Impressores 3D

Bon dia, bona tarda o bona nit!

El passat mes de gener vàrem anar amb els del Punt Omnia a visitar l'Espai Social de Fabricació de l'Associació Anadromes. Allà vàrem adquirir un seguit de coneixements bàsics sobre les anomenades impresores 3D. M'havia quedat pendent explicar-vos a tots allò que ens van explicar així que aprofito es vacances per fer-ho.

Algunes observacions inicials 3D

Però abans comencem per allò que tenen en comú totes. Semblant a la forma de fer de les impressores de paper de sempre, hi ha un "injector" que es mou i és el responsable que la substància (la tinta en les de paper, el plàstic en les 3D), caigui al lloc exacte on ha  de caure per realitzar la composició.

Una de les primeres coses que ens sobten, en veure una impressora 3D funcionar, és que sigui la superfície on s'ha de crear la figura allò que es mou. Mentre que l'injector de plàstic es desplacen de dreta a esquerra sobre la mateixa línia. Però fet i fet, no és el també el paper (la superfície on es plasmen els nostres documents), allò que més s'ha de desplaçar quan imprimim, mentre l'injector de tinta es mou sobre el mateix eix. Es tracta del mateix principi, només que, en comptes de tinta, fem servir plàstic i en comptes de plasmar-ho en paper, es col·loca a sobre d'una superfície plana.

El nom d'impressores 3D és un nom comercial. De fet es diuen màquines de fabricació additiva, ja que allò que fan en realitat és anar afegint el material (aquest tipus de plàstic) de manera superposada capa rera capa.

Resolució

Quan parlem de resolució en la impressió 3D, estem fent referència a l'alçada que tindrà cadascuna de les capes successives que formen la figura. Queda clar que, com més fina sigui aquesta capa més resolució tindrà l'objecte i per tant serà un objecte més detallat.

Per exemple, una capa pot tenir 0,1mm d'alçada.

Important!

Aquestes màquines no estan pensades com a mitjans de producció massiva, ja que la impressió és un procés força lent.

Tampoc produeixen peces  perfectes en el sentit que no complirien els estàndards  de qualitat exigits als productes destinats a la venta.

La veritable utilitat d'aquest tipus d'impressores és que faciliten la creació de peces model, que es podran comprovar i tornar a fer manera fàcil, a molt més baix preu que la producció tradicional de peces de prova, consistent en l'elaboració de motlles per a cada peça nova, abans de comprovar si aquesta s'ajusta a l'objecte esperat.

Les impressores 3D d'ús personal van fer la seva aparició als anys 90 però va ser a l'any 2003 quan la seva popularitat va començar a créixer de forma exponencial.

A més, són força assequibles i les podem obtenir per uns preus que oscil·len entre els 500  i els 1000 euros.

Les impressores 3D han esdevingut una part indispensable de l'elaboració d'un producte.

Tipus d'impressores 3D

Sembla ser que hi ha tres tipus d'impressores 3D en funció de la tecnologia que fan servir a l'hora de construir els objectes. En funció del tipus d'objectes que volem obtenir, ens serà més convenient fer la impressió amb un tipus o un altre d'impressora.

FFF (Fused Filament Fabrication)

Aquest primer tipus és el més comú en usuaris domèstics i les que vàrem veure a la nostra visita pertanyen a aquest grup. Malgrat això també poden tenir usos professionals.

Aquesta tecnologa consisteix en un injector que va aegint un filament per a cada capa com si es tractés d'una "mànega de pastisseria".

El principal problema qe presenten és que no facilita que es puguin fer impresions d'objectes amb parts que sobresurtin fora de la primera capa. Això es deu a que el material que deixen anar ha de caure a sobre de la darrera capa i, si en aquell punt no hi ha res, continua caient, ja que la seva solidificació no és tant immediata com es voldria.

La gravetat fa caure el filament al lloc indicat per tant si volem fer una T l'haurem d'imprimir invertida, ja que els dos laterals vulguem o no aniran a parar a baix del tot.

SLA (Esereolitography)

Aquest cop ens trobem davant d'una màquina destinada a un ús professional. Aquesta tecnologia fa servir un tipus de resina com a material, en comptes de plàstic. Un làser s'encarrega d'escalfar aquesta resina, aconseguint que s'endureixi. Llavors en comptes d'anar abocant material, el làser va endurint aquells punts necessaris per donar forma a la figura.

Amb aquesta tècnica s'aconsegueixen figures de gran detall.

El làser va solidificant aquells punts necessaris per donar forma a la figura.

SLS (Selective Làser Sintering)

És la tecnologia més utilitzada a nivell professional. Fa servir pols de poliamida (També es pot fer servir pols metàl·lic), que es va afegint per capes molt fines i el làser s'encarrega d'anar-lo solidificant allà on cal. 

Amb aquesta tècnica, s'aconsegueix que es puguin deixar espais amb pols sense solidificar, permetent que es puguin imprimir peces ja acoblades.

Amb aquesta tecnologia primer es dona forma a la figura desitjada i després es buida d'aquell material que no s'ha solidificat.

La idea és que es van afegint capes d'aquest pols i per tant la figura va creant-se i solidificant-se deixant espai per a la següent capa.

A diferència de les màquines de tipus SLA, les SLS van afegint capes de material a mesura que el làser va acabant de solidificar la capa en la que es troba treballant i aquestes capes fetes descendeixen a l'espera de rebre una capa nova.

El resultat són impressores de gran qualitat molt útils per a treballs professionals d'enginyeria.

Exemple de topall de porta dissenyat per ordinador i imprès mitjançant una impressora 3D.

Com que s'ha fet servir una impressora del tipus FFF, s'ha hagut d'imprimir en dues peces separades. Amb una impressora del tipus SLS s'hauria pogut fer d'una solo vegada.

Conclusions

Hi ha per tant una infinitat d'utilitats i d'objectes que podem obtenir mitjançant aquest tipus d'impressores. Arrel de la popularitat i del baix preu (per alguns), que han adquirit aquestes màquines, en especial les de tipus FFF, han anat sorgint moviments com el moviment Maker. Aquest col·lectiu proposa l'ús de les impressores 3D com a mitjà per a la creació d'objectes d'ús quotidià i la reparació dels mateixos. Així com fomentar la cooperació entre els seus membres per obtenir peces i dissenys que puguin ésser útils per a la resta.

Com a exemple, a la nostra visita ens vàrem mostrar un llum que tenia el peu trencat. Aquest va ser substituït per una peça dissenyada i impresa allà mateix. Potser, de vegades, seria més barat comprar una peça nova o fins i tot un aparell nou, però la satisfacció d'haver estat de dissenyar i reparar l'objecta forma part de l'essència d'aquest moviment.

Exemple d'objectes que vàrem poder apreciar al taller.

Si mai us animeu a dissenyar qualsevol objecte per imprimir-lo haureu de fer servir un programa de disseny que sigui capaç de generar fitxers .stl o .wrml (segons si volem imprimir en un sol color o farem servir diferents colors). Aquests tipus de fitxers són els que proporcionen a la impressora les coordenades per a cada capa.

Podeu fer servir qualsevol d'aquests programes gratuïts per iniciar-vos en la creació d'objectes tridimensionals:

GoogleSketchUp
123D

Per anar a la pàgina oficial d'aquestes aplicacions només cal que feu clic a sobre del seu nom.

Fins aquí la lliçó d'avui. Us recordo a tots que estic de vacances però sempre tinc espai per contestar les vostres preguntes. Espero que passeu unes bones vacances i que torneu amb les piles carregades.

Ens veiem a classe!