Ejercicio 5. Instrucción difference

En el diseño de piezas con OpenSCAD podemos realizar taladros utilizando la instrucción difference.

1. Abre un archivo nuevo. Introduce la instrucción “cylinder(r=20,h=20,$fn=100);". Pulsa F5 y podrás ver el cilindro.
2. Introduce a continuación la instrucción de un nuevo cilindro. En este caso más pequeño, de radio 8 mm y altura 80 mm: “cylinder(r=8,h=80,$fn=100);". Pulsa F5 (figura 6).
3. Observa cómo quedan un cilindro sobre otro. Modifica la instrucción anterior para incluir el parámetro center=true y el cilindro pequeño quedará centrado en el origen de coordenadas: “cylinder(r=8,h=80,$fn=100, center=true);" (figura 7).
4. La instrucción difference resta una figura de la otra. Para ello, sitúate al comienzo del programa y escribe “difference(){", y al final del programa incluye una llave de cierre (}). Las llaves indican que la instrucción difference se aplica a las piezas que están incluidas entre ellas. Pulsa F5 y observa el resultado (figura 8).
5. Guarda el archivo como UD03_P1_E5_nombreapellido.scad. En la figura 9 se incluye el programa completo, por si lo necesitas.

Ejercicio 6. Unión de piezas

En OpenSCAD, la instrucción union permite unir varias piezas para poder trabajar con ellas como si fuesen una sola.

1. Crea un prisma triangular de lado 40. Para ello, teclea la siguiente instrucción: “cylinder(r=40,h=50,$fn=3);". Pulsa F5.
2. Crea ahora un prisma hexagonal de lado 20 y altura 200. Sitúalo en el origen de coordenadas. Hazlo con la instrucción “cylinder(r=20,h=200,$fn=6,center=true);". Pulsa F5. Observa el resultado (figura 10).
3. Sitúa el cursor al comienzo del programa e introduce la instrucción “union(){", y al final del programa incluye una llave de cierre (}). Las dos piezas quedan unidas en una sola. Pulsa F5.
4. Vuelve a posicionarte al comienzo del programa e introduce ahora la instrucción “rotate(60,0,0)" para que rote la pieza. Pulsa F5 y observa que lo hace como una única pieza (figura 11).
5. Documenta la práctica con la instrucción “//--ejemplo de unión".
6. Guarda el archivo como UD03_P1_E6_nombreapellido.scad. En la figura 12 se incluye el programa completo.
7. Para poder imprimir los diseños creados con OpenSCAD, hay que pulsar F6, acceder al menú Archivo y en el menú Export seleccionar la opción Exportar como .STL. Esto guardará en tu ordenador el archivo necesario para el programa laminador. Crea los archivos STL de todas las piezas construidas en esta práctica.

Ejercicio 1. Instalar el programa

Entra en https://ultimaker.com y, en el menú Products, accede a Software para seleccionar Ultimaker Cura con la versión que se adapte a tu sistema operativo. Sigue los pasos que te indica el programa para instalarlo en tu ordenador.

Ejercicio 2. Ajuste del programa

1. Abre el programa Cura. En primer lugar te indica que selecciones el idioma; elige el inglés (no está disponible en castellano).
2. Selecciona a continuación la impresora 3D que vas a utilizar (figura 19); esto dependerá de la que tengas disponible en tu centro (en nuestro caso, la impresora es una Prusa i3). Cuando finalices este proceso aparecerá la pantalla inicial de Cura.
3. Accede al menú Open file y selecciona el archivo STL del cubo que creaste en la práctica 1.
4. En el lado derecho de la pantalla, haz clic en Prepare para calcular el tiempo que durará la impresión y la cantidad de plástico necesaria (figura 20).
5. En Print setup, haz clic en Custom (figura 21). En Quality, cambia el valor que aparece para Layer height por 0.1. Haz clic nuevamente en Prepare para que el programa recalcule el tiempo necesario para imprimir la pieza. La opción Layer height modifica el diámetro del hilo de plástico que sale de la boquilla. La opción mínima es 0.1, que es la que proporciona acabados de mayor calidad.
6. En la misma pestaña, ahora en Infill, en el apartado Infill density indica 90%. Observa el resultado. El tiempo de creación de la pieza ha aumentado, y también la cantidad de plástico necesario para crearla. La opción Infill density indica a la impresora cómo rellenar los espacios del interior de la pieza. Las impresoras 3D están diseñadas para optimizar el uso del material y evitar hacer piezas macizas si no es necesario. Si señalas 90% estás indicando que el 90% del interior de la pieza esté relleno con material plástico, con lo que la pieza será más pesada. En muchas ocasiones, no es necesario un porcentaje tan elevado. En el caso de nuestro cubo, un 20% sería la cantidad adecuada.
7. En el apartado Speed, cambia el valor de Print speed a 20. El tiempo de impresión aumentará. Modifica también la temperatura de impresión yendo, en el apartado Material, a Printing temperature. Para este tipo de impresoras los resultados son mejores a 220 °C. En estas condiciones, la pieza tarda más de tres horas en imprimirse, pero la impresión es de mejor calidad (figura 22).
8. Finalmente, en el apartado Support podemos elegir si necesitamos soportes para poder imprimir la pieza. Estos soportes ayudan a imprimir piezas con partes al aire, voladizas o muy pequeñas. En nuestro caso no necesitamos soportes, pero sí una plataforma en la base para facilitar la impresión. Así, pues, en Build plate adhesion elige Brim. Esta opción crea una pequeña base en la pieza, que le da estabilidad en el proceso de creación y que se elimina fácilmente tras la impresión (figura 23).
9. Para guardar el proyecto, ve a Save to file y asígnale como nombre UD03_P3_nombreapellido.gcode.

Los repositorios de piezas son una alternativa al diseño de piezas propias muy interesante. Están formados por muchas piezas en formato STL que el usuario puede descargar y utilizar con su programa laminador. Las piezas son de descarga libre y en algunos casos podemos retocarlas y adaptarlas a nuestras necesidades en el propio repositorio. El más utilizado es Thingiverse.

Ejercicio 1. Descargar archivos

1. Entra en www.thingiverse.com. Para crear una cuenta, haz clic en Sign In / Join y luego en Create an account, y sigue los pasos hasta el final.
2. Una vez creada la cuenta, accede con tu nombre de usuario y contraseña y, en el menú Explore, haz clic en Collections. Selecciona una categoría cualquiera. De todos los diseños que aparecen, puedes guardar en tu cuenta aquellos que te gusten, aunque no los vayas a imprimir ahora.
3. Selecciona uno de esos diseños y haz clic en el icono que aparece debajo de él (figura 28). Se abrirá un cuadro de diálogo en el que se te pide que crees una colección o selecciones una existente. Elige Create new collection y en Name escribe tu nombre y apellido. Haz clic en Save (figura 29).
4. Haz clic en el desplegable del icono You, en lo alto de la página, y selecciona My Collections. Ahí debe aparecer la pieza guardada antes. Haz clic en la imagen para ampliarla. Luego haz clic en Download This Thing! y a continuación en Download All Files. Selecciona en qué carpeta se descargarán los archivos y haz clic en Aceptar. Así tendrás en tu ordenador, en formato STL, los archivos necesarios de la pieza que tú has seleccionado. Para imprimirlos sólo necesitarás tratarlos con el laminador para generar el archivo GCODE.

Ejercicio 2. Adaptar piezas

1. Ve al menú Explore y haz clic en Customizable Things (figura 30) para seleccionar una pieza ya diseñada y modificarla a tu gusto.
2. Puedes modificar cualquier pieza de las que veas en esta sección. A continuación te indicamos cómo modificar una de ellas. En el buscador escribe “customiseable wall sign" (figura 31). Aparecerá la imagen de un cartel para la pared. Haz clic en ella y luego haz clic en Open in Customizer (figura 32). En la ventana que aparece, ve a Content, borra el texto que aparece y escribe tu nombre (figu-ra 33). Modifica las opciones que desees; puedes cambiar los bordes del cartel, el tipo de letra, el lugar donde aparecen los agujeros para colgarlo, etc.
3. Cuando termines de modificarlo, haz clic en Create Thing. En el cuadro de texto que te aparece, modifica el nombre de la pieza y guárdala como UD03_P5_nombreapellido. No dejes seleccionada la opción Publish Thing, y marca en cambio Email me when it's done, y haz clic en Create Thing (figura 34). El programa te indicará que tu pieza se está generando. Cuando termine de generarse, recibirás un correo que te avisará de que ha terminado. También puedes ver la pieza generada haciendo clic en Go to my queue (figura 35).
4. Haz clic en View Thing y selecciona Download This Thing. A continuación, Download All Files. Selecciona en qué carpeta se descargarán los archivos y haz clic en Aceptar.

El proceso de impresión en 3D no es tan fácil ni tan rápido como cabría esperar. Seguramente, cuando imprimas las primeras piezas, no todas tendrán el acabado que esperas. En esta sección analizamos algunas piezas que no han llegado a generarse adecuadamente para determinar las posibles causas de los problemas de impresión.

Espátulas para extraer piezas

Una de las ventajas de este tipo de impresoras es que podemos crear piezas para usarlas en el proceso de impresión. Una pieza muy necesaria es una espátula para extraer las piezas calientes.

Observa las espátulas del margen. Los tres modelos tienen fallos de impresión.

• La espátula A se despegó de la base durante el proceso de impresión y se movió ligeramente. El borde afilado aparece desplazado en las capas superiores. En esta pieza, además, puedes comprobar que en la opción Infill density se seleccionó un valor demasiado bajo, y por eso se crearon los hexágonos de la imagen.

• La espátula B se imprimió con un valor mayor en el parámetro Infill density, más adecuado que en el caso anterior a la hora de dar estabilidad a la pieza; pero el diámetro del filamento elegido era muy grande y el hilo quedó demasiado grueso, lo cual tuvo como resultado un acabado muy basto en el borde afilado.

• La espátula C se imprimió mal porque se despegó prematuramente de la base de impresión.

Solución: Es importante asegurar la adherencia de la base con laca y determinar adecuadamente el grosor del hilo. Un hilo grueso proporciona acabados bastos y uno demasiado fino aumenta el tiempo de impresión de la pieza.

Aspas para motorcillo

En esta ocasión, se intentó crear las aspas para un pequeño motor.

• La primera pieza (figura 4) se imprimió sin establecer la base de soporte Brim, con lo que la pieza se despegó muy rápidamente al no tener una base de agarre a la plataforma de impresión lo suficientemente fuerte.

• En la segunda pieza (figura 5), un pequeño atasco en el filamento plástico bastó para desequilibrar el movimiento del extrusor, que comenzó a imprimir en una posición equivocada después de las primeras capas.

Solución: Para piezas pequeñas, debe establecerse el parámetro Brim en el laminador para garantizar la sujeción de la pieza a la base, y es necesario realizar labores de mantenimiento periódicas, como por ejemplo limpiar la boquilla del extrusor para que no queden en ella restos de material.

Hay que tener presente que cuanta más calidad exijas para tu pieza, más tiempo tardará la impresora en crearla. De hecho, en algunas ocasiones, las impresiones ne-cesitan tanto tiempo que el proceso de impresión se controla por sistemas de videovigilancia. De esta manera, si se observa algún fallo en la generación de la pieza, el proceso puede ser cancelado a distancia.