Impressores per addició de polímers



     En aquest tipus d'impressores 3D, el seu funcionament és realitzat mitjançant la fosa d'un filament o fil de polímer mitjançant un pic (boca d'eixida), per a posteriorment anar depositant el material ja fos capa sobre capa, creant així progressivament l'objecte sòlid.

     En aquesta tècnica, el material és inclòs per capes fins que es forma o s'estableix la forma desitjada de la figura o objecte a fabricar. Aquest tipus d'impressora són les més utilitzades en les aules, ja que tenen un menor cost respecte a altres impressores 3D. Aquesta tècnica també és coneguda com a FDM (Deposició de Material Fos).



File:Filament Driver diagram.svg


  Mitjançant aquesta tecnologia es pot fabricar diferents peces o objectes, bé utilitzant plàstic ABS (Acrilonitril Butadieno Estiren), aquest tipus de plàstic és molt semblant a l'utilitzat en la fabricació dels joguets. També es pot utilitzar el PLA (Àcit Polilàctic), sent aquest un polímer biodegradable a partir d'un material orgànic.







Què és CURA?


El programari desenvolupat per Ultimaker d'impressió 3D Cura és un dels més utilitzats mundialment, a causa de la seua senzillesa, qualitat i les seues diferents versions adaptades a determinades marques, entre altres aspectes.

El treball de Capellà consisteix a processar el model 3D que import al programa a codi G, el qual, li apareixerà amb l'extensió (.gcode). Aquest model 3D ho haurà d'importar amb una de les següents extensions que es mostra a continuació: .stl, .obj, 3mf. Una vegada generat el "gcode", es podrà enviar de la forma que corresponga a la impressora 3D: via usb, per targeta SD, per Wifi, Ethernet, entre altres.

En el cas d'utilitzar la connexió USB cal anar amb compte amb el PC. Per aquesta via la transmissió del codi el realitza de manera directa, per la qual cosa, si el PC s'apaga o se suspén, la impressió 3D és per a automàticament.

El programa té dues maneres d'impressió: manera ràpida i manera experta. En manera ràpida és molt senzill de generar el codi. La manera avançada ofereix major selecció de paràmetres per a personalitzar de forma més completa la impressió.

Per concloure, el programa Cura és considerat com el programari d'impressió 3D més versàtil orientat a tots els sectors: domèstic, industrial, arquitectura, etc.




Vídeo realitzat per: Benjamín Francés Molina.
Imatgen del logotip. Autor: Ultimaker BCN3d Technologies. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ultimaker_cura.png

Filaments més utilitzats




Aquestos són els quatre tipus de filament més utilitzats en la impressió 3D:

PLA, és un termoplàstic d’origen vegetal (fet a partir del midó de la dacsa o de la canya de sucre). És el més utilitzat en impressió 3D, és biodegradable, no genera olor i és el filament més econòmic disponible. Presenta poca resistència mecànica.

ABS, és un derivat de combustibles fòssils, no és biodegradable però sí que es pot reciclar. Presenta bona resistència mecànica i és més flexible i té una vida més llarga que el PLA. 

TPU, basat en el Poliuretà Termoplàstic. És un material altament flexible que permet imprimir peces flexibles. Conductor de l’electricitat, ideal per a crear circuits elèctricament conductors. És un material lent d’imprimir. És el material més car de tots. 

PET, Es tracta d'un plàstic inodor i transparent a l'origen que va perdent aquestes propietats quan se li aplica calor o fred. Els seus principals avantatges són la seua elasticitat (superior a la del PLA o ABS), resistència o facilitat per a la impressió. Per contra, és higroscòpic, és a dir, absorbeix la humitat de l'ambient, per la qual cosa és necessari guardar-lo en un lloc amb les condicions d'humitat adequades.

Com crear models per a imprimir



Amb el programari Tinkercad podem realitzar models propis o modificar models creats per altres usuaris. És un programari online gratuït, no fa falta descarregar-se el programa en l'ordinador. Una vegada realitzat el nostre model, podem compartir-lo amb altres usuaris del programa. Existeixen diversos tutorials per a treballar amb el programa, però els aspectes bàsics del mateix so els següents:


  • El model es fabrica damunt d'una malla que proporciona el programa d'una grandària de 20 cm x 20 cm. Manejant el ratolí, podem acostar-nos o allunyar-nos de l'objecte i canviar la posició d'aquest .
  • El programa permet diferents formes de visualització: des de dalt, des de baix. És a dir, ofereix diverses perspectives del model.
  • Podem començar a treballar a partir de formes bàsiques i a partir d'ací modificar-les, copiar-les, etc. També es pot treballar amb textos.
  • Permet realitzar forats en els models, amb el concepte de “buit”.



Vídeo realitzat per: Benjamín Francés Molina.


El procés d'impressió

El procés d'impressió passa per quatre fases:

a) Fase de modelatge:

  • Permet crear o modificar un objecte ja existent.
  • Es treballa en diferents formats d'arxius. Un dels més utilitzats és el "-obj".
  • Per a poder imprimir l'objecte haurem d'exportar l'arxiu en el format "-stl".
b) Fase de preparació:
  • Carreguem l'objecte en format ".stl" en una mena de programari que genera arxius "-gcode", que són els que enviarem a la impressora. Els més coneguts són: Cura 3D, Slic3r i Repetier.
  • Amb aquest programari el que fem és preparar l'objecte. Indicarem com ho col·locarem en la plataforma, en quina posició, altura, etc., i indicarem també els paràmetres d'impressió.
c) Fase de trossejament:
  • El programari anterior, en un segon pas, trossejarà el model. Ho dividirà capa per capa i li indicarà a la impressora com imprimirà cadascuna de les capes.
  • En aquest procés es genera un arxiu ".gcode", que és un arxiu de text que conté les instruccions per a indicar-li a la impressora com ha d'imprimir cadascuna de les capes.
d) Fase d'impressió pròpiament dita:
  • Gravarem l'arxiu ".gcode" en una targeta SD i la col·locarem dins de la impressora.
  • Li indiquem a la impressora que execute la impressió i obtenim el model imprés.





Què és el warping i com evitar-lo?


Un dels problemes amb els quals hem de bregar quan utilitzem una impressora 3D additiva és el warping. És molt comú que en imprimir peces que ocupen molta superfície, les cantonades tendisquen a alçar-se. Això és degut a la contracció: el material ix de l'extrusor a 260 graus centígrads, xoca amb la plataforma que està a uns 60, i es refreda, creant una contracció.

En una impressora ben calibrada i en un ambient normal (sense corrents d'aire directes, etc.), el warping no hauria d'ocórrer, excepte en peces amb molta superfície de base.

Es poden fer diverses coses per a minimitzar aquest problema: 

  • Intentar utilitzar sempre impressores amb la base calefactada. Aquestes impressores calfen la base (hi ha models que calfen a 60 graus, uns altres a 100 graus…) i fan que la contracció siga menor. 
  • En peces complicades es recomana preescalfar la plataforma 15 minuts abans de començar a imprimir. Si encara així tenim problemes, preescalfar durant una hora. 
  • És vital que la impressora estiga ben calibrada. En una impressora perfectament calibrada (plataforma plana i extrusor a la distància correcta) el material s'agarra molt bé a la plataforma, aguantant millor les tensions del material sense enlairar-se. Si l'extrusor està massa lluny, o si la plataforma no està anivellada (un costat de la plataforma està massa a prop, l'altre massa lluny), el material es pegarà menys i la peça s'enlairarà abans. 
  • Una de les millors opcions per a evitar maldecaps amb el warping és l'adhesiu per a impressora 3D. Utilitzar un adhesiu ajudarà a mantindre la peça ben pegada a la base calefactada, una molt bona opció a l'hora d'imprimir ABS és utilitzar laca per als cabells. 





Deu passos per a calibrar la impressora 3D


1 Neteja bé la impressora 3D. Moltes vegades no ens adonem la quantitat de ronya que hi ha en les nostres impressores i del que afecta el seu funcionament. Primer de tot neteja.

2 Tibant bé les corretges. Les corretges GT2 de la teua impressora 3D sempre han d'estar bé tibants perquè no hi haja problemes de pèrdua de passos. És la part més important de la mecànica.


3 Canvia peces desgastades. Les fallades per trencament en les impressores fan efecte dominó i amb un simple rodament en mal estat la pots fer grossa.


4 Lubrifica tot bé. Una màquina lubrificada és una màquina amb anys de vida. Lubrifica bé els components necessaris: oli de silicona per a rodaments i greix de liti per a clavegueres i varetes.


5 Si pots Ficar "Marlin". "Marlin" és un dels majors assoliments dins del món "maker": un microprogramari fet per tots i per a tots. Fica-ho en la teua impressora 3D i configura-la com un/a expert/a.


6 Mira els passos dels motors. Amb "Marlin" podràs ajustar al mil·límetre els passos dels motors perquè la teua impressora vaja com la seda. Això ve bé fins i tot amb impressores 3D comercials.


7 Calibra el flux de plàstic. Hi ha vegades que el nostre extrusor es desajusta i no extrueix el que hauria d'extruir. 


8 Afina la distància de l'Eix Z. Aquesta distància és vital per a la impressió: Si ho deixes molt lluny el plàstic 3D no es pegarà, si ho fas molt a prop, hi haurà una sobrepressió en el "hotend". Distància perfecta: 0,15 mm.


9 Testa-ho. Una vegada fet tot cal comprovar si va bé. Per a això imprimim un cub i donem una ullada si s'ha imprès correctament.


10 Imprimeix-te una cosa bonica. Ací testarem si realment tot s'ha calibrat correctament. És la prova final.


Què és Tinkercad i perquè és el millor?

File:Logo-tinkercad-wordmark.svg

Tinkercad és un programari gratuït i online creat per una de les empreses capdavanteres en programes de disseny 3D: Autodesk. El que més distingeix a Tinkercad és la seua senzillesa i contingut educatiu pensat especialment per a aquells que volen iniciar-se en el món del disseny i la impressió 3D, així com en la programació de circuits. A més, és una eina molt útil per a pares i professors que vulguen acostar als joves a les noves tecnologies de manera educativa, sana i divertida.

Els avantatges que ens ofereix Tinkercad són:

  • Disseny senzill i atractiu. Navegar per Tinkercad és molt senzill i les eines són molt intuïtives En poc temps, sereu uns experts!
  • És online i gratuït. No és necessari descarregar-se res per a començar a dissenyar. Podeu accedir a Tinkercad on vulgueu i compartir els vostres dissenys amb els altres usuaris.
  • Tutorials. Té un apartat especialment creat per a explicar pas a pas les funcions bàsiques del programa. Des de com usar el poal de perspectiva fins a com perforar les peces Una guia bastant completa i interactiva!
  • Aprendre programació. A part del disseny 3D, té una secció per a aquells que vulguen programar circuits en una placa Arduino.
  • Finalment, té blog. Així que, si us agrada molt i teniu curiositat per saber més, sempre podeu tirar-li un ull al seu blog!


Encara que els avantatges superen als inconvenients, si volem posar-nos picallosos i trobar-li alguna, direm que:
  • Requereix compte de correu: abans de començar, necessitem tindre un compte de correu per a registrar-nos. Ja que tots els dissenys es guardaran en el nostre compte.










Què són les impressores 3D i per a què serveixen?

      
La impressió 3D en l'actualitat és una realitat que ja ha escapat dels laboratoris d'assaig, i si bé encara no han aconseguit l'estatus de presència que ostenten les impressores de raig de tinta o làser, la veritat és que aqueix és el camí que prendran aquest tipus de dispositius, quan el seu valor i els costos d'operació baixen a preus que puga pagar l'usuari del carrer, segurament començarem a veure-les al costat de qualsevol PC en qualsevol barri de la ciutat.





      Però el camp s'estén molt més enllà d'això, ja que també podem trobar implementacions de la tecnologia d'impressió 3D en àmbits com l'automotor, en la construcció de prototips, la qual cosa significa un estalvi important a causa de la reducció en els temps de modelatge i en materials, en la indústria de la joieria, el calçat, el disseny industrial. També en l'enginyeria i el sector aeroespacial les impressores 3D troben un lloc en l'elaboració de peces, ja que també podrien usar-se per a l'elaboració d'elements en l'espai. Com vam poder veure, la impressió 3D ofereix aplicacions que amb el temps aniran convertint-la en un dispositiu d'ús quotidià. Si desitges saber més sobre aquest tema, et convidem a llegir la resta de l'article.