Conoces las impresoras 3D pero, ¿sabes cómo funcionan en realidad?

Conoces las impresoras 3D pero, ¿sabes cómo funcionan en realidad?

Josep Roca

Las impresoras 3D se han convertido en uno de los periféricos en boca de todos en los últimos años. Su enorme utilidad en gran cantidad de campos la han convertido en un accesorio imprescindible en muchos campos. Es por ello que hemos pensado que se merecen un artículo para que podáis saber cómo funcionan y como utilizarlas con vuestro PC de la mejor manera posible.

Las impresoras 3D se empezaron a utilizar para las necesidades industriales, en especial para la creación de piezas para prototipos rápidos. Gracias a esta tecnología se hizo posible crear piezas únicas dentro de un modelo más complejo sin necesidad de crear moldes especiales que requerían además desarrollar máquinas, proceso que retrasaba el despliegue de nuevos productos.

Las primeras impresoras 3D eran grandes y caras de utilizar, con el tiempo gracias a la mejora en la tecnología el coste de la impresión 3D ha ido bajando hasta ser posible tenerlas en casa. En cuanto a la calidad de los materiales estos han ido mejorando y ahora tenemos una gran cantidad de filamentos para crear todo tipo de modelos de manera fácil. Esto ha permitido que pequeños negocios puedan fabricar sus propios objetos en 3D para diversos usos.

¿Qué tipos de impresoras 3D podemos encontrar?

FDM

Hay diferentes tipos de impresora 3D, pero en la que nos vamos a centrar es en las impresoras FSM, la cuales utilizan termoplásticos para funcionar y son las más comunes en los hogares. Este tipo de impresoras hacen uso de los filamentos de plástico PLA y ABS, aunque también se ha llegado a utilizar filamentos de madera, corcho e incluso el café.

SLA

Las impresoras SLA en cambio se basan en el uso de resinas, sus acabados son mucho mejores y permiten un mejor prototipaje. A día de hoy la SLA son ampliamente utilizadas para que no requieren color y en especial por los aficionados a las miniaturas y el modelismo, que suelen pintar ellos mismos los modelos que utilizan.

Las impresoras SLA suelen ser cerradas por los gases nocivos que genera la resina al calentarse. Por lo que son mucho menos seguros y no son recomendadas para manos inexpertas.

Composición y funcionamiento de una impresora FDM

Impresoras 3D FDM

El proceso de impresión en una impresora 3D es el siguiente:

  1. Se carga el filamento de termoplástico en la impresora, el cual es alimentado en el extrusor. Dentro del cual es calentado hasta fundirse. El extrusor es muy parecido en funcionamiento de una pistola de cola caliente.
  2. El extrusor se encuentra conectado a un sistema en tres dimensiones que le permite moverse en tres ejes distintos. De izquierda a derecha, de arriba a abajo y cerca y lejos.
  3. La impresora imprime el objeto por capas, utilizando el filamento adecuado para cada uno. Muchas veces será necesario cambiarlo a mitad de la impresión.
  4. El proceso de impresión es lento, ya que se ha de esperar que el material utilizado se solidifique, por ello algunas impresoras 3D suelen tener un pequeño ventilador conectado al extrusor.
  5. Con tal de conseguir que el modelo físico sea más fuerte, algunas impresoras suelen rellenar de más algunas partes del objeto.

La impresora ira imprimiendo capa por capa hasta terminar el objeto, proceso que según la impresora que utilicemos puede llegar a durar horas.

¿Cómo obtener los modelos para nuestra impresora?

AutoDesk TinkerCAD

Lo primero que vais a necesitar es un programa de diseño asistido por ordenador o CAD que os permita modelar en 3D el objeto, podéis optar por el que más os guste y con el que os sintáis más cómodos. Tenemos casos como Blender, el famoso AutoCAD utilizado por los arquitectos e incluso Rhinoceros que es altamente popular entre los diseñadores de joyas, aunque también podéis optar por el fácil aunque simple TinkerCAD de Autodesk. Todos ellos son válidos para que podáis crear vuestros objetos y si os interesa los podéis compartir en la red con otros usuarios para que los puedan imprimir

Otro método que se utiliza son los escáneres 3D, esto son cámaras que utilizan CCDs de infrarrojos o de tiempo de luz para medir la distancia de cada objeto respecto a la cámara, para así tener un modelo volumétrico del objeto. Es una técnica que se utiliza mucho en medicina para tener imágenes en 3D, pero debido a que no se basa en polígonos, sino en vóxeles requiere la transformación del modelo a uno poligonal o basado en triángulos para poderse manipular después en un programa de CAD.

Formatos de archivo para impresoras 3D

Modelo 3D para impresoras

Utilicemos el método que utilicemos, los formatos de archivo más utilizados en la impresión 3D son los siguientes:

  • 3D Manufacturing Format (3MF): se trata de un formato basado en XML, y el estándar del consorcio 3MF. Almacena en su interior no solo los datos de la forma, sino también del color y el material utilizado.
  • Additive Manufacturing File (AMF): otro formato XML con características similares al 3MF, ya que también almacena como información la forma, el material y el color.
  • Object file format (OBJ): se utiliza como formato de imagen compatible entre varios editores 3D, pero no esta

Estos formatos no son suficientes para poder imprimir un objeto en una impresora 3D, sino que es necesario el uso de programas Slicer, sobre los cuales hablaremos a continuación.

¿Qué es el Slicing para la impresión 3D?

Slicing Impresoras 3D

Las impresoras 3D imprimen los objetos por capas, imprimiendo cada una encima de la otra en un proceso donde cada vez el modelo real va ganando más altura. Al contrario de otros métodos de impresión de objetos no estamos hablando de fundir un objeto en un molde o esculpir sobre una piedra.

Esto hace que sea necesario el uso de software que toma el modelo original y lo convierte en un formato de archivo donde se define como son cada una de las capas que forman el objeto a imprimir. Al proceso lo llamamos Slicing y este tipo de aplicaciones Slicers.

No solamente transforman el modelo en una serie de capas que la impresora 3D puede utilizar, sino que en muchos casos nos permiten ajusta la altura de cada capa, la densidad de llenado, crear incluso soportes para que la estructura 3D se sostenga por si sola por si fuese necesario en medio de la impresión. Por lo que este tipo de software también forma parte del proceso creativo para poder obtener la mejor pieza posible.

¿Cómo comunico mi impresora 3D con el PC?

Pronterface Impresora 3D

Pues de la misma manera que otras impresoras, puedes utilizar una conexión USB, hacer uso de una tarjeta SD donde almacenar los archivos a imprimir e incluso por Wi-Fi. Por lo que su instalación es la misma que la de cualquier otro periférico.

Pero al igual que ocurre con las impresoras convencionales, las impresoras 3D requieren de software para controlar la impresión 3D, nosotros os recomendamos Pronterface, el cual nos permite controlar los diferentes aspectos de esta de manera directa y cómoda. Aparte de ser compatible con Windows, Mac y Linux.

Con esto ya deberías ser capaz de imprimir vuestros modelos en vuestra impresora 3D.