Fabrica Tu Idea - Teoría

TEORÍA

CURSO DE DISEÑO E IMPRESIÓN 3D

Jon Uribarri - Vector Creaciones

FABRICA TU IDEA

06/10/18

• Componentes y funcionamiento de una impresora 3D FDM.
• Mecániza y electrónica de una impresora 3D.
• Materiales.

• Clasificación de las tecnologías aditivas.
• La fotopolimerización.
• Tecnologías de extrusión.

• Breve repaso a la historia de la impresión 3D.
• Tecnologías de fabricación aditivas y sustractivas.
• El movimiento Maker y los Fablabs.

• Industrias.
• Recursos 3D online.
• 3D por escaneos y fotogrametrías.
• Tipos de softwares 3D.

4. La tecnología FDM en detalle

3. Tecnologías de impresión 3D

2. Tecnologías de fabricación

1. Introducción al mundo 3D

TEMARIO

1. INTRODUCCIÓN AL MUNDO 3D

Industrias

Fabricación de repuestos para aeronaves en el espacio.

Investigación Espacial

Esculturas, joyas, calzados, piezas de ropa, etc.

Arte y Moda

Prótesis y órtesis.

Medicina

Maquetas

Arquitectura

Componentes electrónicos, impresión de engranajes,encajes y piezas para complementar el funcionamiento deotros componentes.

Ingeniería

1. INTRODUCCIÓN AL MUNDO 3D

Industrias

Según un estudio realizado por Markets and Markets, el mercado de impresión 3D moverá cerca de 32,7 billones por año hasta 2023, creciendo cerca de un 25% anual.Sin duda, estas cifras son excelentes y abrenpuertas para una serie de mejoras, perfeccionamientos e innovaciones dentro de este área, teniendo en cuenta que es una tecnología en crecimiento y que está lejos de su punto álgido todavía. Si estás pensando en apostar en impresión 3D para su empresa, el mejor momento para empezar es ahora, mientras el mercado aún no está bien establecido. Así, aprendiendo yponiendo en práctica las innovaciones que van surgiendo, podrás aprovechar el máximo potencial presente y futuro de esta tecnología que revolucionará muchos sectores.

Un poco sobre el mercado de la impresión 3D

Conclusión

YouMagine

Pinshape

1. INTRODUCCIÓN AL MUNDO 3D

Recursos 3D online

Thangs

MyMiniFactory

Printables

Instructables

Cults3d

Thingiverse

1. INTRODUCCIÓN AL MUNDO 3D

Escaneo 3D y fotogrametría

La fotogrametría es la técnica cuyo fin es estudiar y definir con precisión la forma, dimensiones y posición en el espacio de unobjeto cualquiera, utilizando esencialmente medidas hechas sobre una o varias fotografías de ese objeto.

Convierte el modelo 3D en un archivo de código G(.gcode) que proporcionará a la impresora 3D todaslas instrucciones necesarias.

Laminado

Utiliza comandos y especificaciones deparámetros para adquirir las diferentes capacidadesde modelado. Estas relaciones se construyen entre sía lo largo de una línea de tiempo y activanconexiones entre ellas.

Directo

Utiliza comandos y especificaciones deparámetros para adquirir las diferentes capacidadesde modelado. Estas relaciones se construyen entre sía lo largo de una línea de tiempo y activanconexiones entre ellas.

Paramétrico

Modelado

1. INTRODUCCIÓN AL MUNDO 3D

Tipos de software

1984. Más tarde ese año, Chuck Hull inventa laestereolitografía (.stl), un proceso de impresión que permite que un objeto en 3D se cree a partir de datos digitales. Se utiliza la tecnología para crear un modelo 3D a partir de una imagen y permite que los usuarios prueben un diseño antes de que se invierta en la fabricación del modelo definitivo.

MODELOS COMPUTERIZADOS EN 3D

2. Tecnologías de fabricación

Historia de la impresión 3D

La historia de la impresión 3D se remonta a 1976, cuando seinventó la impresora de inyección de tinta. En 1984, algunasadaptaciones y avances sobre el concepto de la inyección detinta transformaron la tecnología de impresión con tinta aimpresión con materiales.1980-1981. Dr. Hideo Kodama del Instituto Municipal deInvestigación Industrial, en Nagoya cre primera patente.Abandona el proyecto por presupuesto limitado y pocadifusión1984. Un equipo francés de ingenieros, Alain Le Méhauté,Olivier de Witte y Jean-Claude André, se interesaron por latecnología de fabricación mediante solidificación de resinasfoto-sensibles curadas con luz UV. El proyecto fue presentadoal Centro Nacional de Investigación Científica de Francia(CNRS), pero finalmente no se aprobó, debido, entre otrascosas, a la aparente falta de áreas de aplicación.

FABRICACIÓN ADITIVA CON RESINAS FOTOSENSIBLES

La primera impresora con capacidad de auto replica

2008

El SLS (Sintetización de Láser Selectivo) y la personalización en la fabricación en masa

2006

Open-Source colabora con la impresión 3D

2005

Un riñón 3D en funcionamiento

2002

Órganos de ingeniería traen nuevos avances en medicina

1999

Fabricación de prototipos capa por capa

1992

2. Tecnologías de fabricación

Historia de la impresión 3D

TIMELINE

Comida, casas, obras públicas, robótica, artesanía, etc.

Actualidad

Primer implante de prótesis de mandíbula impresa en 3D

2012

Impresión 3D en oro y plata

2011

Primer avión y coche impresos en 3D

2011

De células a vasos sanguíneos (bio-impresión)

2009

Kits de impresoras 3D DIY entran en el mercado

2009

Gran avance en las prótesis

2008

Lanzan servicios de co-creación

2008

2. Tecnologías de fabricación

Historia de la impresión 3D

La fabricación sustractiva es un término general que engloba a varios procesos controlados de mecanizado y eliminación de materiales. Estos procesos comienzan con bloques, barras o varas sólidos de metal o deplástico a los que se les da forma retirando material de ellos mediante procesos de corte, perforación y amolado.

SUSTRACTIVA

2. Tecnologías de fabricación

Añadir material capa por capa, sucesivamenteuniéndose a la anterior hasta que la pieza está completa.

ADITIVA

Fabricación aditiva y sustractiva

La proliferación de Fab Labs y Makerspacesvaya asociada al desarrollo del movimientomaker, o con la generación de diversas redesque fomenten el hardware y el software libreasí como diferentes vías de conocimientocompartido. Además, los FabLabs sontambién laboratorios ciudadanos quepermiten tanto la innovación social como laorientada a negocios y productoscomerciales. De esta manera, se entrecruzancon otros espacios y tipos de Labs como losHackerspaces (más enfocados a laprogramación y creación de circuitos), losTechshops (cadena de establecimientos muyparecida a los fab labs), los Living labs, losEdu Labs o los Art Labs (donde se fusionantecnología y arte).

2. Tecnologías de fabricación

El movimiento maker y los fablabs

3. Tecnologías de impresión 3D

Clasificación de las tecnologías aditivas

3. Tecnologías de impresión 3D

Fotopolimerización

¿Qué es la fotopolimerización?La tecnología de impresión 3D por fotopolimerización engloba varios procesos que se basan en la misma estrategia básica: un fotopolímero líquido contenido en una cuba (o tanque) se cura selectivamente mediante una fuente de calor. Capa a capa, se construye un objeto físico en 3D hasta completarlo.Los láseres son la base de múltiples tipos dedispositivos de curado, además de la técnica más antigua. Los proyectores de procesamiento digital de la luz e incluso las pantallas LCD son ahora una forma popular de fotopolimerizar materiales, dado su bajo coste y su altísima resolución. Una de las ventajas de estas dos técnicas en comparación con el láser es su capacidad para curar una capacompleta de resina simultáneamente. En cambio, el láser necesita iluminar toda la superficie dibujándola progresivamente.

3. Tecnologías de impresión 3D

Tecnologías de extrusión

Extrusión de material: FFF/FDMLa tecnología FDM (Fused Deposition Modeling), también conocida como FFF (Fused Filament Manufacturer), es la más extendida en el mercado actualmente. Esta tecnología consiste en la obtención de una pieza mediante la deposición capa a capa de un filamento que ha sido fundido al introducirlo en un extrusor el cual lo ha procesado a una temperatura superior a la de su punto de fusión.Existen dos tipos de diámetros de filamento (1.75 mm y 2.85 mm), y la gran ventaja de esta tecnología es la gran variedad de materiales disponibles, su precio económico y la posibilidad de combinarlos permitiendo, por ejemplo, disminuir el postprocesadode retirada de soportes al incorporar en la impresión un material de soporte soluble.Además, el mantenimiento de estos equipos es muy sencillo, limitándose a una calibración de ejes o a calentar el extrusor en caso de que se haya atascado.

4. La tecnología FMD en detalle

Componentes y funcionamiento

4. La tecnología FMD en detalle

Componentes y funcionamiento

¿Qué es el sistema de extrusión?El sistema de extrusión de la impresora 3D se encarga de desplazar el filamento de la bobina a través de una rueda dentada,calentar el filamento hasta fundirlo y extruirlo por la boquilla para crear la pieza.Unidad de alimentación de filamento o “feeder drive”, es el conjunto de los componentes que mueven el filamento:• Motor: hace el trabajo de empujar el filamento del extrusor de la impresora 3D.• Rodamiento de presión: hace presión sobre el filamento contra el engranaje de tracción para que se mueva de forma continua.• Engranaje de tracción: rueda dentada que mueve el filamento cuando el motor gira.

Fusor

4. La tecnología FMD en detalle

Componentes y funcionamiento

• Hot-end: funde el filamento para quesalga por la boquilla.• Sensor de temperatura: da el valor dela temperatura de extrusión.• Boquilla de salida: por donde sale elfilamento fundido. Dependiendo de sudiámetro de extrusión se puede imprimira diferentes resoluciones o alturas decapa.

DIRECTO

BOWDEN

Tipos de extrusores

4. La tecnología FMD en detalle

Componentes y funcionamiento

Electrónica de una impresora

4. La tecnología FMD en detalle

Componentes y funcionamiento

TIPOS DE MATERIALES PLÁSTICOS:

4. La tecnología FMD en detalle

Materiales

• Los termoplásticos son el tipo de plástico que más se usa. La principal característica que los distingue de losplásticos termoendurecibles es su capacidad de soportar numerosos ciclos de fusión y solidificación. Los termoplásticos se pueden calentar y se les puede dar la forma deseada.• Los plásticos termoendurecibles permanecen en un estado sólido permanente después de su curado. Los polímeros en los materiales termoendurecibles se entrecruzan durante un proceso de curado inducido por luz, calor o una radiación adecuada.