Primeros pasos con mi impresora 3D

Composición de una impresora 3D FFF

Existen diferentes tipos de impresoras FFF (Fused Filament Fabrication) en el mercado de la impresión 3D. Todas funcionan con el mismo principio: depositar filamento de plástico fundido capa a capa. Las capas añadidas forman el objeto que se va a imprimir. Veamos paso a paso cómo se descompone el proceso de impresión 3D.

Proceso de impresión 3D paso a paso mediante deposición de filamento de plástico fundido

Paso 1: se coloca una bobina de filamento de plástico de diámetro constante por encima de la impresora 3D. Se desenrollará durante la impresión.
Paso 2: el filamento se introduce en el sistema de extrusión.
Paso 3: el sistema de extrusión cuenta con un motor paso a paso y una rueda dentada para hacer avanzar o retroceder el filamento. Gracias a este sistema, la impresora puede gestionar con precisión la cantidad de material que se va a utilizar.
Paso 4: el filamento pasa por una guía de filamento. A menudo se enfría con aire o agua antes de pasar a la siguiente fase, el bloque calefactor.
Paso 5: el bloque calefactor funde el filamento de plástico.
Paso 6: el filamento fundido es empujado por el sistema de extrusión a través de la boquilla, que tiene una salida de pequeño diámetro (a menudo entre 0,2 y 0,6 mm).
Paso 7: el plástico extruido se deposita en capas finas definidas por la altura de capa dada en el software de segmentación de impresión 3D (3D slicer).

La primera capa de filamento fundido se deposita en una «plataforma» o «cama» (8), que a menudo se calienta para mejorar la adherencia de la pieza impresa. Paralelamente a estos pasos de extrusión del filamento, el cabezal de impresión o la cama se mueven a lo largo de los ejes X, Y y Z para depositar el material en el lugar previsto.

1. Los ejes de una impresora 3D

a. Impresoras cartesianas

Los ejes siempre se definen en términos de los vectores X, Y y Z. En la mayoría de las impresoras 3D, la plataforma se mueve sobre el eje Y. El eje X se rige por el movimiento del cabezal de impresión sobre el carro de impresión. Este mismo carro se eleva o desciende en el eje Z.

Los ejes de impresión en la Creality CR-10S (fuente: www.creality3d.shop)

En la imagen anterior, se muestra una representación de una impresora...

Flujo de trabajo en impresión 3D

Para describir todo el proceso de creación de una pieza, desde el nacimiento de la idea hasta la impresión 3D, podemos utilizar el término inglés workflow, que se traduce por «flujo de trabajo».

El workflow de la idea al primer prototipo 3D

El proceso de creación de un prototipo 3D, desde el nacimiento de la idea hasta la impresión 3D

En primer lugar, la idea de la pieza nace en papel o en la imaginación. A continuación, habrá que diseñar la pieza con un software de diseño 3D. Estas dos primeras etapas no son necesarias para aprender a imprimir en 3D, pero los impresores más creativos se aventuran con el diseño tarde o temprano.

Al final del proceso de diseño, el diseñador crea una mesh 3D o malla 3D de la pieza para transformarla en un formato que pueda utilizar un slicer 3D o cortadora 3D. A continuación, el modelo se prepara para su impresión en el slicer. Esta etapa se conoce como slice en inglés o segmentación (corte en capas) en español.

Ejemplos de inicio y de fin de archivos .gcode definidos en el slicer 3D

Una vez preparado el modelo y ajustados los parámetros de impresión, el slicer creará un archivo de máquina con numerosas líneas de código que serán descodificadas por la impresora 3D. Se trata del lenguaje G-code. Este código se envía directamente desde el slicer a la impresora 3D o se guarda en un archivo .gcode o .g que se coloca en la tarjeta de memoria de la impresora 3D.

1. El nacimiento de las ideas

A la hora de crear un proyecto 3D, hay varias aproximaciones posibles. Existen tres enfoques principales:

El enfoque de ingeniería, en el que creamos un objeto, un producto, a partir de una necesidad. En este caso, es importante analizar las limitaciones y conocer las especificaciones del proyecto.
Un segundo enfoque consiste en analizar lo que ya existe para reproducir un objeto o crear un objeto que se adapte al mundo real. En este caso, también se pueden utilizar fotos y escaneados 3D.
Un último enfoque es el de la creación artística. Aunque igual de técnico, este último apela a la imaginación o a la representación de un personaje o una escena.

2. Diseño 3D

Una vez que se tiene la idea, hay que diseñar...