las herramientas avanzadas de diseño en 3D de Solidworks creando una pieza de mediana complejidad siguiendo un ejemplo paso a paso
  • Crea modelos en 3d complejos a partir de un croquis
  • Exporta el modelo en 3D en formato SRT para su posterior procesamiento  

Impresión en 3D

Semana 3

  • Conoce las distintas tecnologías de impresión en 3D por medio de un video
  • Aprende las partes básicas de una impresora 3D FDM observando el funcionamiento de cada parte específica
  • Diferencia las características de los diferentes filamentos plásticos mediante pruebas de resistencia a la temperatura, compresión y torción

Semana 4

  • Configura el programa de impresión con los parámetros del material a imprimir
  • Importa los modelos 3D creados en la semana 2 para realizar pruebas de impresión con diferentes configuraciones
  • Configura de forma adecuada la impresora y selecciona el material de impresión para imprimir en 3D un objeto creado por el estudiante

Diseño en 3D

En esta esta sección tendremos el primer acercamiento a las herramientas de Diseño Asistido por Computador o CAD, específicamente Solidworks, una herramienta para el modelado mecánico en 2 y 3 dimensiones, en donde conoceremos las herramientas y puntos importantes que nos ofrece Solidworks para el diseño en 3D.

Diseño de una pieza sencilla a partir de un croquis

Diseño de una pieza simple a partir de un croquis

Diseño de una pieza de mediana complejidad a partir de un croquis

Diseño de formas complejas a partir de un plano

Tipos de impresoras 3D

Existen muchos tipos de impresoras 3d, hoy en día las principales tecnologías de impresión son FDM (Modelado por deposición fundida), SLS (Sintetizado por láser) y por último SLA (Endurecimiento de un polímero por luz), las demás variedades de impresoras 3d, son una evolución que parten de estas tecnologías

Principales partes de una impresora 3D FDM

FDM viene de siglas en inglés Fused Deposition Modeling (también FFF Fused Filament Fabrication, fue desarrollada por S. Scott Crump a finales de 1980 y comercializada en 1990 por Stratasys (EE.UU.), una empresa de la cual él fue parte de su fundación. Otro año clave para esta tecnología es 2005, cuando el profesor Adrian Browyer inició el proyecto RepRap, el movimiento mundial detrás de la auto-replicación de impresoras 3D de código abierto.

Esta técnica es considerada a menudo el método existente más sencillo. La tecnología de modelado por deposición fundida o FDM se basa en 3 elementos principales: una placa/cama de impresión en la que se imprime la pieza, una bobina de filamento que sirve como material de impresión y una cabeza de extrusión también llamada extrusor. En resumen, el filamento es succionado y fundido por el extrusor de la impresora 3D, que deposita el material de forma precisa capa por capa sobre la cama de impresión.

La impresión 3D comienza cuando la maquina alcanza una temperatura alrededor de los 200°C, necesaria para la fusión del material. Entre los materiales de impresión 3D más populares en la deposición por fusión se encuentran el PLA (ácido poliacético) y el ABS (Acrilonitrilo butadieno estireno).


La primera parte y la más grande es la estructura. Con estructura nos referimos a todas las piezas que conforman la base de la impresora, y sobre la que se colocan todos los demás elementos

La impresora 3D como su nombre lo indica, posee 3 dimensiones o ejes, el eje X que controla el ancho de la pieza, el eje Y equivalente al largo de la pieza y el eje Z que controla la altura del objeto a imprimir

El extrusor es el encargado de extruir el material que se va a imprimir, controla el flujo del materias, en el caso de las impresoras de plástico, no solo se encarga de extruir, sino que además esta dotado de una resistencia que se calienta a una temperatura acorde al material a imprimir para derretirlo, cuyo nombre es fusor y su comportamiento es similar a lo que ocurre con las pistolas de silicona caliente.

La cama caliente facilita la adhesión de los materiales a imprimir a la superficie ya que por lo general los materiales calientes aumentan su viscosidad, por lo que se vuelven más pegajosos, algo fundamental para poder tener una buena base para poder imprimir las piezas en 3D

Para poder enviar a imprimir en 3D nuestro diseño, se necesita un circuito capaz de convertir el código que genera la computadora en instrucciones de control de los motores de los ejes, el extrusor, la cama caliente, entre otros, para poder crear una pieza física que es una representación lo más exacta posible del modelo virtual

Filamento

El filamento es la materia prima con la que las impresoras 3d FDM imprimen, existen una gran variedad de polímeros termoplásticos y policarbonatos compatibles con esta tecnología de impresión en 3D, y hoy en día se está experimentando con compuestos termoplásticos mezclados con metales, madera, piedra, cerámica e inclusive fibra de carbono para dar ciertas propiedades y texturas a la pieza impresa.

Principales filamentos en impresoras 3D

Pruebas comparativas físicas de distintos filamentos

Configuración de Slic3r para imprir 3D

Slic3r es un software libre para impresoras 3D contiene un motor de corte 3D que genera código G a partir de archivos CAD en 3D. Una vez terminado, se envía un archivo de código G apropiado para la producción de la pieza u objeto modelado en 3D a la impresora 3D para la fabricación de un objeto físico

Impresión en 3D partir del modelo creado del archivo “Ejercicio Final – Soporte para tubo.pdf”

Una vez creado el modelo en 3D, configurado el programa Slic3r con los parámetros de la impresora y el filamento con el cual se va a imprimir, generamos el G-Code con las instrucciones que necesita la impresora 3D para imprimir el modelo, sólo falta enviar el archivo a la impresora para ver como la pieza se va creando capa por capa.

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