8 aspectos a tomar en cuenta al comprar tu primera impresora 3D

El sector de las impresoras 3D personales está en franco crecimiento en todas partes del mundo. Una gran variedad de opciones en el mercado nos puede confundir un poco a la hora de tomar una decisión de compra: tamaños, precios, prestaciones, soporte son algunas de los factores que más se comparan a la hora de escoger. Pero que es lo realmente importante a la hora de escoger? A continuación te resumimos los 7 puntos clave que debes tomar en cuenta a la hora de adquirir tu primera impresora 3D.

1. Extrusor: La parte caliente del extrusor se llama «hotend» y es la pieza más importante de la impresora. Es allí donde la ingeniería pone todo su empeño para lograr impresiones más confiables y precisas. Los hotends 100% de metal son la tendencia este año 2014. De esta manera se pueden lograr temperaturas muy altas para trabajar materiales como el Policarbonato o el Nylon, además de soportar largos períodos de impresión en PLA o ABS sin la preocupación de estropear las partes internas de Teflón.

Los agujeros de la boquilla de extrusión pueden ir desde 0.25 – 0-5mm. Agujeros más pequeños permiten imprimir detalles más pequeños, pero se incrementan los tiempos de impresión y la dificultad de configuración. Una boquilla de 0.5mm es un buen comienzo.

Un extrusor doble te permitirá crear piezas con material de soporte removible, o piezas bicolor. Es una opción avanzada que incrementa los costos considerablemente pero que seguro valdrá la pena si imprimes muchas piezas con formas curvas, como figuritas, o elementos arquitectónicos.

2. Plataforma calefactada: Son obligatorias si se desea mejorar la adherencia de las piezas. La incorporación de este elemento permite la impresión con ABS y mejora la adherencia de otros materiales, pero incrementa los costos de la impresora al requerir una fuente de alimentación de mayor amperaje.

3. Espesor del filamento: Existen dos presentaciones de filamento en el mercado, de 1.75mm y de 3mm. Cada fabricante decide que tipo de filamento se usará con sus máquinas. El filamento de 1.75mm está comenzando a ganar mercado debido a su mejor compatibilidad con boquillas de diámetro pequeño, que permite mejores resoluciones. El de 1.75mm necesita mejores condiciones de fabricación y tiende a ser un poco más costoso que el de 3mm. Sin embargo el filamento de 3mm es muy utilizado aún y va muy bien en boquillas de hasta 0.4mm.

4. Costo del material: La posibilidad de usar bobinas de filamento genérico es sin duda un gran ventaja que nos permite ahorrar en consumibles. Los «cartuchos» propietarios siempre son más costosos pues el fabricante garantiza la calidad y la compatibilidad con sus máquinas. QUizá la mejor combinación puede ser la de poder utilizar ambos. Es cuestión de gustos…y de bolsillos.

5. Impresión independiente: Pregunta por las características de conectividad de tu impresora. Nadie quiere tener que dejar el portátil conectado durante 8 horas mientras se termina un trabajo de impresión. Lo ideal son las impresoras con paneles de control independientes con capacidad para imprimir desde una memoria USB, tarjeta SD, ó incluso  WiFi.

6. Volumen de impresión: Las dimensiones de la bandeja de impresión restringen el tamaño máximo a imprimir…quizá no parezca muy importante al principio, pero a medida que te involucres en el tema desearás unos centímetros más para poder fabricar más piezas a la vez, o piezas más grandes. En general las dimensiones promedio están alrededor de 20x20cm con alturas similares. Si consigues algo mayor que esto, seguro que irás muy bien!

7. Soporte local: Algo que te puede dar tranquilidad es tener asesoría en tu propio idioma y una sede física a la que puedas acudir en caso de tener algún problema técnicos. SI no consigues fabricantes locales de impresoras 3D siempre puedes optar por incluir una garantía sobre desperfectos. También podrías fijarte si la empresa posee una buena plataforma web y/o tiene una nutrida comunidad de usuarios en los foros.

8. Velocidad: La velocidad es relativa y depende de factores como la resolución que se escoja, la rigidez de la estructura, el peso total del cabezal de extrusión, y otros. Muchas empresas publicitan la velocidad como ventaja, pero hay que ser cautos. Unos 50-80mm/seg de velocidad del cabezal de impresión son el promedio actual. Hay empresas que ofrecen hasta 200mm/seg, pero sólo las demostraciones en vivo pueden permitirnos verificar que las resoluciones no se vean muy afectadas.

En general es difícil conseguir todas las ventajas en una sola máquina. Dependerá de tus necesidades y de tu presupuesto. Por supuesto el precio será siempre un factor importante, respecto a esto ten en cuenta que las impresoras importadas deberán pagar los costos de envío y los impuestos de entrada a tu país, que pueden llegar a ser bastante altos.

Democratizar la manufactura en cuatro pasos

Un nuevo modelo de manufactura está emergiendo estos días…hablamos mucho de democratizar la manufactura y de impactar la vida de las personas…pero de que se trata todo esto que suena más a dialéctica electoral que a tecnología?

Veamos, democratizar la manufactura consiste en dar a todos la posibilidad de utilizar máquinas de fabricación avanzada. Como se logra esto? Es realmente posible hacerlo? Estamos convencidos de que sí es posible pero debe lograrse una serie de cosas:

1-    Disminuir radicalmente los costos de las máquinas para hacerlos accesibles a la gente… eso ya está ocurriendo. Las impresoras 3D hace unos años costaban miles de dólares, pero hoy día se consiguen por $1000 o menos…y seguirán bajando de precio, tal cual como ocurrió con las computadoras en su momento.

2-    Las máquinas deben ser fáciles de usar por la gente, amigables y deben ser percibidas como un «electrodoméstico» más en el hogar. Tiene mucho que ver con los gustos de las personas y con la manera como piensan y perciben las cosas.  Por otro lado se busca que los problemas complejos se resuelvan con un simple botón…todos queremos que imprimir sea tan fácil como tomar una fotografía en nuestro teléfono o imprimir un documento en una impresora 2D. Software como Repetier Host han facilitado mucho las cosas gracias a su interfaz gráfica.

3-    Las máquinas deben tener buena resolución y permitir a los usuarios fabricar piezas con buena calidad y apariencia, que puedan regalar a sus amigos, llevar consigo y/o utilizar en cualquier situación.  Este aspecto es netamente técnico y es el que más trabajo requiere por parte de la comunidad de makers y por las empresas. Actualmente el promedio de resolución es de 0.1 – 0.3mm pero otras tecnologías como SLS o SL tienen mejores resoluciones y podrían bajar de precio en los próximos años.

4-    Los usuarios demandan máquinas que puedan materializar cosas muy rápido, al ritmo de sus necesidades momentáneas. Las velocidades típicas de fabricación actual están alrededor de 30 – 60mm/s …es decir unas 4 horas por pieza mediana. Esto podría mejorar en el futuro con tecnologías como la DLP que solidifica capas completas en cuestión de segundos ahorrando tiempos considerables.

Chris Anderson en su libro «Makers» nos habla del nacimiento de nuevos modelos de empresas dedicadas a vender «poco de mucho». Esta será la era de la personalización de los productos y la fabricación a demanda que ha comenzado gracias al abaratamiento de tecnologías como la impresión 3D.

Todo sobre la impresión 3D a color

Algo que siempre nos preguntan es sobre la posibilidad de imprimir en varios colores, con escalas degradadas, o en alguna tonalidad específica. Por eso queremos explicar un poco acerca del estado en el que se encuentra esta tecnología.

Aunque la impresión a color existe hace tiempo en los modelos comerciales más costosos , aún no está disponible para las impresoras económicas derivadas del proyecto RepRap. Estos modelos costosos trabajan con tecnologías distintas, que no son compatibles con la extrusión de filamento (FDM ó FFF). Utilizan una mezcla de polvos plásticos y tinta de cartucho convencional para colorear las piezas en el momento que se imprimen.

Sin embargo existen algunas técnicas que permiten lograr acabados más llamativos a los que se logran actualmente, y otras están en pleno desarrollo y prometen a futuro. Estas técnicas son conocimiento colectivo desarrollado por el movimiento RepRap y están en constante movimiento…esperamos que las puedan poner en práctica:

1. El método del cambio de filamento: Este método está al alcance de cualquiera pues solo requiere disponer de dos o mas colores del mismo tipo de filamento y se puede llevar a cabo con un solo extrusor. Una vez comienza la impresión se debe estar atento al punto en el que se quiere introducir un nuevo color para pausar el trabajo e introducir el nuevo filamento. La tarea se puede repetir tantas veces queramos. El resultado son piezas multi colores por capas.

Desventajas: Hay que tener un programa de impresión que acepte el comando pausa. La reanudación puede dar problemas. La coloración es por capas completas.

2. Un método bastante creativo consiste en colorear el filamento: Este método que fue difundido por RichRap, el famoso colaborador de RepRap, consiste básicamente en introducir parte del rollo de filamento en una solución con simple colorante de ropa para obtener tonalidades psicodélicas que aunque son difíciles de controlar y predecir producen unos resultados bastante llamativos en las piezas. Utiliza un solo extrusor y no requiere pausar la impresión. Además los tintes son fáciles de conseguir .

Desventajas: Sólo funciona para Nylon. Los tonos son poco controlables.

3. Otro de los método más populares es el uso de varios extrusores: Es el estándar actual para la impresión 3D de partes bicolor controlada directamente por código. Incluso RepRapPro está comercializando un kit que permite imprimir en tres colores con tres extrusores simultáneos.

Desventajas: Costoso. Los cabezales de extrusión se hacen muy voluminosos.

4. Pero definitivamente la técnica que más expectativas ha creado es la mezcla de colores: Este método funciona de manera similar a la mezcla de tintas en una impresora de papel, pero lo hace con plástico fundido. En teoría podría lograrse cualquier color a partir de los colores primarios. Los proyectos abiertos más conocidos son el de RichRap y algunos dirigidos por el propio Adrian Bowyer, padre del movimiento RepRap. La mala noticia es que todo es muy experimental aún!

Desventajas: Software muy inmaduro. Se requiere una estandarización de los filamentos para garantizar los tonos.

5. El método más accesible para cualquiera que quiera piezas coloreadas es definitivamente pintar las piezas manualmente: Para ello basta con aplicar directamente sobre el PLA ó el ABS unas capas de pintura acrílica con base de agua. Sin embargo, si quieres una acabado más «profesional» podrías plantearte trabajar con ABS y suavizar las líneas de impresión exponiendo las piezas a vapor de acetona para posteriormente aplicar una pintura base, de las que se utilizan para piezas plásticas de automóvil (casi todas son de ABS). Con eso lograrás mejor adherencia.

Desventajas: Es un trabajo artesanal que requiere destreza y paciencia.

La impresión 3D a color de bajo costo no llegará hasta dentro de algunos años. Mientras tanto se sigue produciendo la entrada al mercado de la impresión 3D monocromática. Para cuando esta tecnología este difundida en el mercado masivo es probable que ya tengamos disponible una versión «full color». Ya veremos.

Software de rebanando para impresión 3D

El hardware abierto ha permitido el acceso a la tecnología de fabricación a muchas personas alrededor del mundo…es un fenómeno global reconocido por algunos como la tercera revolución industrial. Sin embargo el éxito del movimiento no hubiera sido tal sin el acceso libre a software de calidad capaz de realizar las complejas tareas digitales  del proceso de impresión 3D.

Partiendo de los modelos digitales creados en algún programa de diseño CAD, se requiere llevar  acabo un proceso llamado «rebanado», para obtener «lonchas» digitales muy delgadas. Cada «loncha» es un plano bidimensional que será fabricado y apilado por la impresora hasta obtener el objeto sólido. Este método está basado en complejas ecuaciones matemáticas que son realizadas por software especialmente diseñado para ello. Actualmente existen varios desarrollos open-source disponibles en la web, como Slic3r, Skeinforge, Kisslicer y Cura.

En nuestra experiencia, el software Slic3r desarrollado por Alessandro Ranelucci es el más sencillo y refinado, con la posibilidad de configurar perfiles independientes para materiales, impresoras y parámetros de impresión. Es apto tanto para aprendices como para los usuarios más avanzados. Es quizá el software de rebanado de uso más extendido y el que más soporte tiene a través de los foros de discusión en la web. Uno de sus puntos débiles a nuestra manera de ver, es la generación de material de soporte, que tiende a ser excesivo y difícil de remover algunas veces.

Skeinforge es un rebanador escrito en lenguaje Phyton que fue muy utilizado al comienzo de Reprap. Tiene una gran versatilidad a la hora de opciones de configuración, lo que al mismo tiempo lo hace complejo y poco amigable para principiantes. Su instalación es un poco engorrosa y se ha quedado rezagado en actualizaciones. Sin embargo, los usuarios avanzados gustan de experimentar con sus infinitas opciones avanzadas de configuración.

Kisslicer por su parte se está consolidando como una alternativa sólida sobre todo por la excelente gestión del material de soporte, cuya cantidad puede ser «ecualizada»  mediante una barra deslizante, además de ser fácil de retirar y afectar poco la estética de las piezas finales. Recomendado para piezas con formas orgánicas.

Cura es el caballo de batalla de Ultimaker, la famosa impresora 3D open-source derivada del proyecto Reprap. Cura es más flexible a la hora de cargar y procesar objetos grandes y complejos, lo que es un plus que se agradece…incluso puede obviar «pequeños» errores en la pieza, cosa que en algunos casos no ocurre con Slic3r (nuestro software casi por defecto). Como limitante, sus opciones de configuración no son tan extensas como las de los otros programas.

En fin, cada uno de ellos tiene sus ventajas y desventajas y es decisión final del usuario en función de sus gustos y necesidades.

Todo el mundo será diseñador de productos!

Recuerdo cuando las fotografías de los celulares no alcanzaban 1 Megapixel y la edición de fotos y video era una tarea para profesionales. En pocos años la tecnología ha evolucionado y hoy día esas tareas complicadas de diseño vienen empaquetadas en software de computador y aplicaciones móviles. Quien no ha montado una foto «filtrada» en Instagram, o una presentación animada en Prezi, o para los más conocedores, un pequeño video familiar de manera sencilla con IMovie.

Estos días comienza a ocurrir lo mismo con el diseño digital de productos. El manejo de software de diseño asistido por computadora (CAD) es una de las áreas que más se está abordando desde las empresas de servicios de impresión 3D, buscando educar al usuario para que aprenda a crear sus propios diseños personalizados de una manera ridículamente fácil y rápida…sólo con pinchar y arrastrar formas en la pantalla de su computador, tablet o smartphone.

Actualmente los usuarios de las carreras de diseño, ingeniería y manufactura, son los que más utilizan los sistemas de impresión 3D, porque tienen conocimiento de software CAD. Pero con la simplificación del software está surgiendo un número creciente personas que no pertenecen a carreras técnicas y que ya empiezan a dominar herramientas básicas de diseño. La expansión del software de diseño libre (como Blender, TinkerCAD, OpenSCAD ó Sketchup) y las aplicaciones móviles (123D Design, Sculpt) ya comienzan a crear interés en estos usuarios no especializados en el diseño.

Por otro lado, aquellos que no están interesados en aprender CAD y simplemente quieren ver sus ideas materializadas, comenzarán a hacer cada vez más uso de los servicios de impresión en línea, o a buscar y descargar objetos digitales ya diseñados de su interés en webs como Thingiverese o Youmagine para luego llevarlas al kiosko de impresión 3D más cercano. Los archivos de fabricación (STL) serán muy populares.

El diseño se ha vuelto viral

El intercambio de diseños digitales en comunidades virtuales ha creado una nueva cultura de diseño. Individuos motivados por su interés de colaborar con la resolución de los problemas de otros ayudan a crear verdaderas redes orgánicas de diseño en línea. Las curvas de desarrollo tecnológico de los productos se han acelerado gracias a estos esquemas desestructurados… Es un nuevo tipo de diseño multifragmentado, a costes muy bajos y con un alcance público y global.

El futuro del diseño de productos

La consolidación de «la nube» en internet, el movimiento maker, la proliferación del open hardware y software y el aumento en la capacidad de cálculo de los computadores, han acercado el diseño digital de productos a la gente. Cualquiera podrá diseñar objetos sencillos y funcionales, y compartirlos con el mundo para que cualquiera pueda imprimirlo, editarlo, mejorarlo y re-compartirlo. Es la era de la colaboración anónima en espacios virtuales.

Como esquema de negocio, tanto diseñadores profesionales como autodidactas están rentabilizando pequeños espacios de comercialización de diseños digitales en webs como Shapeways, Cubify, Turbosquid ó GrabCAD.

Nuestros estudios indican que una gran cantidad de personas adoptarán la impresión 3D en los próximos años, por lo que el «Diseño para Impresión 3D» será definitivamente un nicho en expansión. Quizá te interese!

¿Por qué es tan fabulosa la impresión 3D respecto a otros procesos?

En el 2013 la impresión 3D se ha expandido como un virus mundial y ahora parece que está dondequiera que miremos…Huesos, órganos humanos, ropa, drones, casas y hasta esculturas de chocolate son algunos de los objetos más curiosos e inverosímiles que hemos visto aparecer estos dos últimos años. Pero por qué ocurre esto ahora y cuál es la ventaja de la impresión 3D respecto a otros procesos súper sofisticados existentes?

Voy a resumirlo en tres frases: la complejidad es gratis, residuo cero, bajo costo.

1. La complejidad es gratis. Una impresora 3D construye cualquier objeto, por muy complicado que sea, a partir de un montón de «rebanadas» que son como planos en papel sencillos de leer y ejecutar. Las máquinas súper sofisticadas actuales como los centros de mecanizado por CNC esculpen bloques de material y tienen un potente software que debe calcular primero la trayectoria, tipo y velocidades de las herramientas de corte a utilizar, pero además debe hacerlo sin tropezar con lo que ya está mecanizando…súper sofisticado=súper complicado.

Compleja trayectoria en mecanizado CNC

La impresión 3D en cambio, se olvida de la complejidad de esos cálculos tridimensionales, y sólo realiza sencillos cálculos bidimensionales, haciendo todo más rápido y más barato. Punto para la impresión 3D!

Rebanado bidimensional de piezas complejas

2. Residuo cero. La impresión 3D es un proceso de manufactura ADITIVA, eso quiere decir que coloca material donde lo necesita para crear la pieza en la justa cantidad necesaria. Los procesos de mecanizado tradicionales se basan en cortar un bloque de material para esculpir la pieza…con muy poco aprovechamiento y gran cantidad de desperdicio, haciendo el proceso más costoso y contaminante. Es verdad que en algunos casos la impresión 3D requiere material de soporte que se debe retirar, pero las buenas noticias son que se puede reciclar y reutilizar. Resultado: impresión 3D más amigable con el ambiente.

3. Bajo costo. Gran parte del boom de la impresión 3D se ha debido a que la base técnica es hardware de código abierto, desarrollado y difundido por la gente del proyecto RepRap en todos los rincones del mundo. La primera RepRap «Darwin» es la bisabuela de todo el ecosistema actual de impresoras 3D de bajo costo, entre las que se cuentan las famosas MakerBot, las Ultimaker, las Printrbot, las Solidoodle y por supuesto todas las demás versiones derivadas del movimiento como Prusa, Tantillus o Mendelmax.

No hay que ser un experto para predecir que en los próximos años los precios de las impresoras 3D seguirán bajando y la tecnología mejorando. Aunque están los menos optimistas que piensan que la impresión 3D se estancará en un punto al no satisfacer las altas expectativas que han creado los medios. …sólo el tiempo lo dirá.

Materiales de impresión 3D: descripciones, diferencias y costos

Pieza normal vs pieza con contracción

Las impresoras 3D funcionan con filamentos de plástico que se venden en versiones de 3mm o de 1,75mm de diámetro. En general vienen presentados en bobinas de 1Kg o 2Kg y deberían ir sellados para evitar que absorban humedad antes de llegar a nuestras manos. Los dos principales plásticos utilizados hoy día en impresión 3D personal son el ABS y el PLA.

El PLA es un plástico «verde» hecho 100% a partir de recursos renovables, como el maíz, la remolacha y el trigo. El ABS en cambio viene del petróleo. Ambos materiales tienen sus ventajas y desventajas, vamos a verlas:

En primer lugar, debes tener en cuenta que en general todas las impresoras pueden imprimir PLA, pero sólo algunas ABS pues necesitan ciertas configuraciones adicionales. Ten esto en cuenta!

El ABS tiene sus ventajas: se pueden obtener mejores acabados y nivel de detalle, es más resistente a los impactos y resiste mejor las temperaturas….suponiendo que vayas a fabricar una pieza para tu impresora que esté cerca de la zona de calor, o una que este cerca de la cocina…la mejor opción sería ABS. Si por el contrario tu pieza no va a estar en presencia de calor, vete con el PLA.

El principal problema del ABS es que tiende a contraerse cuando se enfría, lo que complica un poco la impresión pues puede deformar piezas grandes e incluso despegarlas de la plataforma en plena impresión…para remediar esto se debe tener una plataforma calefactada (proporcionada por el fabricante) y crear una «aleta» alrededor de la base de la pieza para que aumente el contacto (es una opción en el software). Con el PLA esto no ocurre, o por lo menos es despreciable.

Plataforma calefactada

Ejemplo de «aleta» para aumentar la adherencia

El ABS se imprime a unos 230C y el PLA a unos 170C. Lo que significa más tiempos de espera entre cada calentamiento/enfriamiento para el ABS.

En el caso del PLA es recomendable instalar un pequeño ventilador sobre el extrusor que enfríe las capas y las solidifique para evitar escurrimiento de la pieza pues tiende a enfriarse muy lentamente. En el ABS esto no es tan necesario.

Respecto al costo, ambos materiales están en el mismo rango de precios…entre unos 20$ – 45$ dependiendo de la calidad, proveedor, color, etc. Toma en cuenta que con 1Kg. podrías imprimir unas 100 piezas medianas.

En fin, la selección del material depende de la pieza y de la capacidad de tu impresora….ambos ABS y PLA fabrican piezas resistentes y llamativas para que materialices tus ideas!