Modelado e Impresión 3D

Objetivos.

El objetivo de este curso consistirá en iniciarse en el diseño e impresión de

objetos 3D contribuyendo al desarrollo de la creatividad, imaginación y

representación espacial.

Conoceremos los detalles básicos de estructura, materiales y funcionamiento

de una impresora 3D y aplicaremos el procedimiento de exportación de un

objeto 3D diseñado a formato compatible con la impresora 3D.

Una vez visto todos los conceptos, los alumnos modelarán una pieza mediante

papel y lápiz y posteriormente con plastilina. Una vez hecho el diseño, la

reproduciremos digitalmente y la imprimiremos mediante la impresora 3D.

Se realizará un proyecto final conjunto entre todos los alumnos en el que cada

alumno será el encargado de diseñar una de las partes/piezas del proyecto

seleccionado, para posteriormente imprimirlas y unirlas para crear una pieza

única.

1. QUÉ ES UNA IMPRESORA 3D.

Una impresora 3D es un dispositivo electrónico que permite crear un objeto

sólido tridimensional mediante un proceso de adición de material por capas.

La impresora 3D genera un objeto a partir de un modelo digital diseñado con

un ordenador mediante software de edición o bien creado a partir de un

modelo físico mediante un escáner digital 3D. El tipo de impresora 3D basado

en la extrusión de filamento plástico es el más popular por su facilidad de

aplicación y su reducido coste. Otros tipos (SLA, SLS o FDM)

Los materiales que se utilizan para imprimir son muy variados, aunque los más

utilizados son el filamento de PLA y de ABS. (Madera, metal, comida,…)

1.1. Anatomía de una impresora.

LA IMPRESORA 3D

Rollo de filamento: Proporciona el material que sirve de base a la

impresión. Suele ser del tipo PLA o ABS.

Ventilador soplador: Refrigera la boquilla y la pieza.

Extrusor: Es la pieza final que deposita el hilo de filamento fundido

sobre la cama.

Cama: Es la base móvil sobre la que construye la pieza. Puede ser

fría o caliente. En los modelos con la cama fría es necesario utilizar

previamente una impregnación de laca para fijar las primeras capas

de la pieza.

Motores: El eje X y el eje Y dispone cada uno de un motor, el eje Z

tiene 2 motores y el extrusor dispone de otro en la parte superior para

introducir el filamento.

Pantalla LCD: Muestra la interfaz con el menú de opciones de

manejo de la impresora.

Mando del menú: Al girar y oprimir permite navegar y elegir las

distintas opciones del menú.

EL EXTRUSOR

Una de las partes más importantes de la impresora es el extrusor.

Veamos de qué se compone:

Entrada de filamento: El filamento se introduce por el orificio

superior.

Motor: El motor del extrusor arrastra el filamento hacia abajo a la

velocidad adecuada.

Ventilador blower: Refrigera la boquilla y la pieza.

Ventilador y disipador del extrusor: Su función es refrigerar el

extrusor en general.

Led sensor de nivelación: Se utiliza para nivelar la base a la altura

adecuada en relación con la boquilla.

Hot-End: Es el terminal caliente que se encarga de fundir el

material.

Boquilla: Con un diminuto orificio deposita el material sobre la

base.

EL TERMINAL TÉRMICO

El hot-end o terminal térmico situado al final del extrusor consta de los

siguientes elementos:

Tubo de acero: El filamento se introduce por la parte superior

gracias a la presión producida por el giro del motor del extrusor.

PTFE Tubo Teflón: Es un tubo de teflón resistente que facilita el

deslizamiento del filamento hacia abajo y asila térmicamente el

filamento para evitar que se funda antes de tiempo.

Disipador térmico: Es la pieza de aluminio que refrigera la zona

para mantener el filamento por debajo de la temperatura de

fusión.

Calentador difusor: Este bloque de aluminio está en contacto con

el cable calentador y transmite el calor necesario para fundir el

filamento precisamente en esta zona.

Boquilla o nozzle: Emite el material en estado líquido para

depositarlo sobre la base de la cama.

1.2. Cómo funciona una impresora.

La impresora 3D con tecnología de extrusión crea el objeto superponiendo

capas muy finas de material, de abajo hacia arriba, siguiendo las

coordenadas indicadas en el archivo leído. La extrusión se realiza a partir

de hilo de material que es empujado poco a poco por el motor extrusor

hacia abajo. El filamento se funde al llegar al hot-end a una temperatura

dada (aprox. 200 grados centígrados). El material líquido se va depositando

sobre la base y enfriando para crear la figura tridimensional como si se

tratase de una manga pastelera. El cabezal extrusor y la base se mueven

de forma sincronizada por acción de los motores para situar el material en

la posición correcta.

1.3. Tipos de filamento.

La impresora 3D utiliza una bobina de filamento como material base para

la construcción de las piezas. Existen distintos tipos de filamento, aunque los

más utilizados son los termoplásticos: PLA y ABS.

PLA

Su nombre procede de su composición química: Poliácido Láctico. Se trata

de un material biodegradable de origen vegetal.

Ventajas

Fácil de manejar en la impresión porque funde a temperaturas

bajas (190-200 ºC).

El filamento es bastante estable.

Es biodegradable y se puede reciclar.

No necesita que la impresora disponga de cama caliente.

Inconvenientes

Poca resistencia térmica de las piezas resultantes. Se vuelven

endebles a partir de los 60 ºC.

Poca resistencia mecánica por lo que las piezas son más frágiles.

El filamento es sensible a la humedad.

Aplicaciones

Figuras, elementos decorativos, maquetas, prototipos, etc.

Recomendaciones

Usar una temperatura del extrusor entre 190 y 200 ºC.

Aplicar laca o fijador en impresoras sin cama caliente.

En filamentos más oscuros se recomienda elevar 3-5 ºC la

temperatura óptima.

ABS

Su composición química es Acrilonitrilo Butadieno y Stireno. Es un material

plástico procedente del petróleo. Se emplea más en la industria que a nivel

doméstico.

Ventajas

Las piezas son estables a mayores temperaturas (80-90 ºC).

Son más resistentes a los impactos.

Disponen de una mayor capacidad de mecanizado (se pueden

lijar, perforar, cortar, etc.).

Más resistentes al ataque de productos químicos.

Inconvenientes

Es más difícil de manejar para conseguir buenos resultados.

La contracción entre capas es más rápida que en el PLA lo cual

puede provocar que la pieza se desquebraje en temperaturas

ambientes bajas.

El efecto warping se produce más fácilmente (las piezas tienden

a doblarse por sus esquinas o bordes).

La fusión de este tipo de material puede desprender gases

nocivos que son perjudiciales para la salud.

Aplicaciones

Piezas de automoción, elementos mecánicos, decorativos, …

Recomendaciones

Establecer una temperatura de extrusor de 235 ºC aprox.

Trabajar con temperaturas de la cama de 60-80 ºC.

Realizar la impresión en espacios calefactados para evitar la

contracción de capas.

Utilizar zonas bien ventiladas para evitar la aspiración de gases

tóxicos.

OTROS MATERIALES

PET: Es una variedad de plástico muy utilizado en la fabricación

de envases de alimentos y botellas. Es impermeable, resistente a

impactos y al desgaste, buena resistencia química y térmica, etc.

Sus principales inconvenientes son que no es biodegradable y se

vuelve endeble a partir de 70 ºC. Se utiliza para crear vasos,

cucharas, envases, etc

HIPS: Es un polímero mezclado. Ofrece una resistencia elevada, se

puede reciclar, excelente estabilidad térmica, resistente a ácidos,

alta capacidad de mecanizado, no desprende gases nocivos,

resistente al agua, aislante térmico y no produce warping. Sus

inconvenientes radican en que no se puede utilizar en la

fabricación de objetos destinados a estar al aire libre y que por

encima de los 80 ºC los objetos comienzan a deformarse. Se suele

utilizar para fabricar envases alimenticios, cubiertos, vajillas,

juguetes, etc.

FILAFLEX: Es una combinación de plástico y caucho. El material es

muy suave, resistente a la rotura por fatiga, amortigua los

impactos, se puede reciclar, etc. Sus inconvenientes es que son

poco resistentes a los agentes químicos y al calor y las piezas

pierden elasticidad con el uso. Se pueden utilizar en la

fabricación de calzado y accesorios.

1.4. Calibrado.

El calibrado es una de las tareas más cruciales, previas a la impresión 3D,

para conseguir un producto impreso de cierta calidad. Este proceso

consiste en la correcta nivelación de la cama y en que la distancia desde

la boquilla a la cama sea adecuada y constante en toda la superficie de

impresión.

Si la boquilla está muy alta en relación con la superficie: no se

producirá un adecuado contacto entre el filamento y la base.

Puede ocurrir que el filamento depositado se enrolle y/o se

despegue durante el proceso.

Si la boquilla está muy baja: el material no se extruirá en cantidad

suficiente y la pieza no se imprimirá con la calidad adecuada. En

este caso puede ocurrir incluso que se dañe la cama o el extrusor.

Si la boquilla está a la altura adecuada: el filamento se adhiere a la

cama y fluye de forma adecuada.

Algunos modelos de impresoras 3D tienen un sistema automático de

calibrado. En otras el calibrado debe realizarse de forma manual ajustando

el tornillo de ajuste del eje Z y los tornillos de nivelación de la cama.

Para el procedimiento de calibrado manual se utiliza un folio de papel

entre la cama y la boquilla para que se pueda mover con ligero

rozamiento ajustando estos tornillos, siempre y cuando previamente se

haya asentado correctamente la impresora para asegurar la adecuada

nivelación horizontal de la cama.

2. PROCESO DE DISEÑO

A continuación, vamos a ver los pasos del proceso completo para modelar e

imprimir un objeto 3D:

Paso 1. Modelado 3D. Diseño de un objeto tridimensional usando un

programa específico de diseño (Sketchup o 123D Design, o la

herramienta en línea TinkerCad). Como paso previo se puede realizar un

boceto de la figura con lápiz y papel o con plastilina.

Paso 2. Laminado. Se utiliza un programa (como Cura Ultimaker o

Repetier) para transformar un archivo (*.OBJ, *.STL, *.DAE, etc.)

elaborado con un programa de diseño 3D Sketchup, Tinkercad, etc) en

un archivo laminado *.GCODE que la mayoría de impresoras 3D pueden

interpretar para imprimir la figura.

Paso 3. Impresión 3D. El archivo *.GCODE se copia a la tarjeta SD y

luego se inserta en la máquina para imprimir la pieza. Otra posibilidad es

conectar la impresora mediante cable USB al ordenador para enviar

directamente este archivo a la impresora.

3. MODELADO 3D (Tinkercad)

Para el diseño de objetos 3D vamos a realizarlo mediante la aplicación en

línea Tinkercad (www.tinkercad.com).

Sus características más destacadas son:

Es una aplicación fácil de utilizar.

No es necesario tener conocimientos previos de diseño. Ideal para la

iniciación al diseño 3D.

Su uso es gratuito. Para utilizarla es necesario disponer de una

cuenta.

No requiere instalar ningún programa en el equipo. Solo es necesario

un navegador web y acceso a internet.

Los objetos creados son accesibles en la nube desde cualquier sitio o

en cualquier momento.

Se pueden compartir los diseños creados con otros usuarios de la

comunidad.

3.1. Registro en Tinkercad

Acceder a la web : www.tinkercad.com.

Pulsar en el enlace Sign Up y completar el formulario de registro.

Una vez conseguido usuario y contraseña, hacer click en el enlace

Sign In para acceder al servicio.

3.2. Importar desde la galería

En este apartado vamos a explicar cómo reutilizar un diseño publicado

por otra persona en la Galería de Tinkercad:

Una vez autentificado pulsaremos en el enlace Gallery para

acceder al repositorio de modelos creados por otros usuarios y que

podemos reutilizar. También tenemos un buscador para localizar el

modelo por término de búsqueda.

En la página de resultados de tu búsqueda puedes hacer click

sobre un modelo y se mostrará un cuadro con su vista en grande.

Por defecto muestra una vista estática del modelo, pero si pulsas en

el botón View 3D se ofrece un visor tridimensional que permite

orbitar a su alrededor y un zoom para acercar/alejar.

Si pulsas en el botón Copy & Tinker entonces el modelo se copiará a

tu cuenta y se abrirá en el editor de Tinkercad.

Al hacer click en el botón Download for 3D printing podrás

descargarlo a tu equipo para luego enviarlo a una impresora 3D.

3.3. Tutoriales en Tinkercad

Dispondremos de varios tutoriales para iniciarnos con Tinkercad,

simplemente tendremos que pulsar en la pestaña “Learn” (aprendizaje)

y nos aparecerán varias lecciones con las que aprender a manejar la

interfaz.

Basic: En este apartado nos aparecerán las lecciones básicas

en las que nos enseña a mover objetos, los controles de la

cámara, crear agujeros, etc. Para ver todas las lecciones

deberemos pulsar en el cuadrado de “show more lessons…” y

nos aparecerán todas las lecciones.

Projects: En este apartado podremos acceder a proyectos

guiados para realizar objetos 3D. Pulsando en “see more

projects…” accederemos a más proyectos guiados.

3.4. Practica1. Barco 3D

Vamos a realizar la primera practica con la que veremos el

funcionamiento de la herramienta Tinkercad, para ello realizaremos

como proyecto un barco.

Paso 1. En la página Mis diseños recientes pulsamos en el botón

Crear un diseño. Nos mostrará el editor de Tinkercad.

Paso 2. Las partes más destacadas de la interfaz:

1. Barra de menús: permite acceder a la página de Mis diseños

recientes o bien modificar el nombre y propiedades del

proyecto actual.

2. Barra de herramientas: copiar, pegar, duplicar,

deshacer/rehacer, agrupar, alinear, importar, exportar,

compartir, etc.

3. Panel de navegación y zoom.

4. Área de trabajo.

5. Panel de herramientas de diseño.

6. Panel de tamaño de cuadrícula.

Paso 3. En la barra de menús hacemos click en el botón My

Designs/Mis diseños.

Accederemos al siguiente menú Mis Diseños > Current (Actual).

Haremos click en el botón que muestra el icono de la rueda

dentada para acceder a las propiedades de ese proyecto:

En el cuadro Propiedades de diseño puedes configurar las siguientes

opciones:

1. Name (nombre). Tinkercad asigna por defecto un nombre a

tu proyecto. Vamos a cambiarlo y a poner el nuestro.

2. Visibility (visibilidad). Por defecto es Privado. Podremos poner

nuestra figura como Pública para que cualquier miembro de

la comunidad pueda encontrarlo, verlo e incluso mejorarlo.

3. License (licencia de uso). Despliega este combo para elegir

la licencia de uso del objeto creado.

4. Para finalizar y guardar los cambios pulsaremos en el botón

Guardar cambios.

Paso 4. Añadir caja.

En el panel Herramientas de diseño haremos click sobre la categoría

Formas básicas para mostrar los modelos geométricos y

seleccionaremos el Cubo.

Haciendo click en cualquier parte del área de trabajo se añadirá el

bloque Cubo al modelo.

Para cambiar el ángulo de la vista o cámara podemos utilizar las

herramientas de navegación que se ofrecen en la esquina superior

izquierda. Pulsa y arrastra con el puntero del ratón sobre el cubo

que se muestra en el panel de navegación para orbitar sobre la

pieza. También es posible utilizar iconos “+” y “-“ para aumentar o

disminuir el zoom de visualización. El botón con el icono de la casita

permitirá situarte en la vista inicial. El botón con icono de caja se

utiliza para centrar la vista sobre el objeto seleccionado.

Mover el área de trabajo también se puede realizar usando

combinaciones del ratón y del teclado:

1. Mover vista: click derecho y arrastrar.

2. Zoom: rueda de scroll del mouse.

3. Mover plano de trabajo: tecla Mayus pulsada + click derecho

y arrastrar.

Selección de un bloque. Al hacer click en un bloque del área de

trabajo se sobreilumina con un contorno azul claro (seleccionado) y

muestra todos los selectores cuadrados y de flechas que permiten

realizar modificaciones sobre él.

Para modificar la anchura o profundidad del bloque pulsaremos y

arrastraremos un pequeño selector negro cuadrado medio situado

en el medio de una arista en el suelo.

Para modificar anchura y profundidad simultáneamente pulsamos y

arrastramos un selector blanco cuadrado de la esquina,

permitiéndonos incrementar a la vez ambas dimensiones.

Para modificar la altura del bloque, pulsamos y arrastramos sobre el

selector blanco circular situado en el centro de la cara superior de

la caja.

Para modificar la posición respecto al suelo, haremos click sobre el

selector con forma de cabeza de flecha negra situado sobre el

punto central de la arista superior. Al pulsar en este selector se

mostrará la medida 0,0 mm indicando que la caja está

correctamente asentada sobre el suelo del área de trabajo.

Con lo aprendido convertiremos el bloque en una caja de anchura

70 mm, profundidad 30 mm y altura 5 mm.

Paso 5. Añadir techo.

Vamos a añadir un bloque techo para unirlo al frente de la caja

anterior para crear la base de la embarcación.

En Herramientas de diseño hacemos click sobre la categoría Formas

básicas y seleccionamos la herramienta Techo. Hacemos click en el

área de trabajo para situarla al lado de la caja anterior.

En primer lugar necesitamos girarla para acoplarla adecuadamente

a la caja. Observa que al seleccionar esta pieza se muestran 3

selectores con una doble flecha curvada que permitirá girar la

pieza en cada uno de los 3 ejes del espacio.

Pulsa y arrastra el selector de giro en anchura (X) para definir un giro

de 90 grados.

Pulsa y arrastra el selector de giro en profundidad (Y) para definir un

giro de -90 grados.

Al girarlo observa que la pieza se sumerge por debajo del nivel del

suelo. Para rectificar esto pulsa sobre el selector de flotación

(selector de cabeza de flecha negra sobre el punto central de la

superficie superior) y tira de él hacia arriba para recuperar el valor

cero.

Ahora arrastra el bloque techo para pegarlo con el bloque cubo.

Cuando se conecten ambos bloques es buena idea utilizar el zoom

y la herramienta de orbitación para comprobar que ambos bloques

se han conectado y no hay hueco entre ellos ni se superponen uno

sobre otro.

Gira la cámara o vista para ver el otro lado del modelo. De esta

forma podemos hacer coincidir las esquinas de ambos bloques

también. Arrastra el selector blanco de esquina del bloque roof

para hacerlo coincidir con la esquina del bloque box.

Utiliza el selector cuadrado situado en el centro de la superficie

superior del bloque techo para ajustar la altura del mismo a 5mm, la

misma altura que el bloque cubo.

Para conseguir que el extremo del barco sea un poco más

puntiagudo, pulsa y arrastra por el selector negro situado en el

extremo del bloque techo. Por ejemplo, para que tome una

longitud de 14mm.

Ahora vamos a aumentar la altura de ambos bloques a la vez. Para

ello haz clic en el bloque cubo y a continuación pulsa la tecla

Mayus y sin soltarla haz clic en el bloque techo. Esta acción

seleccionara ambos bloques simultáneamente. A continuación, haz

clic y arrastra hacia arriba el selector cuadrado central situado en la

cara superior de las dos formas hasta definir una altura de 10 mm.

Para regresar a la vista por defecto, haz clic en el botón con el

icono de casita en el centro de las herramientas de navegación.

Paso 6. Añadir cabina.

En este apartado vamos a añadir una segunda caja Cubo para

situarla sobre la base. Será la cabina del barco. Tendrá 4 mm menos

por cada lado que la caja roja inicial.

Recuerda que la caja roja inicial tenía unas dimensiones de 70 mm

de ancho y 30 mm de profundidad. Pero si lo hemos olvidado

podemos utilizar la herramienta Regla para recordarlo.

En la paleta de herramientas pulsa en la herramienta Regla.

Clic en un punto situado por debajo y la izquierda de la figura. La

regla aparecerá en dos direcciones: horizontal y vertical,

configurada para medir en milímetros.

Ahora haz clic sobre la caja roja. Se mostrarán las medidas que no

recordábamos: 70x30 mm.

La cabina será un nuevo bloque Cubo que situaremos sobre esta

base. Todos los objetos en Tinkercad se sitúan por defecto sobre el

área de trabajo. Por tanto necesitamos elevar el área de trabajo

(workplane) hasta la cara superior de la base. Para ello en la barra

de herramientas haz clic en el Plano de trabajo. Mueve el cursor del

mouse sobre la cara superior de la caja roja inicial. Aparecerá un

recuadro gris mostrando donde irá situado el plano de trabajo.

Clic sobre este punto para situar el plano de trabajo. La regla

desaparece mientras su plano de trabajo se ha situado más arriba.

Si orbitas podrás observar que ahora el plano de trabajo está

situado por encima de la base del barco.

En la barra de herramientas selecciona la herramienta Cubo y sitúa

la nueva caja sobre el plano de trabajo.

Para modificar el color haz clic sobre el Inspector de Forma y elige el

color amarillo.

Selecciona una nueva instancia de la regla en la barra de

herramientas Regla y haz clic en el extremo inferior izquierdo de la

caja roja.

En la caja amarilla utiliza los selectores cuadrados negros situados

en los centros de las aristas inferiores a ras de suelo para definir un

tamaño 4 mm menor que el bloque rojo y centrado. Otra

posibilidad es hacer clic sobre una medida e introducir otros valores.

Pulsa y arrastra el selector de altura el bloque amarillo para definir

una altura de 15mm. Para terminar, pulsa en el botón X para

eliminar la regla.

Paso 7. Añadir chimenea.

Para situar 3 chimeneas sobre la cabina del barco vamos a situar

previamente el Plano de Trabajo sobre la superficie superior de la

cabina. En la barra de herramientas elige Cilindro.

Haz clic sobre el plano de trabajo encima de la cabina. Al situar el

puntero del ratón sobre el selector de una esquina se mostrarán las

dimensiones de la base: 20x20 mm. Si arrastras este selector de la

esquina se modificarán simultáneamente ambas dimensiones.

Pulsa la tecla Mayus y sin soltarla pulsa y arrastra un selector esquina

para definir unas dimensiones de 8 x 8 mm de la base del cilindro.

Selecciona la herramienta Helpers > Ruler y haz clic en el extremo

inferior izquierdo del bloque amarillo.

Pulsa y arrastra el cilindro para situarlo a 8 mm de la arista lateral

izquierda del bloque amarillo. También se situará a 7 mm de la arista

inferior del bloque amarillo (22-8=14:2 = 7 mm) para que esté

centrada.

Clic sobre el cilindro y en la barra de menús elige Edit > Duplicate

(Editar > Duplicar). A continuación pulsa reiteradamente la flecha

derecha para mover el segundo cilindro hasta situarse a 24 mm de

la arista lateral izquierda del bloque amarillo.

Repite el paso anterior para situar la tercera chimenea a 40 mm de

la arista lateral izquierda del bloque amarillo.

Clic sobre cada uno de los cilindros manteniendo pulsada la tecla

Mayus. Esta acción permite seleccionar simultáneamente los 3

cilindros. A continuación pulsa y arrastra el selector cuadrado

blanco situado en la superficie superior de esta selección para

definir una altura de 12 mm de las chimeneas. Por ultimo pulsa en el

botón X para quitar la regla.

Paso 8. Añadir ventana.

En este apartado se ejemplifica cómo se trabaja con los agujeros o

huecos. El primer paso es situar el plano de trabajo sobre la cabina

del barco. Para ello selecciona en la barra de herramientas Plano

de trabajo y a continuación pulsa en una de las caras laterales de

la cabina amarilla.

En la barra de herramientas elige Hueco de Cilindro.

Haz clic sobre un extremo de la cara lateral de la cabina que tiene

el plano de trabajo para situar el cilindro. Este cilindro es de color

gris y es traslúcido para indicar que se trata de un agujero (hole).

Pulsa y arrastra sobre el selector cuadrado de esquina manteniendo

pulsada la tecla Mayus para proceder a reducir su tamaño de base

a 9 x 9 mm. Sitúa una Ruler en el vértice inferior izquierda del bloque

amarillo para realizar las mediciones.

Asegúrate que esta seleccionado este cilindro y en la barra de

herramientas pulsa en el botón Duplicar.

Pulsa reiteradamente la tecla de flecha derecha para mover el

cilindro a una posición a 18 mm de la arista lateral izquierda del

bloque amarillo. Repite los pasos anteriores para situar dos cilindros

mas a 32 mm y a 45 mm.

Estos cilindros son como cilindros perforadores, es decir, perforarán

agujeros en el bloque de la cabina. Pero si los cilindros se asientan

sobre la superficie lateral sin penetrar en ella entonces no crearán

agujeros. Por tanto generar los agujeros es necesario sumergirlos

ligeramente dentro del bloque de la cabina.

Para seleccionar todos los bloques mantén pulsada la tecla Mayus y

vete haciendo clic en estos cilindros. Pulsa y arrastra el selector

superior para definir una altura de 9 mm. A continuación pulsa en el

selector de flotación (cabeza flecha negra situado encima) para

arrastrarlo hacia dentro 3 mm.

En la barra de navegación haz clic en el botón inicio (icono casita)

para situarte en la vista inicial. En la barra de herramientas

selecciona Plano de Trabajo y haz clic en el sitio por defecto donde

se sitúa el plano de trabajo.

Para conseguir que los cilindros agujero muestren los cortes en el

bloque amarillo de la cabina, selecciona simultáneamente los 4

cilindros y el bloque amarillo. En la barra de herramientas superior

elige Group (agrupar).

Observa que ahora en el bloque amarillo de la cabina se muestran

los huecos.

Repite los pasos anteriores para añadir otras figuras en la otra cara

lateral de la cabina. Para ello tendrás que situar el Plano de Trabajo

sobre esta cara de la cabina. Utiliza las figuras corazón, estrella,

interrogación, etc. Redimensiónalas y sitúalas sobre esta cara.

Recuerda que en el Inspector de Formas podrás convertir estos

bloques en Hueco.

Para obtener el troquelado tendrás que agruparlas junto con el

bloque amarillo de la cabina.

Paso 9. Finalizar diseño.

Para exportar el modelo para una impresora 3D, hay que hacerlo

todo un único objeto. Seleccionamos todo pinchando y arrastrando

un área rectangular que contenga todo el barco y a continuación

hacemos clic en Group.

A continuación en la barra de herramientas hacemos clic en el

botón Exportar.

En el cuadro de diálogo Descargar pulsa en la opción El diseño

completo. A continuación pulsa en el botón correspondiente al

formato compatible con tu impresora 3D. Por ejemplo: *.STL o bien

*.OBJ. Al cabo de unos instantes te habrás descargado el archivo

en este formato a tu equipo.

3.5. Importar imagen SVG

¿Qúe es una imagen vectorial SVG?

Una imagen mapa de bits representa la figura mediante una parrilla de

pixeles o puntos luminosos. Sin embargo, una imagen vectorial es

aquella que representa la figura mediante objetos geométricos. Por este

motivo una imagen vectorial, a diferencia de los mapas de bits, puede

ampliar considerablemente su tamaño de visualización sin que ello

afecte a su calidad (no se pixela) ni al peso del archivo que la contiene.

Vamos a ver cómo crear un diseño 3D con Tinkercad a partir de la

importación de una imagen 2D en formato *.SVG.

Vamos a ver cómo crear un diseño 3D con Tinkercad a partir de la

importación de una imagen 2D en formato *.SVG.

Descarga una imagen vectorial de internet.

Abre sesión en TinkerCad y pulsa en el botón Crear un diseño o bien

haz clic en el botón superior derecha del perfil para seleccionar

+Nuevo.

En la barra de herramientas superior derecha haz clic en el botón

Import-Importar.

En el cuadro de diálogo Importar formas haz clic en el botón

Seleccionar un archivo. Observa que sólo es posible importar imágenes

2D en formato *.SVG.ágenes 2D en formato *.SVG.

Selecciona la imagen *.SVG descargada en tu equipo y pulsa en el

botón Abrir.

A continuación puede ser necesario ajustar las dimensiones de la

imagen porque TinkerCad no trabaja en tamaño superiores a 1000

mm3. Introduce, por ejemplo, 100 como Longitud y observa que la

Anchura se ajusta automáticamente. Clic en el botón Importar.

Transcurridos unos segundos se creará un bloque tridimensional con la

imagen como base y elevada hacia arriba para darle el aspecto

volumétrico necesario. Observa que es posible arrastrar los selectores

de esta figura para redefinir su anchura, longitud o altura.

3.6. Importar objeto STL

TinkerCad admite la importación al editor de objetos 3D en formato

*.OBj y *.STL elaborados con otras herramientas de diseño.

Visita la web de Thingiverse: http://www.thingiverse.com/ . Se trata de

un repositorio público de objetos 3D diseñados por otras personas.

Utiliza el buscador para localizar un diseño publicado sobre la temática

que desees.

Clic en el botón Download All Files – Descargar Todos los Archivos para

descargar el ZIP a tu equipo con todos los archivos STL. Descarga y

descomprime este archivo con los activos 3D.

Abre sesión en TinkerCad y pulsa en el botón Crear un diseño o bien

haz clic en el botón superior derecha del perfil para seleccionar

+Nuevo. En la barra de herramientas superior derecha haz clic en el

botón Import-Importar. En el cuadro de diálogo Importar formas haz

clic en el botón Seleccionar un archivo. Selecciona uno de los objetos

3D en formato *.STL descargados en tu equipo y pulsa en el botón Abrir.

Clic en el botón Importar. Transcurridos unos segundos el objeto 3D se

incorpora a la mesa de edición. Obserca que es posible moverlo,

modificar su tamaño, etc.

3.7. Practica2. Diseño de nuestro objeto 3D

Una vez aprendido cómo manejarnos por la interfaz y cómo modelar

un objeto, es momento de utilizar nuestra creatividad para crear y

modelar una pieza a nuestro antojo.

Lo primero que haremos será coger un papel y lápiz y dibujaremos la

pieza que deseemos crear digitalmente. A continuación modelaremos

dicha pieza mediante plastilina para tener bien claro cómo va a ser y

qué detalles deseamos que tenga.

Una vez el diseño hecho abriremos el Tinkercad y comenzaremos a

diseñar nuestra pieza digitalmente para después imprimirla (que será lo

que aprenderemos a continuación).

4. LAMINADO 3D

En este apartado veremos cómo preparar y generar el archivo para poder

enviarlo a nuestra impresora 3D e imprimirlo. Para ello utilizaremos Cura

Ultimaker 2 que es un software GNU (de código abierto y gratuito) desarrollado

por la empresa Ultimaker. Se utiliza para transformar un archivo (*.OBJ, *.STL,

*.DAE, etc) elaborado con un programa de diseño 3D en un archivo laminado

*.GCODE que la mayoría de las impresoras 3D pueden interpretar para imprimir

la figura.

El software laminador resulta imprescindible para imprimir nuestros diseños en

una impresora 3D. El archivo *.CODE contiene la información de la

descomposición en capas de la figura que la impresora va superponiendo

sobre la cama, de abajo hacia arriba, para construir el modelo.

El programa Cura Ultimaker 2 se puede utilizar de 2 modos:

Guardar a archivo. El diseño se transforma en un archivo *.GCODE

que se guarda en el ordenador. Este archivo se suele copiar a la

tarjeta SD que se inserta en la impresora para luego imprimirlo desde

ella de forma independiente utilizando los controles de su display

LCD.

Imprimir vía USB. El diseño se transforma en un archivo *.GCODE

pero en lugar de guardarse en el ordenador se envía por la

conexión USB a la impresora para que se imprima directamente.

Esta opción exige instalar previamente los drivers FTDI en el equipo

para garantizar la comunicación con la impresora 3D y que esta se

encuentre encendida y conectada por USB al ordenador.

4.1. Instalación y configuración

Accede a la web oficial del software de Cura Ultimaker :

https://ultimaker.com/en/products/curasoftware . Descargaremos la

última versión de Cura compatible con tu ordenador. Ejecuta el

instalador descargado siguiendo las instrucciones por defecto.

La primera vez que se inicia el programa se mostrará un cuadro de

dialogo de elección del idioma spanish (Se puede modificar en Editar >

Preferencias o bien en Cura > Preferencias). En la pestaña General

despliega el combo Language y elige Spanish – Español.

La primera vez que se inicia el programa, en el asistente de

configuración también se suele solicitar que elijas el modelo de

impresora 3D que vas a utilizar. También es posible añadir la

especificación de la impresora 3D en la barra de menús eligiendo

Ajustes > Impresora > Agregar impresora. Despliega el combo Otros –

Others y en ella elige marca y modelo. Para concluir pulsa en el botón

Agregar impresora.

Si la marca y modelo de tu impresora no aparece en el listado debes

elegir el combo Custom (Personalizado) e introducir el nombre y

parámetros de la misma. Consulta la documentación de la impresora

para crear un perfil personalizado para Cura atendiendo a la

especificación concreta de tu máquina.

4.2. El entorno del programa

Vamos a ver los elementos de la ventana principal del Cura Ultimaker 2:

1. Abrir archivo. Se utiliza para abrir un modelo STL y añadirlo a la

mesa. Se pueden añadir varios modelos.

2. Barra de herramientas. Para mover, escalar, girar, transformar,

etc el modelo seleccionado antes de imprimirlo modificando sus

parámetros originales.

3. Modos de visualización. Dispone de 3 modos: Solido, Rayos X y

Capas.

4. Mesa. Es la superficie que representa la base de la impresora 3D.

5. Modelo 3D. Es posible orbitar sobre el modelo pulsando y

arrastrando el botón derecho del mouse. También hacer zoom

con la rueda de scroll del mouse.

6. Perfiles. Permite seleccionar y gestionar los perfiles de impresión.

Un perfil es un conjunto de parámetros definidos para tu modelo

de impresora que consigue imprimir los diseños con más/menos

calidad y por tanto con menos/más velocidad.

7. Selección de la impresora. En este menú es posible seleccionar

el modelo de impresora 3D donde se imprimirá la pieza. A la

derecha se muestran dos botones para seleccionar la

Configuración de impresión o bien el Monitor de impresión.

8. Material. Se emplea para elegir el material que se utilizará para

imprimir: PLA, ABS, etc.

9. Configurador de impresión. Ofrece dos opciones de impresión:

Recomendado y Personalizado.

10. Nombre de la tarea de impresión. Toma por defecto el nombre

del archivo STL abierto, pero se puede modificar.

11. Dimensiones del modelo 3D. Indica en mm el tamaño del

modelo.

12. Tiempo y coste de impresión. Expresa de forma aproximada el

tiempo necesario para imprimir la pieza así como los gramos y

metros lineales de filamento estimado.

13. Barra de progreso.

14. Save to File (Guardar a Archivo) / Print via USP (Imprimir vía USB).

Este botón permite utilizar Cura Ultimaker 2 en cualquiera de los

modos citados.

4.3. Guardar a *.GCODE

En este apartado vamos a ver cómo generar el archivo *.GCODE a

partir de un diseño *.STL. El archivo laminado *.GCODE posteriormente

se guardará en la tarjeta SD para insertarla en la impresora 3D e

imprimir la pieza de forma independiente al ordenador.

Paso 1. Cargar el modelo. Descarga/Importa el archivo (la figura

que deseas imprimir) y obtendrás un archivo STL. Abrimos el

programa Cura Utlimaker 2 y hacemos clic en el botón Abrir

Archivo que se ofrece en la esquina superior izquierda de la

ventana. Selecciona el modelo STL que hemos descargado y

pulsamos en el botón Abrir. El modelo se cargará y se mostrará

en el visor 3D del programa.

Paso 2. Configurar la impresión. Despues de cargar el modelo

debes seleccionar la configuración que te gustaría utilizar para

tu impresión 3D. En el panel derecho Configuración de

impresión…

Despliega el combo para elegir el modelo de impresora. En el

combo Material selecciona PLA y en el Perfil elegiremos calidad

Normal. En función del modelo de impresora se mostrarán

distintos perfiles de calidad. Tambien es posible modificar la

calidad del Relleno: Hueco, Ligero, Denso o Solido. La opción

Ligero suele ser suficiente en muchos casos.

Si marcas la opción Habilitar soporte se generará de forma

automática estructuras de soporte debajo de voladizos evitando

imprimir en el aire.

Si marcas la opción Adherencia de la placa de impresión

añadirá un borde o balsa alrededor de la base de la pieza para

evitar que se desprenda de la cama.

Ahora ya estaríamos listos para laminar la pieza.

Paso 3. Guardar el archivo. Inserta la tarjeta SD en tu equipo. A

continuación haz clic en el botón Save to File (Guardar a

Archivo). En el cuadro de diálogo Save to File busca la unidad

correspondiente a la tarjeta SD y a continuación pulsa el botón

Guardar. Retira de forma segura la tarjeta SD de tu equipo e

insértala en la ranura correspondiente de tu impresora. Usando

el menú LCD de la impresora (Print from SD – Imprimir desde SD)

podrás iniciar la impresión de este archivo *.GCODE.

4.4. Imprimir vía USB

Para imprimir directamente sobre la impresora 3D será necesario

descargar e instalar previamente los drivers FTDI en el equipo. Estos

drivers gestionan la comunicación vía SUB del ordenador con la placa

controladora de la impresora 3D y por extensión con ella.

Paso 1. Instalación de los drivers FTDI. Visita la web de FTDI Chip :

http://www.ftdichip.com/Drivers/VCP.htm . Descarga y

descomprime los drivers correspondientes al sistema y versión de

tu equipo (Es necesario instalarlos de forma manual).

Al conectar la impresora 3D a tu equipo Windows y encenderla

se mostrará en el ordenador que no tiene drivers específicos

instalados. Desde el administrador de dispositivos haz clic

derecho sobre el dispositivo no instalado y elige Actualizar

drivers. Localiza y apunta a la carpeta obtenida de la descarga.

Si el proceso ha tenido éxito se ha creado en tu equipo un

puerto COMx como un puerto USB Serial Port.

Paso 2. Impresión vía USB. Conecta la impresora vía USB al

equipo e inicia el programa Cura Ultimaker. Carga el modelo STL

y configura los parámetros de la impresión siguiendo las

instrucciones del apartado anterior “Guardar a *.GCODE”. En la

esquina superior derecha del programa se mostrará un check

verde para indicar que la conexión con la impresora se ha

producido con éxito.

En la esquina inferior derecha despliega el botón Save To File

(Guardar a Archivo) y elige Print vía USB (Imprimir vía USB).

A continuación pulsa en este botón Print via USB. Se mostrará el

panel Monitor de impresión con el progreso del proceso de

impresión.

4.5. Añadir impresora personalizada

4.6. Añadir perfil personalizado

5. IMPRESIÓN 3D y PROBLEMAS

6. REPOSITORIOS