Escáneres e Impresoras 3D

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El furor de las impresoras 3D nos muestra lo fácil y práctico que puede ser llevar un modelo 3D (objeto virtual) a la vida, ¿pero qué pasa si quieres replicar un objeto de la realidad? Modelarlo puede ser muy difícil, por lo que los escáneres 3D son la solución ideal.

Escáner 3D

Es un dispositivo que toma datos de un objeto cualquiera y lo convierte en un modelo 3D que luego puedes imprimir o usar para lo que quieras. Normalmente dividen el objeto en muchos puntos pequeños y, guardando datos de la ubicación de cada uno, crean el objeto 3D.

¿Cómo funcionan?

Hay diferentes técnicas, aunque en los escáneres hogareños lo habitual es utilizar una combinación de láser y cámara. El escáner 3D proyecta un láser sobre el objeto que escanea, y la cámara detecta la luz que refleja el láser, sabiendo la distancia a la que se encuentra ese punto. Luego usando un poco de geometría (triangulación) el escáner sabe la ubicación exacta del punto. Este proceso es muy rápido, por lo que un escáner en minutos detecta miles de puntos y crea un objeto 3D.

Cuando un escáner 3D escanea un objeto, toma datos de muchos pequeños puntos con los cuales crea el modelo 3D.

Para tener un modelo 3D completo el escaner debe revisar el objeto desde diferentes ángulos. En el Makerbot Digitizer (uno de los muchos modelos de escáner) por ejemplo colocas el objeto sobre una superficie que gira y se hace solo, aunque en algunos escáneres portátiles tú mismo debes ir “apuntando” diferentes zonas. Un software, que suele venir incluido con el escáner, te muestra cómo va quedando el modelo y permite hacer correcciones. Por último te queda un archivo (por lo general .STL) compatible con cualquier impresora 3D.

Según el escáner que uses puedes tener restricción en cuanto al tamaño de los objetos a escanear, aunque los escáneres portátiles pueden con objetos de hasta 3 metros cúbicos (sí, podrías escanear una persona). Los más avanzados también detectan el color. En cuanto a la demora, no requieren más que unos pocos minutos.

Los escáneres 3D domésticos

Hasta no hace mucho esta tecnología costaba decenas de miles de dólares, ahora los nuevos escáneres hogareños son mucho mas accesibles.

Muchos de estos escáneres, son portátiles, así que conectándolos a un tablet podrías escanear en cualquier lugar.

A continuación encontraras algunos ejemplos de equipos que puedes adquirir:

– Makerbot Digitizer: Es el escáner de la impresora 3D más popular, la Replicator. Su funcionamiento es tán fácil como poner el objeto (no más de 8 pulgadas cúbicas) sobre su superficie giratoria y darle tiempo a que lo escanee, tras lo cual lo puedes mandar directo a la impresora.

– Sense 3D Scanner: El escaner de la impresora 3D Cubify es portátil, por lo que tú debes moverlo sobre el objeto a escanear. Lo bueno es que sirve para objetos grandes, y además detecta los colores.

– Cubik: Este escaner es de los más sencillos, solo debes colocar el objeto a escanear dentro y generará el modelo 3D en pocos minutos. Su problema es que los objetos deben ser pequeños.

¿Son realmente útiles los escáners 3D?

Todo depende del uso que pienses darle. Son ideales para objetos pequeños como fichas de juegos y pequeños adornos. Además ten en cuenta que los objetos brillantes o metálicos son más difíciles de escanear.

Pero su gran potencial está en el futuro. Cuando esta tecnología y las impresoras 3D se popularicen, compartir un objeto a la distancia podría ser tan fácil como escanearlo, mandar el modelo por correo electrónico y que la otra persona lo imprima. Una verdadera revolución tecnológica puede estar muy cerca.

Impresora 3D

Una impresora 3D es una máquina capaz de imprimir figuras con volumen a partir de un diseño hecho por ordenador. Con volumen quiere decir que tiene ancho, largo y alto.

Una impresora 3D lo que realmente hace es producir un diseño 3D creado con el ordenador en un modelo 3D físico (real). Es decir, si hemos diseñado en nuestro ordenador, por ejemplo, una simple taza de café por medio de cualquier programa CAD (Diseño Asistido por Computador), podremos imprimirla en la realidad por medio de la impresora 3D y obtener un producto físico que sería la propia taza de café.

Una impresora 3D es algo mágico, es como si pudiéramos por fin crear objetos de “la nada”. Objetos tan sencillos como una taza de café a objetos mucho más complicados e increíbles como partes de un avión o incluso órganos humanos utilizando las propias células de una persona.

El término impresora como su nombre indica hace referencia a ese objeto que siempre hemos tenido en casa o en la oficina de nuestro trabajo y que, conectado a nuestros ordenadores, es capaz de reproducir documentos almacenados en nuestros ordenadores, fundamentalmente documentos de texto y/o documentos gráficos (en color o en blanco y negro). Con esto podemos conseguir pasar documentos electrónicos a documentos físicos. Pero las impresoras 3d dan un salto más allá y son capaces de imprimir y crear objetos completos.

De hecho, el futuro que nos espera con las impresoras 3d es abrumador. Las impresoras en 3 Dimensiones son la auténtica revolución tecnológica.

   ¿Cómo Funcionan?

Las impresoras 3D lo que hacen es crear un objeto con sus 3 dimensiones y esto lo consigue construyendo capas sucesivamente hasta conseguir el objeto deseado

Supongamos que dibujamos nosotros mismos en un papel el objeto que queremos imprimir, claro con sus 3 dimensiones, después, con un programa de CAD diseñamos ese objeto en nuestro ordenador que sería la segunda figura, y por último separamos ese objeto en capas para ir imprimiendo capa por capa en la impresora de 3 dimensiones. Es decir, de un boceto en papel podemos conseguir un objeto en la realidad con el material adecuado.

El proceso que utilizan estas impresoras para crear el objeto por capas se llama “proceso aditivo“.

Recordemos que existen escáner 3D que nos pueden escanear un objeto y directamente verlo en nuestro ordenador para luego imprimirlo, sin necesidad de tener que dibujarlo con el ordenador. Esto lo hace todavía más sencillo, de hecho con estos escáneres crear un objeto en 3D es casi como hacer una simple foto.

Las impresoras 3d utilizan principalmente 3 tipos de formas de imprimir, lo que da lugar a 3 tipos de impresoras 3d diferentes. Aunque todos los tipos de impresoras 3d utilizan el proceso aditivo, hay algunas diferencias en la forma de construir el objeto.

  Tipos de Impresoras 3D

Adición de polímeros o FDM: Recuerda polímeros = Plásticos. Lo que hace es ir fundiendo un filamento (hilo) de polímero mediante un pico (boca de salida) y depositando capa sobre capa el material fundido hasta crear el objeto sólido. En esta tecnología, el propio material se va añadiendo por capas hasta crear la forma deseada. Las impresoras que emplean esta técnica tienen un coste menor y son las más utilizadas en el ámbito educativo. Esta técnica también se conoce como “Deposición de Material Fundido” o FDM. Es una tecnología que permite conseguir piezas utilizando plástico ABS (similar al material de los juguetes Lego) o bien PLA (un polímero biodegradable que se produce desde un material orgánico).

Por láser: con tecnología láser nos encontramos con dos formas diferentes:

1 SLA : SLA o fotosolidificación significa endurecer un polímero a la luz. Se parte de una base que se sumerge dentro de un recipiente lleno de la resina líquida y va saliendo del recipiente capa a capa. El láser va solidificando la base según va saliendo del recipiente para crear el objeto. Esta técnica también se llama EstereoLitografía. Con esta tecnología se pueden obtener piezas de altísima calidad.

2 SLS : SLS significa “sinterizado de laser de un material”. El material, a diferencia del SLA, está en estado de polvo. El láser impacta en el polvo y funde el material y se solidifica (sinterizado). Es igual que la sla solo que el material en el que se baña la base será de polvo.

Si te preguntas si necesitas ser un experto en programas CAD para poder imprimir en 3D. La respuesta es NO.
No necesitas ser un experto en AutoCad por ejemplo o en SolidWorks para poder crear objetos 3D. En internet hay multitud de programas sencillos y herramientas fáciles que te permitirán hacerlo sin un curso intensivo de Diseño Asistido por Computador y un ejemplo de ello es la herramienta de Google llamada Google SkechUP que ofrece una versión gratuita y está siendo muy popular por ser muy fácil de usar.
Luego existen otras herramientas como el programa gratuito de Blender que tiene características ya más avanzadas.

Material Impresoras 3D

Vamos a centrarnos en los polímeros o plásticos.

– ABS (acrilonitrato butadieno estireno): es un plástico muy tenaz, duro y rígido. Aguanta altas temperaturas y es fácil pintar sobre él. Es muy resistente y presenta una cierta flexibilidad. La impresión con este material necesita de una cama caliente o base de impresión caliente donde se deposita la pieza, para conseguir la estabilidad necesaria. Se pueden obtener bobinas de filamento a partir de los restos de impresión, pero ojo durante la impresión se debe tener una buena ventilación ya que genera gases nocivos. No es biodegradable. Este material es capaz de soportar altas temperaturas.

– PLA (poliácido láctico): es un material que se obtiene a partir de materiales naturales como el almidón del maíz o la caña de azúcar. Es biodegradable y no emite gases tóxicos durante la impresión. No necesita base caliente. No resiste temperaturas tan altas como el ABS, a partir de los 60ºC empieza a descomponerse. No es muy fácil de pintar.

– Laybrick: es una mezcla de varios materiales plásticos y yeso. A partir de él se obtienen piezas con aspecto de piedra arenisca. Se puede pintar y lijar fácilmente.

– Laywoo-D3 : formado por un polímero y un 40% de polvo de madera. Se obtienen piezas con cierto parecido a la madera. Las piezas obtenidas se pueden lijar, serrar y pintar.

– Filaflex: es un filamento elástico con una base de poliuretano y otros aditivos  que le confieren una gran elasticidad. La impresión con este material es lenta. Se utiliza para imprimir zapatillas, prótesis, carcasas para teléfonos móviles, etc.

¿Qué Objetos se Pueden Hacer con las Impresoras 3D?

¿Qué Objetos se Pueden Hacer con las Impresoras 3D?

Son múltiples y variados. Objetos caseros, maquetas, alimentos, componentes espaciales, prótesis, órganos humanos, etc. Digamos que todo lo que puedas “crear” por ti mismo podría imprimirse en 3 dimensiones. Nada se resiste a las impresoras 3D.

Es lógico pensar que estas impresoras están diseñadas para objetos pequeños pero nada más lejos de la realidad ya que existen impresoras de grandes dimensiones que pueden incluso imprimir un edificio por piezas con sus muebles incluidos.
La propia NASA enviará una de estas impresoras 3D a la Estación Espacial Internacional para que los astronautas puedan fabricar piezas que consideren necesarias en el espacio.

Incluso se pueden fabricar casas mediante impresoras 3D. En china ya se ha fabricado una villa entera en tan solo unas decenas de días. La villa se fabricó por módulos en la fábrica y luego se trasladó al lugar designado para la villa y se ensamblo.

¿Futuro de las Impresoras 3D?
El futuro de las impresoras 3D es prometedor y a partir de ahora empezaremos a estar más familiarizados con ellas y también es posible que podamos hacernos con una a un precio razonable.
¿Hemos llegado ya hasta este punto? Si, esa es la realidad, los humanos ya podemos hacer estas cosas que hasta ahora nos parecían de ciencia ficción! Podemos decir ya que estamos siendo testigos de la 3º Revolución Industrial de nuestra historia por ésta y muchas otras tecnologías.

Fuente: areatecnologia.com

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