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MT05 - Impresión y Escaneo 3D

Introducción

1. Definición y Conceptos Básicos

La impresión 3D, también conocida como fabricación aditiva, es un proceso que permite crear objetos tridimensionales a partir de un modelo digital. A través de la adición de capas sucesivas de material, se construyen las formas deseadas, lo que contrasta con los métodos sustractivos tradicionales que implican cortar o retirar material de un bloque masivo.

El escaneo 3D, en contraste, es la tecnología que convierte objetos físicos en modelos digitales. Mediante el uso de dispositivos de escaneo, se captura la forma, el tamaño y, en algunos casos, el color del objeto, generando una representación digital que puede ser utilizada para la impresión 3D u otras aplicaciones digitales.

2. Historia y Evolución

La impresión 3D tiene sus raíces en la década de 1980, con la invención de la estereolitografía por Chuck Hull. Desde entonces, se han desarrollado múltiples tecnologías y técnicas, incluyendo FDM (Fused Deposition Modeling), SLS (Selective Laser Sintering) y SLA (Stereolithography Apparatus). El escaneo 3D también ha avanzado significativamente, desde los primeros escáneres láser hasta las soluciones modernas que utilizan fotogrametría y escaneo de luz estructurada.

3. Tecnologías de Impresión 3D

  • FDM (Fused Deposition Modeling): Utiliza filamentos de plástico que se funden y extruyen capa por capa.

  • SLA (Stereolithography): Usa resinas líquidas que se curan mediante un láser para formar capas sólidas.

  • SLS (Selective Laser Sintering): Emplea un láser para fusionar polvo de material, creando capas densas que pueden ser de plástico, metal u otros compuestos.

4. Tecnologías de Escaneo 3D

  • Escaneo láser:

Utiliza un láser para medir distancias con precisión, creando nubes de puntos que representan la geometría del objeto.

  • Escaneo de luz estructurada:

Proyecta patrones de luz sobre el objeto y captura las deformaciones para generar un modelo 3D.

  • Fotogrametría:

Consiste en tomar múltiples fotografías de un objeto desde diferentes ángulos y procesarlas mediante software para reconstruir su forma tridimensional.

5. Aplicaciones

La impresión y escaneo 3D tienen amplias aplicaciones en diversas disciplinas:

  • Medicina:

Creación de implantes personalizados, modelos anatómicos para cirugía y prótesis a medida.

  • Arquitectura:

Prototipado de maquetas y elementos arquitectónicos complejos.

  • Industria:

Fabricación de piezas únicas, herramientas y componentes en producción.

  • Entretenimiento:

Creación de figuras, modelos y escenografías personalizadas.

6. Beneficios y Desafíos

Beneficios:

  • Personalización: Posibilidad de crear objetos únicos adaptados a las necesidades específicas de los usuarios.
  • Reducción de costos y tiempos de producción: Minimizando el desperdicio de material y acelerando el proceso de diseño.

Desafíos:

  • Limitaciones de material: La disponibilidad de materiales adecuados para ciertas aplicaciones puede ser un obstáculo.
  • Calidad de impresión: Alcanzar un nivel de detalle y acabado superficial deseado puede requerir ajustes técnicos y de diseño.

7. Futuro de la Impresión y Escaneo 3D

El futuro de la impresión y escaneo 3D promete un avance constante, impulsado por la innovación en materiales, velocidad de impresión y precisión. La combinación de la inteligencia artificial con estas tecnologías puede revolucionar la personalización y la producción automatizada, llevando la fabricación a nuevas alturas.

Actividad

Para la realización de esta consigna opté por utilizar un modelo alternativo, se trata de una escuadra diseñada para dar estabilidad a una estructura cúbica, esta estructura tiene el fin de proporcionar soporte a un par de pruebas de concepto sobre la idea de implementar un cnc casero de bajo costo. Aquí una demostración del modelo creado en onshape

Una vez exportado el modelo en las unidades correspondientes debemos importarlo en el slicer correspondiente a la impresora 3D a utilizar, en este caso el IdeaMaker, para imprimir en la Raise 3D Pro2 Plus del LabA en el ITRSO.

Para la impresión de los modelos se utilizó como material el PLA de 1.75mm de espesor, en color blanco, el Gcode aquí adjunto se cargó al equipo mediante el Raisecloud, un entorno para el monitoreo del equipo y las impresiones cargadas en el mismo.

Estas impresoras nos permiten mediante este entorno monitorear los procesos de impresión, así como obtener un registro del proceso mediante un timelapse.

He aquí un breve resumen del proceso de montaje de la estructura, la prueba de fortaleza y cómo esta estructura se comporta con un efector tendido por cuerdas en una configuración inspirada en la del robot de cables paralelos.

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Last update: December 18, 2024