Impresión 3D en el sector automotriz

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Introducción

¿Sabías qué el sector de la automoción es uno de los sectores que más provecho le saca a la tecnología 3D? Esto se debe a que esta tecnología trae consigo varias ventajas para las empresas automotrices a la hora de la producción de piezas, tales como la reducción de costos, de tiempos y del peso de piezas complejas. Además, en el momento del diseño permite mayor personalización, permitiendo crear experiencias inolvidables para los usuarios. Por ello se espera que en el año 2028 se alcancen las mejores cifras de la impresión 3D en este sector.

Hoy en día empresas como Audi, BMW, Ferrari, Ford, General Motors, Lamborghini, Mercedes, Porsche, entre otras grandes compañías del sector, ya hacen uso de la  impresión 3D. Algunas lo han venido implementado desde hace varios años. Para muchas de estas compañías la impresión 3D significa éxito, e incluso algunas ya han abierto sus propias fábricas para la fabricación de las piezas de sus vehículos. Esto en gran parte se debe a dos razones principales: la  primera es la optimización que este método trae consigo, y la segunda es la facilidad de personalización de las piezas sin dejar atrás características como eficiencia, resistencia,  alta calidad y variabilidad en materiales. 

El día de hoy nos vamos a enfocar en dos empresas como ejemplo de este gran sector. Por un lado hablaremos acerca de BMW y por el otro hablaremos de Volkswagen.

BMW:

Esta empresa inauguró en el año 2019 su primera fábrica de piezas de impresión 3D. Actualmente emplea a 80 personas y tiene alrededor de 50 soluciones de impresión 3D industrial, tanto de polímeros como de metal. La fábrica fue creada con la finalidad de generar prototipos o piezas en series. Tras haberse beneficiado de una inversión de 15 millones de euros, esta empresa también realizará investigación sobre nuevas tecnologías de impresión 3D y la producción sin herramientas. Espera llegar a ser líder en la tecnología para el sector. 

BMW tiene como objetivo principal automatizar todo el proceso de fabricación aditiva, o la mayor parte posible, con el objeto de que sea más viable y económica a largo plazo. Se espera que la producción alcance al menos 50,000 componentes en serie por año, con más de 10,000 piezas individuales y de repuesto. Igualmente se tiene como meta llegar a reducir los costos al 50%.

Hoy en día BMW puede considerarse una de las empresas más importantes en el sector debido a que desde hace 25 años apostó por la fabricación aditiva y con el paso del tiempo ha ido publicando resultados bastante comprometedores. Esta empresa afirmó que para el año 2018 ya había impreso más de un millón de piezas. 

Algo muy importante que se debe resaltar de BMW es que también ofrece un centro de formación para sus empleados de tal manera que estén familiarizados con las máquinas y la tecnología, y de esta forma comprendan sus beneficios y características. 

Volkswagen:

Volkswagen presentó la mítica furgoneta Volkswagen 1962, y la particularidad principal de este automóvil reside en que se acudió a la fabricación aditiva y la inteligencia artificial para el diseño de algunas de sus piezas como el volante, los soportes de espejos e incluso las ruedas. Esto permitió que el peso total de la furgoneta se redujera e igualmente ganara complejidad geométrica.   

Esta furgoneta se lanzó en el marco de la inauguración de su nuevo centro de innovación e ingeniería en California, el cual reemplaza al Laboratorio de Investigación Eléctrica convirtiéndose en el mayor centro de investigación de Volkswagen después del que hoy en día existe en Alemania. Este nuevo centro tendrá grandes cantidades de impresoras 3D con el propósito de satisfacer las necesidades de sus clientes e igualmente cumplir con la innovación.

Las piezas 3D que incluye esta furgoneta buscan principalmente transformar la experiencia del diseño. Sus piezas con formas geométricas innovadoras tienden a dar la impresión de que son extremadamente frágiles pero en realidad llegan a tener el mismo rendimiento que las tradicionales y además reduciendo la cantidad de material usado. Se puede concluir que hoy en día los fabricantes acuden a esta tecnología debido a tres beneficios: reducir el tiempo de producción, reducir los pasos de montaje y ofrecer un automóvil original.

Conclusión

Como ya pudimos ver, hoy por hoy, tanto los fabricantes de automóviles como las cadenas de proveedores hacen uso de la impresión 3D en sus procesos y se espera que se siga implementado este método. Nosotros queremos saber tu opinión así que déjanos saber  en los comentarios qué te parece la aplicación de la impresión 3D en la industria automotriz y si conoces otros casos como los que nombramos anteriormente. 

Para terminar, ¡no olvides que ya tenemos disponible nuestro nuevo sitio web! Allí puedes solicitar tus servicios de impresión 3D en segundos, ¡porque nuevamente está disponible nuestra plataforma de impresión en línea! En ella podrás cargar tus piezas, obtener una cotización rápidamente y pagar inmediatamente, en poco tiempo y desde la comodidad de tu casa o empresa. Si tu pedido se trata de un proyecto especial, de muchas unidades, o piezas muy complejas, te sugerimos que nos lo envíes primero a kondorolabs@kondoro.com.

Esto fue todo por el video de hoy, recuerda que somos Kóndoro, empresa colombiana con más de seis años en el mercado de impresión 3D en Colombia y ofrecemos servicios de impresión 3D, modelado 3D, talleres, capacitaciones, asesorías, fabricación y venta de impresoras y de filamentos. En la descripción del video podrás encontrar nuestras redes sociales, correo electrónico y sitio web. Ten en cuenta que algunos servicios están pausados debido al COVID-19. No olvides que puedes encontrar en la cajita de descripción un link a un artículo en nuestro blog  acerca de este tema, y que también estamos haciendo Lives en Facebook los jueves cada 15 días, ¡no te los pierdas!

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Referencias:

  • https://www.3dnatives.com/es/bmw-centro-fabricacion-aditiva-290620202/#!
  • https://www.3dnatives.com/es/aplicaciones-impresion-3d-automocion-081020202/#!
  • https://docs.google.com/document/d/11nbI1tFl1UAOyjlaTB5Sj5OdAm_8T43clAKYfnXwn7w/edit#

Crédito de la imagen de portada: Photo by Photos Hobby on Unsplash

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Granjas de impresoras 3D

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Cómo bien sabemos, hoy en día la impresión 3D está en auge y en crecimiento. A diario se ven novedades que llevan un ritmo difícil de seguir, y a menudo aparecen decenas y decenas de nuevas marcas que presentan sus propuestas y variantes de las tecnologías aditivas. 

Debido a este gran crecimiento que encontramos la impresión 3D, ésta ya no sólo es la mejor alternativa para el prototipado y el principal aliado de la fase de diseño de productos, sino que también conquista a diario nuevos nichos y oportunidades en la fabricación de equipos y en la producción de piezas finales. 

Ahora quiero saber si en algún momento te has preguntado cómo tener tu propia granja de impresión 3D de escritorio. Antes de continuar quiero que recordemos un poco acerca de lo que es la impresión 3D. Esta tecnología se inventó en la década de 1980 como una tecnología de  creación rápida de prototipos. En ese entonces nadie pensó utilizar impresoras 3D para la producción porque era demasiado costoso, pero hoy en día podemos ver cómo este tipo de impresión se ha vuelto suficientemente rentable como para ofrecer capacidad de fabricación a pequeña y mediana escala.

Granja de impresoras 3D de resina (SLA)

¿Son útiles las granjas de impresión 3D?

Últimamente, las granjas de impresión 3D están generando más expectativa e interés debido a que se cree que ofrecen un enorme potencial a corto plazo, por diversas razones. Una de estas es su bajo costo en la realización de nuevas piezas. Tener una granja puede llegar a ser muy rentable para pedidos con grandes números, debido a que ofrecen una solución muy económica, enormemente productiva, flexible y versátil; básicamente una granja de impresoras 3D nos lleva mental y empresarialmente a estar en “modo producción”.

Ventajas de las granjas de impresión 3D

Hablemos un poco acerca de las ventajas de tener una granja de impresoras 3D:

  1. Aumentaremos la productividad, lo cual nos permitirá obtener nuevos clientes y lograr un posicionamiento dentro del mercado. 
  2. Nos permitirá dedicar todas las unidades a un único pedido o tener varios de forma simultánea, además que nos permitirá hacerlo con uno o con varios materiales diferentes.
  3. En caso de tener un incidente con alguna impresora no se tendrá que detener toda la producción; sólo deberá hacerse en una fracción pequeña de ella pero podremos compensarlo inmediatamente sin comprometer todo el conjunto.
  4. Estas granjas son escalables y desescalables, es decir que pueden aumentar o disminuir  el número según el ritmo de pedidos.

¿Inconvenientes?

Sin embargo, también es importante tener en cuenta que pasar de atender una o pocas impresoras a tener decenas trabajando simultáneamente producirá cambios que multiplicarán el número de microtareas previas a la impresión, durante la misma y después de ella. Por ello es importante que se empiece a revisar la combinación de las impresoras con la robótica y otras tecnologías que permitan agilizar la producción masiva. 

Granjas de impresión 3D en el mundo

Ahora enfoquémonos en algunas de las granjas de impresión 3D más grandes del mundo.

Prusa Printers:

Su creador es Josef Prusa, el mismo creador de la famosa impresora Prusa i3. Josef actualmente se dedica a vender sus impresoras a millares por todo el mundo, es por esto que necesita una granja de impresoras impresionante para alimentar su producción de piezas impresas. 

Voodoo manufacturing: 

Esta es una gran granja muy avanzada. Su dueño se ha preocupado por automatizar tanto el software como el hardware. En su enjambre de impresoras las piezas que se producen están controladas todo el tiempo, y los resultados y la calidad son excelentes debido a su buen manejo. Actualmente están trabajando con un brazo robótico para extraer piezas de manera automática. Esto nos lleva a pensar que posiblemente van a cerrar el círculo completo de la automatización en su granja.

BCN3D:

Es una granja de impresoras 3D en Barcelona. Su fabricante es la empresa española BCN3D, quien realiza las famosas impresoras de doble cabezal. 

En su granja cuenta con alrededor de 63 impresoras tridimensionales que trabajan las 24 horas los 7 días de la semana para producir piezas finales de sus propias máquinas y prototipos de sus productos. Esta granja es muy reconocida y se dice que fabrica más de diez mil piezas al mes.

En ella se utiliza la tecnología IDEX que significa doble extrusor independiente, con la que se duplica la capacidad de producción de las máquinas en comparación con las impresoras 3D de escritorio convencionales. Además ofrece diversos beneficios debido a sus modos de duplicación y espejo para la producción de series cortas de piezas.

Granja de producción de Markforged:

En esta granja se producen diversas piezas industriales. Su creador es Markforget y su granja es una de las más útiles que se pueden encontrar a nivel mundial. Es una gran empresa de fabricación aditiva de propiedad privada, la cual diseña, fabrica y despliega una gran plataforma industrial inteligente para impresión 3D, con software y materiales que permite a los fabricantes imprimir piezas resistentes. Los equipos de esta granja aportan a los clientes piezas con gran valor funcional. 

Esta granja cuenta con las impresoras que tienen las mejores soluciones del mercado en el momento de fabricar y personalizar herramientas a nivel industrial. Además está liberando actualmente a diseñadores e ingenieros de los largos plazos de entrega y grandes costos que se encuentran en los procesos de fabricación tradicionales. 

Las impresoras que se encuentran en esta granja son consideradas máquinas del futuro. 

Hoy en día encontramos diversos videos en internet acerca de esta granja, los cuales te podrán ayudar a aprender muchísimo, así que si te interesa este tema te recomiendo buscar algunos. 

Slant 3D:

Esta granja tiene una visión muy interesante sobre la impresión 3D, y consiste en que las impresoras pueden sustituir a las líneas de inyección de plástico para tiras pequeñas de piezas.

En esta granja se trabaja para hacer la impresión 3D de alto volumen, con alternativas viables y más escalables en comparación con la fabricación tradicional. Allí se desarrollan hardware, software y técnicas que permiten que los dispositivos de impresión 3D produzcan piezas en cualquier volumen. 

En esta granja se producen piezas las 24 horas del día los 7 días de la semana especialmente para empresas estadounidenses. Hay que tener en cuenta que la fábrica principal está en Estados Unidos.

Estas son algunas de las granjas que se encuentran alrededor del mundo, si conoces alguna otra déjanoslo saber abajo  en la cajita de comentarios.

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Fuentes

https://bitfab.io/es/blog/granjas-impresion-3d/

http://imprimalia3d.com/noticias/2019/06/26/0011088/granja-impresoras-3d-bcn3d-fabrica-m-s-diez-mil-piezas-al-mes

http://www.teamblock3d.com/2019/09/13/las-granjas-3d/

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Impresión 3D de metal

Puedes encontrar un video acerca de este artículo aquí

Hoy vamos a hablar acerca de la impresión 3D de metal. Posiblemente muchos de ustedes ya hayan escuchado del tema, pero quizá para otros es algo nuevo, así que iniciemos.

Tecnologías

Empecemos hablando acerca del metal. Es importante que tengamos en cuenta que hoy en día la impresión 3D de metal se utiliza en la industria aeronáutica, automotriz y en la  biomedicina. Algunos de los procesos usados son el Laser Powder Bed Fusion o fusión láser de lecho de polvo y el Electron Beam Melting o fusión por haz de electrones. Más adelante hablaremos de estos métodos. 

Materiales

Actualmente encontramos diferentes tipos de metales para este tipo de tecnologías de impresión 3D, como lo son el aluminio, las aleaciones de aluminio, el galio, el acero, el acero inoxidable, el titanio, las aleaciones de titanio, el cromo cobalto, las aleaciones a base de níquel, los metales preciosos, entre otros. Cada uno de estos materiales cuenta con diferentes características y sus usos tienden a variar según su fin y el proceso que se va a utilizar. 

Como les mencioné anteriormente, para este tipo de impresión encontramos varios métodos y el día de hoy les voy a hablar específicamente de dos. Primero vamos a hablar acerca de la fusión por haz de electrones y luego acerca de la fusión láser de lecho de polvo

Fusión por haz de electrones

La fusión por haz de electrones hace parte de la fusión láser de polvo de la que hablaremos posteriormente. La primera se diferencia en que utiliza, como su nombre lo indica, un haz de electrones para fusionar partículas metálicas y crear capa por capa las partes deseadas. Éste proceso nos permite la creación de estructuras complejas y altamente resistentes. Su principal diferencial es la fuente de calor que utiliza.

Básicamente esta tecnología emplea un haz de electrones producidos por un cañón que extrae los electrones de un filamento al vacío y los proyecta de forma acelerada sobre la capa de polvo metálico depositada en la placa de construcción de la impresora 3D. Así es como los electrones pueden fusionar selectivamente el polvo y finalmente producir la pieza. 

Su proceso inicia como es comúnmente en la impresión 3D, es decir con un modelado 3D digital que se envía a un software de corte que define las capas físicas del material que será depositado, y luego el software envía toda la información a la impresora 3D para iniciar con el proceso de fabricación.

En esta técnica el polvo metálico se puede cargar en el tanque dentro de la máquina. Las finas capas que forman la pieza deben precalentarse antes de ser fusionadas por el haz de electrones. El proceso finaliza cuando la máquina ha completado los pasos tantas veces como sea necesario para obtener la pieza. Cuando finaliza este proceso, el operador debe retirar la pieza de la máquina y expulsar el polvo sin fundir con una cerbatana o un cepillo, y luego debe quitar los soportes de impresión y separar la pieza de la placa de construcción. 

En algunos casos puede ser necesario calentar la pieza en un horno durante varias horas para liberar la tensión inducida por el proceso de fabricación. Es importante que tengan en cuenta que toda la fabricación debe realizarse al vacío para que el haz de electrones funcione. 

Un dato importante de este proceso es que el polvo que no se haya fundido se puede reutilizar casi directamente, lo cual resulta muy interesante ya que normalmente los residuos de otros procesos de fabricación se deben desechar.

Otro dato para tener en cuenta es que como el proceso se basa en principios de cargas eléctricas, los materiales que se usan deben ser conductores, ya que sin esto no puede ocurrir ninguna interacción. Esto quiere decir que, por ejemplo, una pieza de cerámica es técnicamente imposible de fabricar con este proceso. 

Fusión láser de lecho de polvo.

El proceso de esta técnica consiste en que la impresora 3D llena su cámara con el polvo de metal y luego la calienta a una temperatura óptima. Luego se aplica una fina capa de polvo a la plataforma de construcción, de acuerdo con el espesor de capa previamente definido. Por medio de un láser de fibra óptica se repasa la sección transversal de la pieza, fundiendo las partículas metálicas juntas, y cuando la capa está terminada la plataforma se mueve hacia abajo, lo que permite agregar otra capa de polvo. Este proceso se repite hasta obtener la pieza final. 

Luego se debe dejar enfriar la impresora y retirar el polvo sin fundir de la bandeja para ver la parte impresa. La pieza se fija a la placa de construcción y  gracias a los soportes de impresión las piezas se pueden tratar térmicamente para reducir las tensiones residuales y mejorar las propiedades mecánicas.

Posiblemente ahora te estás preguntando qué es mejor, si el láser o el haz de electrones, así que a continuación te nombraré 3 fortalezas y 2 debilidades de la impresión por medio de haz de electrones:

Fortalezas:  

La primera fortaleza es la velocidad de fabricación, la segunda es su facilidad para separarse y calentar el polvo en varios lugares simultáneamente y la tercera es que reduce la necesidad de refuerzos y soportes durante la fabricación.

Debilidades:

Por el lado de las debilidades podemos encontrar primero que no es tan alta su precisión y segundo que el tamaño de la fabricación de las piezas es mucho menor a comparación de las máquinas láser.

Ahora que ya sabes un poco más acerca de la impresión 3D de metal, déjanos en los comentarios cuál de los dos métodos prefieres, qué tal te parece esta tecnología de impresión 3D y si ya has tenido experiencia con ella.  

Para terminar, ¡queremos contarte que en octubre estrenaremos sitio web! Vas a poder solicitar tus servicios de impresión 3D más fácil y rápido. 

Eso fue todo por el video de hoy, recuerda que somos Kóndoro, empresa colombiana con más de seis años en el mercado de impresión 3D en Colombia. Ofrecemos servicios de impresión 3D, modelado 3D, talleres, capacitaciones, asesorías, fabricación y venta de impresoras y de filamentos. En la descripción del video podrás encontrar nuestras redes sociales, correo electrónico y sitio web. Ten en cuenta que algunos servicios están pausados debido al COVID-19. No olvides que puedes encontrar en la cajita de descripción un link a un artículo en nuestro blog acerca de este tema, y que también estamos haciendo Lives en Facebook los jueves cada 15 días, ¡no te los pierdas!

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Fuentes

https://www.3dnatives.com/en/3d-printing-metals110420174/

https://www.3dnatives.com/en/electron-beam-melting100420174/

https://www.3dnatives.com/en/direct-metal-laser-sintering100420174-2/

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Impresión 3D de cerámica

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Quizá para muchos de ustedes la impresión 3D de cerámica sea algo nuevo,  pero quizá otros ya sepan acerca de este mercado, que por cierto está teniendo un gran crecimiento cada día.

Iniciemos hablando acerca de la cerámica. Históricamente, la arcilla es el material que más se ha utilizado al hablar de la fabricación de materiales cerámicos. Esto en gran parte es debido a su facilidad para encontrarlo casi en cualquier entorno. Hoy en día existen diferentes tipos de cerámica como lo son las del entorno doméstico, la estructural, la refractaria y la técnica. Las empresas que tienen años de experiencia en el campo de la cerámica la consideran un material muy versátil, con gran resistencia y muy buenas propiedades. Grandes empresas afirman que es un material que una vez sintetizado en todos los casos es inerte y ecológico además de afirmar que existen mezclas de materiales cerámicos con grandes propiedades de aislamiento térmico o eléctrico

¿Se han preguntado en dónde se utiliza o para qué  puede ser útil la impresión de cerámica en 3D?

Pieza impresa en 3D usando cerámica.

Inicialmente su uso era destinado principalmente a la biomedicina, pero actualmente sus usos principales los encontramos en varios sectores como aeroespacial, automotriz, marítimo, energético, electrónico, medicina y odontología. Como podemos ver, hoy en día está siendo bastante útil y sus diversos usos han ido abriendo nuevas posibilidades para la misma. Según estudios, se espera que para el 2025 esté más presente en el mercado y así poder garantizar su producción en series y grandes cantidades, para de esta forma reducir los costos de fabricación. Además, se espera que las piezas impresas en 3D den más valor a la cerámica como tal.

Sin embargo no todo es color de rosa. La empresa 3D Ceram, quienes son pioneros en la impresión 3D de cerámica, afirma que sus dificultades principales han resultado como consecuencia de la naturaleza abrasiva de la cerámica y su alta densidad, pero esto no ha sido un impedimento para que avancen en sus desarrollos.

Tecnologías para impresión 3D de cerámica

Ahora que ya sabemos esto enfoquémonos en 4 diferentes métodos que existen para el proceso de la impresión 3D de cerámica:

  1. Binadera Jetting: esta técnica consiste en la fabricación a través de polvos cerámicos gracias a un aglutinante que, sobre un lecho de polvo, se solidifica en sección transversal. Sus resultados son a color pero hay que tener en cuenta que no son muy resistentes para algunos propósitos industriales.
  2. Estéreolitografía y fotopolimerización: esta técnica consigue la solidificación mediante el paso de un láser capa por capa.
  3. Deposición de material: consiste en la deposición de capas de material cerámico hasta conformar la pieza o modelo. Esta técnica es la de menor costo, ya que la arcilla y los polímeros de relleno son sus principales materiales.
  4. Nano particle Jetting:  la clave de esta técnica comienza con su metodología única de dispersión de líquidos. Las suspensiones líquidas que contienen nano partículas sólidas de materiales de soporte y construcción seleccionados se inyectan en la bandeja de impresión para fabricar de forma aditiva piezas detalladas.

Futuro de la impresión 3D de cerámica

Para finalizar hablemos acerca de lo que se espera a futuro de la impresión 3D de cerámica: en primer lugar esta impresión debe encontrar su lugar así como por ejemplo la impresión 3D de metales encontró su espacio en la industria aeroespacial y en la de automoción; en segundo lugar se espera que esta gran industria dentro de 10 años se encuentre en su faceta de maduración ya que hoy en día la podemos encontrar en su faceta de “infancia”,  pero sin duda alguna está creciendo rápidamente.

Recuerda que somos Kóndoro, empresa colombiana con más de seis años en el mercado de impresión 3D en Colombia, y ofrecemos servicios de impresión 3D, modelado 3D, talleres, capacitaciones, asesorías, fabricación y venta de impresoras y de filamentos.

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Fuentes:

Imagen de portada: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:3D-printed_ceramic_parts_made_from_lunar_regolith_ESA18889804.jpeg

https://www.3dnatives.com/es/impresion-3d-de-ceramica-081020182/

https://www.3dnatives.com/es/3dceram-impresion-3d-ceramica-14122016/

https://www.3dnatives.com/es/impresion-3d-de-ceramica-170420192/

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Impresión 3D de órganos

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La bioimpresión 3D de órganos permitirá hacer frente a la falta de donantes de órganos, y a la vez abrirá un nuevo camino hacia el estudio de algunas enfermedades.

1) Un corazón impreso en 3D

Un grupo de investigadores isrealíes presentaron en abril de 2019 un corazón impreso en 3D del tamaño de una cereza. El corazón estaba compuesto por células, vasos sanguíneos y ventrículos. Los científicos desarrollaron un hidrogel a partir del tejido adiposo propio del paciente, con el objetivo de reducir el riesgo de rechazo una vez implantado. La impresión tardó entre 3 y 4 horas, y el tamaño del órgano es similar al corazón de un conejo.

Un resultado similar fue obtenido por la empresa BIOLIFE4D, una empresa estadounidense que logró imprimir un minicorazón humano con ventrículos y cavidades en 2019. A diferencia del corazón impreso por los israelíes, el de BIOLIFE4D no solo tiene la capacidad de contraerse, sino de bombear también. La empresa de EEUU ya había logrado anteriormente imprimir tejido cardíaco y varios componentes del corazón.

Proceso de impresión de BioLife4D

2) Un riñón impreso en 3D

En 2011, el profesor Anthony Atala, director del Wake Forest Institute para la Medicina regenerativa, presentó por primera vez un riñón impreso en 3D. El proceso tardó alrededor de 7 horas, y se usaron células madre. El riñón no sobrevivió por mucho tiempo, pero abrió las puertas a nuevos avances en la impresión de este órgano.

3) Corneas impresas en 3D

La organización mundial de la salud estima que 10 millones de personas alrededor del mundo requieren de cirugía para prevenir ceguera corneal, y aproximadamente 4.9 millones actualmente sufren de ceguera completa debido a cicatrices corneales. En el 2019, investigadores de la Universidad de Newcastle desarrollaron por primera vez una córnea artificial impresa en 3D, que podía ser trasplantada a alguna persona que la necesitara. Los científicos estudiaron y recolectaron datos a partir del ojo de un voluntario, y fueron capaces de diseñar un modelo 3D de la córnea. Uno de los aspectos más desafiantes fue encontrar los materiales correctos para mantener la forma cóncava de la córnea, así como encontrar una biotinta lo suficientemente delgada como para que pudiera fluir a través de la boquilla de la impresora.

4) Ovarios impresos en 3D

En mayo de 2017, investigadores de la Universidad de Northwestern estaban desarrollando una solución para mujeres con problemas de fertilidad. Habían tenido éxito implantando un ovario bioimpreso y un ratón estéril. En el 2019, los científicos avanzaron notablemente. Fueron capaces de mapear la ubicación de proteínas estructurales en un ovario de cerdo, lo que les permitió bioimprimir ovarios funcionales para uso humano, lo cual puede ayudar a millones de mujeres infértiles alrededor del mundo afectadas debido al cáncer. Además, el equipo de investigación explicó que su metodología podría ser usada para identificar otros tipos de proteínas que podrían facilitar la creación de biotintas para otros órganos.

5) Hígado impreso en 3D.

Investigadores de la Universidad de Sao Pablo en Brasil han tenido éxito creando versiones miniatura de un hígado humano a partir de células sanguíneas. El proceso toma 90 días, desde la toma de muestra de sangre del paciente hasta la producción del tejido, el cual integra las funcionalidades del órgano en cuestión, como la producción de proteínas vitales, el almacenamiento de vitaminas y la secreción de bilis. Para la creación del tejido hepático, el equipo usó la bioimpresora Inkredible, de la empresa Cellink, una de las más reconocidas en la industria. Ernesto Goulart, coautor del estudio, explica que en lugar de imprimir células individuales, desarrollaron un método para agruparlas antes de la impresión. Estos grupos de células mantienen la funcionalidad del tejido durante más tiempo.

6) Oreja impresa en 3D

Hemos visto varias iniciativas y proyectos relacionados con la impresión 3D de orejas. En esta oportunidad mencionaremos un desarrollo de la Universidad de Tecnología de Queensland y la Fundación HearSay, quienes ayudaron a una niña llamada Maia Van Mulligan a recuperar su oreja. El implante fue creado usando las células cartilaginosas de la misma paciente, reduciendo el riesgo de rechazo una vez se implantara la prótesis.

7) Impresión 3D de pancreas

Este es un proyecto en curso de científicos de la “Foundation for Research and Development of Science”. Su objetivo es imprimir un páncreas completamente funcional, que evitará que los pacientes diabéticos tengan que inyectarse insulina y minimizará el riesgo de complicaciones secundarias relacionadas, las cuales muchas conllevan a la muerte. Para la bioimpresión de este órgano, se realiza primero una biopsia del paciente y una cosecha de células. Las células son entonces convertidas en células capaces de producir insulina y glucagón. Posteriormente son usadas como biotinta para imprimir el pancreas. Este proyecto también es realizado usando una impresora de la empresa Cellink. El próximo paso en la investigación es la fase de prueba en animales, lo cual permitirá entender mejor la reacción del pancreas impreso en 3D cuando está dentro de un organismo vivo.

8) Impresión 3D de piel

La empresa francesa Poietis ha desarrollado piel impresa, que en un futuro podría usarse en víctimas de quemaduras o de enfermedades de la piel. Otros investigadores, esta vez de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang en Corea del Sur, también han logrado imprimir piel humana. El proceso usa una impresora con dos métodos de impresión: extrusión e inyección de tinta. La máquina primero extruye un material a base de colágeno que está compuesto por una membrana PCL (Policaprolactona) y un poliéster biodegradable que evita que el colágeno se contraiga durante la maduración del tejido. Luego, usan un método de inyección de tinta para distribuir uniformemente los queratinocitos, que son las células predominantes en la capa más externa de la piel en la membrana PCL.

No todo es impresión 3D de órganos

Por otro lado, la relación de la impresión 3D con la medicina no está sujeta únicamente a la fabricación de órganos.

El crecimiento general de la fabricación aditiva podría explicarse por las oportunidades en términos de personalización que ofrece. Puede crear prótesis, implantes, usarse como preparación de operaciones quirúrgicas o para fabricar dispositivos médicos que faciliten ciertas operaciones sensibles como guías quirúrgicas y otras ayudas visuales.

Imagen tomada de 3D Natives

Fabricación aditiva para diseñar implantes y prótesis.

El objetivo de un implante es reemplazar un órgano durante un período prolongado o complementar una o más de sus funciones. Por lo tanto, por definición, está totalmente adaptado al paciente y, como tal, a la anatomía de la persona. La personalización lleva mucho tiempo y es costosa cuando se trata de utilizar métodos de fabricación tradicionales. Aquí es donde la fabricación aditiva resulta útil y ayuda a diseñar implantes personalizados.

Mediante el uso de la impresión 3D, los fabricantes de prótesis e implantes pueden crear más fácilmente soluciones con las dimensiones correctas, con un diseño complejo y a un costo menor. En cuanto a la durabilidad de los dispositivos médicos creados, también evitará que el paciente tenga que cambiar el implante cada década, lo que facilita la vida diaria de la persona.

Finalmente, la impresión médica en 3D también ha permitido automatizar el proceso de creación de prótesis auditivas y dentales.

Impresión 3D al servicio de la simulación quirúrgica.

La fabricación aditiva puede usarse como herramienta para que los médicos, sobre todo aprendices, practiquen antes de las operaciones y por tanto reduzcan la probabilidad de cometer errores, lo cual es una de las causas más frecuentes de muerte entre pacientes. Los modelos anatómicos impresos en 3D pueden ser también presentados al paciente antes de la operación para que visualice todos los pasos del procedimiento, ayudando a mejorar la relación y confianza médico-paciente.

Impresión 3D de medicamentos

Esta es una aplicación de la que pocos hablan, pero que es muy  interesante. Acá hay más problemas regulatorios que tecnológicos. Con la impresión 3D, sería posible ajustar la dosis de cada medicamento de acuerdo al paciente, de acuerdo a su edad, su peso, e incluso se podrían mezclar medicamentos en una sola pastilla. También se podrían diseñar medicamentos de efecto rápido, o con efectos enfocados en regiones específicas del cuerpo.

Fuentes:

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Image by Mahmoud Ahmed from Pixabay

La creciente relación entre la impresión 3D y la medicina

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Contexto

La impresión 3D y la medicina tienen un contacto cada vez más profundo y relevante para el futuro de la humanidad. De hecho, la bioimpresión es uno de los campos líderes en innovación. Con estas técnicas, células y materiales se combinan y son depositados capa por capa para crear partes biomédicas que tienen las mismas propiedades que los tejidos naturales. El mayor reto que se tiene actualmente es imprimir exitosamente un órgano humano completamente funcional.

Seguramente ya sabes o has leído o escuchado que año tras año la cantidad de personas que necesitan trasplantes aumenta. Además, esta lista de personas siempre ha sido mucho más grande que la cantidad de donantes u órganos donados. Por tanto, parece que la única solución es la impresión 3D.

Historia

La bioimpresión 3D tiene sus orígenes en el año 1988, año en el que el Dr. Robert J. Kleb de la Universidad de Texas presentó un proceso para posicionar células con el objetivo de construir tejidos sintéticos de dos y tres dimensiones utilizando una impresora de inyección de tinta común.

En el año 2002, el Profesor Anthony Atala de la Universidad Wake Forest creó el primer órgano usando impresión 3D, un pequeño riñón a escala.

En el año 2010, el laboratorio Organovo comienza a trabajar en la primera bioimpresora 3D comercial, la NovoGen MMX. Esta empresa ha realizado avances en la fabricación de tejido óseo y tejido hepático

Tecnologías para bioimpresión 3D

1. Bioimpresión por inyección de tinta (Inkjet Bioprinting)

Esta tecnología está basado en el clásico proceso de inyección de tinta. Consiste en depositar gotas de biotinta, capa tras capa, sobre un soporte de hidrogel o una placa de cultivo. Las impresoras 3D tradicionales tipo FDM pueden ser modificadas para que realicen un proceso similar.

Algunos científicos han hecho grandes avances usando esta técnica. Por ejemplo, moléculas como las de ADN han sido duplicadas exitosamente, facilitando el estudio de células cancerígenas y sus posibles tratamientos. Células que ayudan a combatir el cáncer de seno también han sido fabricadas exitosamente usando esta técnica. Organovo está interesado sobre todo en los tejidos del hígado, ya que hay muchas personas esperando un donante de este órgano. Lo que pretenden es arreglar la parte dañada de este órgano para así aumentar aumentar su vida y que el paciente tenga más tiempo hasta encontrar un trasplante. Es necesario tener en cuenta que el proceso de espera puede tomar varios años.

2. Bioimpresión por extrusión (extrusion bioprinting)

Es una especie de evolución de la técnica anterior. Presenta ciertas ventajas tales como la incorporación directa de células y una distribución más homogénea de éstas.

3. Bioimpresión asistida por láser (Laser Assisted Bioprinting)

Este método usa un láser como fuente de energía para depositar biomateriales en un receptor. La técnica consta de tres partes: una fuente láser, una cinta cubierta con materiales biológicos y un receptor. Los rayos láser irradian la cinta, haciendo que los materiales biológicos líquidos se evaporen y lleguen al receptor en forma de gotas. Estas gotas contienen un biopolímero, que retiene la adhesión de las células y ayuda a que la célula comience a crecer. En comparación con otras tecnologías, la bioimpresión asistida por láser tiene ventajas únicas. Algunas ventajas específicas incluyen que es un proceso sin boquillas y sin contacto que permite la impresión celular de alta resolución y el control de gotas de biotina.

Esta tecnología está por ejemplo siendo usada por L’Oréal y por la empresa francesa de bioimpresión Poietis para estimular el crecimiento de cabello a través de la impresión 3D de folículos capilares.

4. Estereolitografía (Stereolithography)

Como seguramente ya conocen, esta tecnología solidifica un fotopolímero usando luz ultravioleta. Tiene una gran precisión de fabricación y es adecuado para la bioimpresión ya que imprime con hidrogeles que son sensibles a la luz. Esta tecnología todavía está en desarrollo ya que aún tiene muchas limitaciones, como la falta de biocompatibilidad y biodegradabilidad de los polímeros y la incapacidad para eliminar los soportes.

5. Bioimpresión por ondas acústicas (Bioprinting with Acoustic Waves)

Esta tecnología fue desarrollada por la Universidad Carnegie Mellon, la úniversidad del Estado de Pensilvania y por el MIT. Utiliza “abrazaderas acústicas”, un dispositivo microfluídico que permite manipular células o partículas utilizando ondas acústicas superficiales. Al usar este dispositivo, los investigadores pueden manipular dónde se encontrarán las ondas a lo largo de cada uno de los tres ejes. En estos puntos de encuentro, las ondas formarán un nodo que captura células individuales. Estas células se juntan para crear patrones 2D y posteriormente en 3D. Es una técnica general que ofrece un alto rendimiento en términos de precisión de movimiento.

Finalmente, hay una sexta alternativa para la bioimpresión 3D actualmente, aunque esta no intenta fabricar un órgano completo. La técnica SWIFT, desarrollada por investigadores del Instituto Wyss de Harvard para la ingeniería bioinspirada, permite la bioimpresión de vasos sanguíneos en tejidos vivos, con el objetivo de usarlos para reparar órganos.

El futuro de la bioimpresión 3D

Analizando el futuro de la bioimpresión 3D, surgen muchas preguntas: ¿quiénes podrán acceder a este tipo de costosos tratamientos?, y además, ¿será posible analizar la eficacia y seguridad de los mismos? ¿qué consideraciones legales será necesario establecer para poder comenzar a imprimir y trasplantar órganos? ¿Será posible imprimir súper-órganos para dar origen a súper-humanos? Como por ejemplo huesos súper resistentes, o pulmones de mayor capacidad. ¿Qué piensas al respecto?

Más aplicaciones de la impresión 3D a la medicina

Por otro lado, la relación de la impresión 3D con la medicina no está sujeta únicamente a la fabricación de órganos.

El crecimiento general de la fabricación aditiva podría explicarse por las oportunidades en términos de personalización que ofrece. Puede crear prótesis, implantes, usarse como preparación de operaciones quirúrgicas o para fabricar dispositivos médicos que faciliten ciertas operaciones sensibles como guías quirúrgicas y otras ayudas visuales. La siguiente imagen fue obtenida de un estudio realizado por EMS para el año 2017.

Aplicaciones de la impresión 3D por parte de profesionales de la salud de acuerdo al estudio realizado por EMS en el 2018.

Fabricación aditiva para diseñar implantes y prótesis.

El objetivo de un implante es reemplazar un órgano durante un período prolongado o complementar una o más de sus funciones. Por lo tanto, por definición, está totalmente adaptado al paciente y, como tal, a la anatomía de la persona. La personalización lleva mucho tiempo y es costosa cuando se trata de utilizar métodos de fabricación tradicionales. Aquí es donde la fabricación aditiva resulta útil y ayuda a diseñar implantes personalizados.

Mediante el uso de la impresión 3D, los fabricantes de prótesis e implantes pueden crear más fácilmente soluciones con las dimensiones correctas, con un diseño complejo y a un costo menor. En cuanto a la durabilidad de los dispositivos médicos creados, también evitará que el paciente tenga que cambiar el implante cada década, lo que facilita la vida diaria de la persona.

Finalmente, la impresión médica en 3D también ha permitido automatizar el proceso de creación de prótesis auditivas y dentales.

Impresión 3D al servicio de la simulación quirúrgica.

La fabricación aditiva puede usarse como herramienta para que los médicos, sobre todo aprendices, practiquen antes de las operaciones y por tanto reduzcan la probabilidad de cometer errores, lo cual es una de las causas más frecuentes de muerte entre pacientes. Los modelos anatómicos impresos en 3D pueden ser también presentados al paciente antes de la operación para que visualice todos los pasos del procedimiento, ayudando a mejorar la relación y confianza médico-paciente.

Impresión 3D de medicamentos

Esta es una aplicación de la que pocos hablan, pero que es muy interesante. Acá hay más problemas regulatorios que tecnológicos. Con la impresión 3D, sería posible ajustar la dosis de cada medicamento de acuerdo al paciente, de acuerdo a su edad, su peso, e incluso se podrían mezclar medicamentos en una sola pastilla. También se podrían diseñar medicamentos de efecto rápido, o con efectos enfocados en regiones específicas del cuerpo.

Como has visto, la impresión 3D puede mejorar nuestra calidad de vida, aunque también podría afectar nuestra salud, como te explicamos en este artículo acerca de las partículas emitidas durante la impresión 3D. Si te ha gustado el artículo y has aprendido algo nuevo, te invitamos a comentar y a seguirnos en nuestras redes sociales para que estés al tanto de las nuevas noticias acerca de impresión 3D y de nuestros servicios y productos.

Fuentes

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¿Partículas peligrosas en impresión 3D?

Puedes encontrar un video de este post aquí.

Estudio realizado

De acuerdo con una investigación realizada en la universidad nacional de Seul, en la cual probaron cuatro tipos de filamentos para impresión 3D –ABS, PLA, Nylon y Wood– cada uno a diferentes temperaturas, se encontró que existe una relación entre la temperatura de extrusión y la cantidad de partículas emitidas durante el proceso de impresión.

Encontraron que entre más alta sea la temperatura de extrusión, también es más alta la emisión de partículas potencialmente tóxicas, llamadas VOC en inglés –Volatile Organic Compounds-, las cuales podrían representar un riesgo para la salud si uno se expone a ellas durante mucho tiempo.

Por esto se recomienda el uso de tapabocas durante la operación de las máquinas, si es que uno está cerca a ellas y si hay muchas, o tener un espacio específico y aislado para la impresión. Igualmente aplica para los procesos de postimpresión, tal como lijar, pintar, aplicar algún químico (como acetona o cloruro de metileno) o mecanizar, pues por lo general estas actividades desprenden un fino polvo que se esparece muy fácilmente (como se menciona en este artículo)

Es decir, la emisión de partículas depende tanto del tipo de material como de la temperatura de extrusión.

Por esto es que también son útiles los parámetros de impresión recomendados por los fabricantes de filamento, pues sirven tanto para asegurar una impresión exitosa como para garantizar un determinado grado de seguridad. Además recomiendan usar por ejemplo PLA en lugar de ABS, tal como se menciona acá.

Resultados

Los cinco investigadores coreanos, cuyo artículo puedes encontrar aquí bajo el título Effect of nozzle temperature on the emision rate of ultrafine particles during 3D printing, publicado el 19 de noviembre de 2019 en la revista International Journal of Indoor Environment and Health, hicieron las pruebas con máquinas que tenían recámaras de impresión cerradas para evitar fluctuaciones en la temperatura y para poder realizar una medición precisa del conteo de partículas.

Con cada uno de los cuatro materiales hicieron dos cubos, para un total de 8 cubos, y en cada impresión fueron aumentando la temperatura paulatinamente en intervalos de 15°C, iniciando en 185°C y finalizando en 290°C.

Los investigadores usaron un calibrador de partículas y un espectrómetro de partículas óptico en intervalos de 1 minuto para monitorear las emisiones en tiempo real con cada temperatura.  Esto les permitió medir el número de partículas por unidad de volumen, así como su tamaño.

La gráfica siguiente nos muestra la cantidad de partículas por minuto en escala logarítmica en el eje vertical, y la temperatura de extrusión en el eje horizontal. Vemos que para bajas temperaturas, típicas del PLA, la cantidad de partículas está alrededor de 10^8 partículas por minuto (100 millones), mientras que materiales que necesiten temperaturas muy muy altas, como podría ser un PC o un POM, la cantidad de partículas está alrededor de 10^11 (100 mil millones).

Relación entre la temperatura de extrusión y la cantidad de partículas emitidas.

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Fuente: https://www.3dnatives.com/en/extrusion-temperature-influences-particles-290520204/

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¿Cómo participa la impresión 3D en la educación STEAM?

STEAM es un término que nació en los EE.UU., a mediados de la década de los 90s, y es el acrónimo de las palabras en inglés Science, Technology, Engineering, Arts y Mathematics, es decir, Ciencia, Tecnología, Ingeniería, Arte y Matemáticas. Se trata de un conjunto de áreas del conocimiento aplicadas a la educación muy influenciado por las TIC, las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (o la Computación, como alguna vez leí y me parece más adecuado), que tradicionalmente se enseñan de manera separada, pero que bajo la metodología STEAM son integrados bajo un enfoque teórico-práctico.

Esta metodología surgió como respuesta a una creciente demanda formativa basada en el cambio tecnológico que se está viviendo desde el advenimiento de internet, teniendo en mente la aparición de nuevos o inimaginables empleos. Fue por esto que la comunidad educativa demandó la generación de nuevas habilidades en la generación de modelos físicos, biológicos, artísticos, matemáticos y computacionales, tanto teóricos como prácticos.

Es en este punto que la impresión 3D y las tecnologías de fabricación digital pueden aportar una gran ventaja en la consecución de este objetivo pedagógico que es tan importante en países como EE.UU., Finlandia o en regiones como el Reino Unido y la Unión Europea. 

A través de la impresión 3D se pueden implementar múltiples metodologías para desarrollar el enfoque STEAM dentro del aula de clase, como son:

  • Educación a través de proyectos. Una impresora 3D facilita la fabricación de piezas personalizadas para diseños realizados por los alumnos o el profesor.
  • Robótica y gamificación. La impresión 3D puede ser una aliada a la hora de complementar plataformas robóticas existentes, o al momento de idear proyectos basados en la gamificación, es decir, en el logro de metas, obtención de puntos, y superación de niveles.
  • Integración de materias. La impresión y el modelado 3D permite la realización de proyectos en conjunto entre diferentes asignaturas, acercando al alumno al aspecto real de los problemas y situaciones de la vida cotidiana, en donde estos no vienen separados por materias o campos de conocimiento, o donde muchas veces no hay un estado inicial claro o un objetivo final definido.
  • Una impresora 3D es cada vez más una herramienta indispensable para los nuevos espacios pedagógicos, en donde los alumnos deben pasar más rápido y constantemente de la teoría a la práctica.

Aún hay mucho por descubrir en cuanto al uso de la impresión 3D, tecnología que avanza rápidamente, y aún queda mucho por hacer específicamente con la impresión 3D en la educación, así que es el momento de incorporar esta tecnología a nuestras aulas de clase de tal forma que nuestros estudiantes salgan mejor preparados para un mundo que cambia a diario.

Kóndoro: imagínalo, nosotros lo fabricamos.

Fuentes: https://www.aulaplaneta.com/2018/01/15/recursos-tic/educacion-steam-la-integracion-clave-del-exito/

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Guía para primíparos en impresión 3D ¿Piensas comprar una impresora 3D, acabas de comprar una o vas a usar el servicio por primera vez? Esta guía es para ti

Si viste una impresora 3D, te antojaste y la compraste; o quizás vas a usar una por primera vez en la universidad, o ¡mejor aún! encontraste un modelo 3D y quisieras mandarlo a imprimir pero nunca antes has usado el servicio, entonces  te preguntarás…

¿Cómo hago para empezar? ¿Qué es lo primero que debo tener en cuenta?

Bueno, si tu caso es que estás pensando en comprar una impresora, debes tener en cuenta por ejemplo las dimensiones que puede imprimir (alto x ancho x largo), los materiales que puede manejar (¿imprime flexible? Es una buena pregunta), la estabilidad de su estructura (¿es en acrílico, madera, metal?), y más importante aún que todo lo anterior, ¿tiene soporte técnico y garantía? En Kóndoro hemos atendido muchísimos casos de personas que compran una impresora barata, pero lo que se ahorran en la compra se lo gastan en reparación y mantenimiento; o personas que compran una muy buena impresora, pero el fabricante no da soporte técnico, o no cubre Colombia. Nuestras impresoras imprimen alrededor de 10 tipos de materiales incluyendo flexible, ofrecemos en varios tamaños y damos soporte técnico y garantía.

Si tu caso es que ya la compraste, pero no sabes modelar en 3D, no te preocupes, tienes varias alternativas. La primera es descargar archivos STL ya listos para imprimir, como los que encuentras en thingiverse y en muchas otras páginas similares. Allí encuentras millones de modelos, los cuales puedes escalar, cortar o tomar como base para hacer tus propios diseños.

La segunda opción que tienes es comenzar a aprender a modelar en 3D usando algún software sencillo como tinkercad, el cual es en línea y gratuito. Luego de que aprendas a usar este, ya puedes comenzar a seguir tutoriales o videos sobre otros programas cada más complejos, e incluso de pago, como Zbrush, Maya, SolidWorks, etc.

Finalmente, puedes hacer algún curso de modelado 3D, como este de Tinkercad, o este de modelado mecánico, o este otro que incluye también impresión 3D. Apenas aprendas los fundamentos necesarios para hacer tus primeras impresiones podrás decidir qué tanto deseas profundizar en el campo del modelado y de la impresión 3D.

Si tu caso es que vas a usar una impresora 3D por primera vez, o vas a solicitar el servicio de impresión también por primera vez, entonces debes asegurarte de varias cosas. En primer lugar, debes asegurarte de que tu pieza no tenga errores de construcción (mallas abiertas, o paredes de espesor cero) o de diseño (secciones sin soporte, secciones demasiado delgadas). Esto seguramente podrá ser resuelto por la empresa de impresión 3D, pues al menos en nuestro caso nos encargamos de verificar todas y cada una de estas situaciones antes de dar una cotización o imprimir, pero sí atrasan y complican el proceso de fabricación.

En segundo lugar, debes verificar en qué unidades estás exportando los diseños, y si es posible, enviar junto al STL una imagen o texto con las medidas generales de la pieza (largo x ancho x alto), porque por experiencia podemos decirte que muchas veces llegan diseños o muy grandes o muy pequeños, y antes de dar una cotización o imprimir verificamos primero con el cliente si las medidas son correctas.

Si ya tienes tu impresora y vas a imprimir por primera vez, asegúrate de aplicar alguna sustancia fijadora a la base de impresión. En nuestro caso usamos laca de cabello. Asegúrate también que la impresión no esté muy rápida o muy lenta, y a la temperatura adecuada. Solo la experiencia y seguramente muchas impresiones fallidas, junto con artículos o videos por internet, te ayudarán a conseguir una excelente calidad de impresión. ¡O también puedes pedirnos asesoría! Es un proceso largo, no te desesperes, hay muchas personas dispuestas a responder tus preguntas o dudas en internet.

Debes acostumbrarte también a las impresiones largas, a repetir piezas, a lijarlas luego de fabricarlas, a quitarles soportes, o hacerlas por partes, a probar nuevos materiales, a hacerle MUCHO MANTENIMIENTO a tu máquina, y a estar dispuesto a invertir tiempo y dinero para mantenerla en buen funcionamiento. Entre más horas la uses, más mantenimiento, tanto preventivo como correctivo, va a necesitar.

En Kóndoro también realizamos mantenimiento y reparación de impresoras, no lo olvides.

Kóndoro: imagínalo, nosotros lo fabricamos.

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¿Cómo incorporar la impresión 3D en mi empresa?

Sin importar la industria a la que pertenezcas, es muy probable que ya hayas escuchado acerca de la impresión 3D, y quizás desde hace un buen tiempo. Y te preguntarás, ¿eso cómo se utilizará? ¿Cómo podría incluirlo en mi trabajo? ¿O en mi empresa? ¿Será que me sirve de algo? ¿Me ahorrará algo de tiempo o de dinero? Bueno, la respuesta depende mucho de dos factores: la industria a la que perteneces, y los problemas o necesidades que tengas. Es necesario entender muy bien las problemáticas o contextos en los que te encuentras para saber si es posible incorporar la impresión 3D en alguna parte del proceso productivo. Y allí es donde entramos nosotros para asesorarte.

Seguramente has visto también noticias impactantes del tipo: “Construyen 20 casas en un fin de semana con una impresora 3D de 34 metros de largo”, o “reconstruyen el rostro de una persona con cáncer usando la impresión 3D”, y te preguntarás, “¿eso está a mi alcance?”, “¿Será muy costoso?”, “¿A quién podré recurrir?”. Bueno, en ese aspecto también podemos darte luces y guiarte acerca del proceso a seguir.

Nos interesa que comprendas cómo al usar la impresión 3D puedes agilizar tus procesos, y cómo una impresora 3D podría ser muy útil en tu empresa. Podemos analizar en qué sección del proceso productivo podría incorporarse y qué conocimientos y herramientas deberías tener en tu compañía o negocio para comenzar a usarla.

Para usar la impresión 3D lo primordial es entender el problema o necesidad que tienes. Vamos a poner algunos casos:

  • Deseas incluir la impresión 3D en tu institución educativa, pero no sabes cómo usar una de esas máquinas, ni en qué materias, ni para cuántos alumnos alcanza, ni qué otras herramientas necesitas. Podemos asesorarte en este caso. Podemos darte una perspectiva realista del tiempo y cantidad de material necesario para incluir la impresión 3D en cada materia, qué actividades pueden realizarse y cómo pueden articularse con el plan de estudios que ya está establecido, así como instruir a los profesores en el manejo de la impresora.
  • Trabajas en una empresa que fabrica algún objeto, y constantemente necesitan repuestos para una máquina, pero los repuestos son costosos o se tardan mucho en conseguirlos. Con que nos traigas uno de ellos es suficiente para determinar si podemos replicarlo y te podemos explicar todas las restricciones que implica fabricarlo por impresión 3D (precisión y resistencia, sobre todo)
  • Trabajas en una constructora o una empresa de arquitectura, y deseas innovar en el mercado presentando maquetas impresas en 3D. Tan solo con los archivos que usas para los renders, con unas pequeñas modificaciones, es suficiente para fabricar las maquetas.
  • Tienes una tienda de disfraces, y quieres ofrecer productos personalizados en temática y tamaño, como máscaras, por ejemplo. Nuevamente, podemos convertirnos en tus aliados, ya que tan solo con una imagen de la máscara que deseas y el tamaño del rostro de la persona podemos fabricarla en cuestión de unos pocos días. Esto implica que puedes ofrecer productos sin necesidad de tenerlos en stock, solo los fabricas cuando te los compran.
  • Trabajas en la industria del calzado, y quieres probar un nuevo diseño antes de pasar a producirlo por miles o millones de unidades. En ese caso, con el archivo 3D podemos asesorarte para imprimirlo en diversos materiales y que pruebes su funcionamiento en un zapato real.
  • Trabajas haciendo moldes, ya sea para velas, piezas mecánicas, ornamentales, estatuas, etc., y quieres hacer pieza bastante compleja pero no tienes el tiempo o el conocimiento. También podemos asesorarte, pues a partir de fotos, bocetos, planos o una pieza física, podemos hacer el modelo 3D (el archivo en el computador) y luego a partir de él realizar la impresión 3D. Participas de todo el proceso de fabricación, desde la generación del archivo hasta la fabricación de la pieza.

Ten presente que, dependiendo de la pieza y su funcionalidad, es factible que podamos fabricar como tal el producto final, y no prototipos, y esto seguramente te ahorrará tiempo y dinero o te permitirá ofrecer un diseño completamente nuevo, único y personalizado. Podemos incluso dar color y acabados artísticos especializados a las piezas. Todo depende de la necesidad que tengas, el tiempo de entrega que nos indiques y el presupuesto.

¿Trabajas en una empresa en la que quieren comenzar a usar la impresión 3D? O ¿Quieres implementar la impresión 3D en tu tienda o negocio? Recuerda que somos tus aliados.

Nosotros queremos asesorarte, porque si a ti te va bien, a nosotros nos va bien.

Kóndoro: imagínalo, nosotros lo fabricamos.

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¿Es dar clic en imprimir y listo?

El proceso de impresión 3D no es sencillo, y además es mucho más complicado que el proceso de imprimir con una impresora de papel, si es que quisiéramos establecer una analogía. 

Cuando se trata de impresión 3D, podemos definir tres fases en la fabricación de una pieza: preimpresión, impresión y postimpresión, cada una de ellas igualmente importante y decisiva para el resultado final en la fabricación de la pieza.

PREIMPRESIÓN

Cuando queremos imprimir en papel, por ejemplo, lo primero que debemos hacer es preparar el texto, imagen, diseño, gráfico, etc, en cuanto a su tamaño, color, tipo de papel, número de copias, si es por una cara o dos, la calidad de impresión -borrador, calidad media, alta calidad- y unas cuantas variables más.

En el caso de la impresión 3D también es necesario preparar el modelo antes de imprimirlo, pero es un proceso mucho más largo y delicado. Una preimpresión equivocada puede conllevar a grandes problemas en la impresión, y puede implicar la pérdida de tiempo y material.

La preimpresión significa por ejemplo analizar si la pieza necesita soportes -es decir, si tiene secciones en voladizo-, si es necesario o adecuado fabricarla por partes -dependiendo de su geometría y tamaño-, si tiene errores de construcción -si tiene paredes muy delgadas o con espesor cero, o mallas abiertas-, y cuál es la mejor orientación para la fabricación -la orientación de la pieza influye en la cantidad de tiempo y material usado, y en el acabado final.

Si la pieza necesita soportes entonces se procede a generarlos automáticamente en algún software de diseño como MeshMixer, o también se pueden usar los que generan por defecto los slicers como Slic3r y Cura. Incluso es posible generarlos manualmente, colocando objetos fácilmente removibles por debajo de las partes que están en voladizo. Dependiendo de la pieza, su tamaño y complejidad, se determina cuál tipo de soporte será mejor, es decir, cuál proveerá mejor apoyo a la pieza, cuál será más fácil de retirar y cuál dejará menos marcas superficiales.  

Si la pieza es muy grande entonces es una buena idea imprimirla por partes. Esto también es útil para reducir la cantidad de soportes necesarios para la impresión, lo cual reduce la cantidad de trabajo de postimpresión, pues ensamblar partes de una pieza es más rápido que retirarle soportes y pulir su superficie, y además deja un mejor acabado. Para imprimir una pieza por partes es necesario usar algún software de diseño que permite cortar el modelo en secciones que encajen exactamente.

Si la pieza tiene errores de construcción, lo cual se puede saber al momento de procesarla en algún slicer -se observa un aviso de advertencia o la previsualización muestra una pieza incompleta-, es necesario repararla con alguna herramienta web o software de diseño. Repetier en sus últimas versiones ya tiene la opción de reparar los archivos, o también se pueden usar otros como ModelRepair o Netfabb. Es necesario tener cuidado al momento de reparar las piezas, pues a veces los modelos son modificados.

IMPRESIÓN

Una vez se ha definido la orientación, soportes, partes y correcciones de la pieza, se procede a imprimirla. Para esto es necesario procesarla en un tamaño de cama que corresponda con la impresora real que se va a usar -de lo contrario la pieza puede quedar incompleta-, elegir las temperaturas adecuadas para el material seleccionado, las velocidades, el infill, los tipos de enmallado, la altura de capa, el número de faldas, Brim, Raft y muchas más variables que juegan un papel importante durante la impresión. 

Por lo general es posible definir todas estas variables una única vez, y modificar solamente la altura de capa y el infill en cada impresión. 

En esta etapa también es necesario preparar la máquina, colocar el filamento, verificar su correcto funcionamiento, y pasarle el archivo .gcode correspondiente. 

POSTIMPRESIÓN

Finalmente, luego de que la pieza ha finalizado -exitosamente- es muy probable que sea necesario algún tipo de proceso postimpresión, como: remoción de soportes, lijado, pegado de piezas, reparación y completado de detalles usando macilla de filamento o aplicación de pintura.

Con todo lo anterior, se evidencia que muchas veces los procesos de preimpresión y postimpresión pueden ser más extensos, complejos y hasta tediosos que el proceso mismo de la impresión, y cada una de las fases influye en el resultado de la siguiente. Incluso a veces es necesario repetir varias veces una o varias de las etapas para obtener una buena impresión 3D.

Así que, podemos decir que no es simplemente hacer clic en imprimir, y listo.

Kóndoro: imagínalo, nosotros lo fabricamos. 

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Modelando e imprimiendo un tanque de 6 metros de altura

A finales de noviembre del año 2016 la empresa Equipos y Montajes de Bogotá nos contactó con el fin de realizar un regalo corporativo para uno de sus clientes. Querían regalarles un modelo a escala de uno de sus tanques de mezclado: un cilindro de más de 6 metros de altura, el cual cumplía la función de mezclar sustancias en su interior por medio de la rotación de unas paletas.

Querían un modelo de unos 25 cm de alto, así que no había problema con el tamaño -en ocasiones nos solicitan piezas de más de 60 cm de alto, lo cual ya empieza a acarrear algunos inconvenientes. Pero había dos aspectos de la solicitud que nos ponían a pensar porque nunca los habíamos hecho: el primero era que no tenían el modelo 3D del tanque, tan solo contaban con un plano básico, y por tanto era deber nuestro generar el archivo, y aunque hacemos modelados todo el tiempo, nunca habíamos hecho uno de un objeto tan grande. El segundo aspecto era que querían que las paletas fueran móviles y que se viera cómo giraban en el interior del tanque. Es decir, querían fabricar una vista de sección del objeto, y que fuera móvil.

En primer lugar, y luego de algunas llamadas telefónicas y correos, resolvimos los asuntos generales de la solicitud: requerimientos, precios y tiempos de entrega. Posteriormente acordamos una reunión con el director de la empresa para que nos mostrara el tanque y de esa manera pudiéramos tomar fotos y medidas de los detalles importantes y/o necesarios. Fue una reunión de poco más de una hora en donde le explicamos nuevamente al ejecutivo cómo funcionaba el proceso de modelado 3D, impresión 3D, ensamblaje de las piezas y acabado artístico.  

Como nunca habíamos realizado ese proceso, tomamos muchísimas fotos y medidas, pues no queríamos invertir más tiempo regresando a la empresa a tomar más datos. Luego de esta etapa, comenzó el proceso de modelado 3D: a partir de las fotos y medidas obtenidas, teníamos que hacer un modelo 3D que permitiera ver el interior del tanque y que además dejara a las paletas suficiente libertad para que giraran. 

No fue un modelado fácil, había muchos detalles, partes y medidas que era necesario suponer o deducir a partir de la información recolectada -a pesar de que era bastante. A final de cuentas nos tardamos casi una semana en terminar el modelo tal como lo quería el cliente: con vista a su interior y móvil. 

En ese entonces, y por la fecha en la que nos encontrábamos, yo ya había viajado a Pereira, mi ciudad de origen, a visitar a mi familia, y todo el trabajo y comunicaciones las estaba haciendo desde allá, así que mi participación en el proyecto prácticamente había terminado. Yo había sido el encargado casi en un 100% del modelado 3D. Ahora era responsabilidad de mis socios continuar y finalizar con éxito el pedido.

Sus responsabilidades consistían en imprimir las piezas, pintarlas si es que no eran impresas del color requerido, pegarlas o ensamblarlas, y entregarlas al cliente. En esos momentos éramos una empresa mucho más pequeña que ahora, teníamos poco más de dos años en el campo de la impresión 3D, y claramente no faltaban los problemas. 

Lo primero que nos retrasó fue conseguir los colores necesarios del filamento para imprimir el modelo. Necesitábamos rojo, azul y gris. No recuerdo muy bien cuál nos hacía falta, y si finalmente compramos un rollo o decidimos pintar las piezas. El caso es que en la correcta fabricación de las piezas -incluyendo repeticiones por impresiones fallidas, y usando solo una impresora-  nos tardamos casi una semana, así que ya estábamos sobre el tiempo para la entrega del proyecto (habíamos dado como tres semanas).

Después de eso vino la etapa de lijado, pegado y ensamblaje. Era necesario tener cuidado porque el cloruro de metileno corre la pintura o puede dañar una pieza si es usado en exceso, y además algunas partes de la pieza debían quedar móviles, no fijas completamente. 

Sin embargo, mis socios lograron terminar con éxito y con muy buena calidad el ensamblaje de la pieza, con unos pocos días de retraso. Fue entregada al gerente de la empresa, quien quedó muy satisfecho, aunque desistió de la idea de solicitar más unidades, pues era en realidad un regalo caro y no podía darse el lujo de entregarlo a muchos de sus clientes.

Fue un proyecto retador, como casi siempre en impresión 3D y más aún en esas primeras etapas como empresa, que puso a prueba nuestras capacidades de trabajo en equipo, tanto de manera presencial como remota, la calidad de nuestra impresión y de los procesos postimpresión que hasta ese momento apenas estábamos comenzando a establecer. Pero quedamos con la satisfacción de haberlo llevado a buen término gracias al trabajo de Kóndoro como equipo.

Somos Kóndoro: imagínalo, nosotros lo fabricamos.

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¿Cómo imprimimos en 3D grandes cantidades de piezas?

Un pedido de 100 piezas de repuesto para una máquina de la industrial textil
Un pedido de 100 piezas de repuesto para una máquina de la industrial textil

En Kóndoro nos previsualizamos como la primera granja de impresión 3D del país. Por tanto, trabajamos constantemente para tener una mayor y más rápida capacidad de respuesta a grandes cantidades de piezas.

Situación

Hace poco nos hicieron un pedido de 170 piezas. Esto corresponde a un pedido más grande de lo que acostumbramos a hacer, así que se presentaba como un reto. Sobre todo porque además el cliente nos exigía una entrega diaria: de 6 unidades inicialmente, y posteriormente 9.

El tiempo de impresión de cada pieza no era mucho, unas dos horas con veinte minutos -hacemos impresiones de 10, 20, 30 o más horas con las máquinas fabricadas por nosotros-, pero el hecho de que fuera un lote tan grande y tuviéramos que hacer entregas diarias complicaba la situación. 

¿Qué hicimos en primer lugar?

Lo primero que hacemos al recibir un pedido de estas características es calcular nuestra capacidad de respuesta si es suficiente para la entrega estipulada.

En este caso, entregar 9 unidades diarias representaba 21 horas de impresión, sin contar tiempos muertos de cambio de vidrio para las bases de las impresoras -nuestras impresoras usan vidrio sobre el cual se imprime la pieza-, cambio de filamento o posibles piezas fallidas. Teniendo en cuenta estos factores, podríamos requerir de unas 23 horas para la impresión de las 9 unidades. 

¿Y listo?

Sin embargo, acá no terminaba el trabajo. Las piezas podían imprimirse con soportes o por partes. Hicimos pruebas de ambos métodos y al cliente le gustaron más en una sola pieza, es decir, usando soportes. Esto implicaba que, luego de imprimir la pieza, debíamos dedicar tiempo a tres procesos de postimpresión adicionales: remoción de soportes, lijado y pintado, pues el cliente deseaba las piezas en color negro. Aunque teníamos filamento negro, no teníamos suficiente para colocar en todas las impresoras que debíamos usar, por el cual imprimiríamos en cualquier color y luego pintaríamos con aerosol, lijaríamos, volveríamos a pintar, y finalmente aplicaríamos laca transparente mate. 

Estos tres procesos de postimpresión para cada pieza representa 30 minutos adicionales, sumaban unas 4.5 horas al tiempo de fabricación de las 9 unidades diarias. Por tanto, el tiempo total de fabricación de estas 9 unidades ascendía a 27.5 horas. 

No podíamos dedicar todas nuestras impresoras a este pedido pues teníamos otros pedidos en curso y además te estar preparados en caso de otros clientes. Así que decidimos usar 4 de nuestras impresoras para la fabricación de este lote. En tres de ellas podríamos fabricar 6 unidades en aproximadamente 5 horas, y en la cuarta podríamos imprimir las 3 unidades restantes en 7.5 horas. Es decir, fabricaríamos las 9 unidades en prácticamente la jornada completa de trabajo. Nos quedaba un poco de tiempo para ir removiendo soportes, lijar y pintar, pero estaríamos sobre el tiempo si planeábamos enviar ese mismo día las piezas al cliente a través de algún servicio de mensajería inmediato como Rappi o Mensajeros Urbanos.

Previendo esta situación decidimos comenzar a fabricar las piezas con dos días de anticipación al primer día de entrega. De esta manera podíamos dedicar un día entero a fabricar incluso más de 9 unidades -dejando las impresoras funcionando durante la noche-, al día siguiente realizar los procesos de postimpresión a estas 9 unidades, y de una vez comenzar la impresión correspondiente al lote del segundo día de entrega. 

Resultado

De esta manera logramos entregar puntualmente 170 unidades durante aproximadamente cuatro semanas, haciendo entregas de 6 unidades diarias al principio, y 9 unidades diarias al final. 

¿Problemas?

¿Que si surgieron problemas? Un montón. En una ocasión hubo una falla eléctrica en la zona, y aunque nuestras impresoras tienen respaldo por UPS, estuvimos sin suministro eléctrico durante un día, lo cual nos atrasó en la producción preestablecida. Este contratiempo lo solucionamos imprimiendo durante un par de fines de semana. En otra ocasión no encontrábamos las lacas color negro mate y el transparente mate que usábamos para dar el acabado artístico, pues ya habíamos acabado el inventario en la ferretería más cercana, así que invertimos un par de horas buscando otro lugar donde conseguir estos elementos. De lo contrario las piezas quedarían con una apariencia diferente.  

¿Qué otros aspectos debíamos mantener bajo supervisión? Era necesario estar atentos a la cantidad de filamento restante -gastamos alrededor de 5 kilogramos- para no tener que parar la producción mientras solicitábamos más material, o para que una pieza no fallara debido a que se acabara el filamento. Debíamos estar pendientes de la cantidad de laca restante -gastamos unos 10 aerosoles negros y unos 5 transparentes- para no perder tiempo mientras íbamos a buscar latas nuevas. Y debíamos supervisar el mantenimiento de las impresoras -para evitar al máximo la cantidad de piezas fallidas. Al final únicamente tuvimos unas 10 piezas con problemas.

Esta experiencia nos permitió afianzar nuestra experiencia con la fabricación de grandes cantidades de piezas, y además nos permitió prepararnos mejor para futuros pedidos, detectando algunos problemas de logística y producción. Siempre estamos fabricando más y mejores impresoras 3D para nuestra granja, de tal forma que podamos tener una mayor y más rápida capacidad de respuesta. 

Porque apuntamos a ser la primera, mejor y más grande granja de impresoras 3D de Colombia. Porque queremos impulsar la tecnología de nuestro país.

Kóndoro, imagínalo, nosotros lo fabricamos.

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La importancia de la primera capa en una impresión 3D

La importancia de la primera capa en una impresión 3D

La primera capa de una impresión 3D es determinante para el resto de la pieza.

Es casi seguro que si aquella queda mal, la impresión fallará. La primera capa no puede quedar ni muy pegada a la cama, ni muy suelta. En el primer caso, cuando la primera capa queda muy pegada, lo cual se nota porque las líneas de filamento quedan aplastadas y muy esparcidas, el problema no ocurrirá durante la impresión, sino luego de esta, cuando se quiera despegar la pieza. Debido a que la primera capa queda muy pegada, pueden suceder varias cosas: la pieza se rompe al despegarla; se puede romper el vidrio; o se puede despegar la pieza pero quedar la primera capa pegada a la cama, lo cual estropea igualmente la pieza.

Si por el contrario la primera capa queda apenas adherida al vidrio, los problemas sí pueden surgir durante la impresión. Puede por ejemplo ocurrir el efecto de warping, que significa que los bordes de la base de la pieza se comienzan a curvar hacia arriba, y la pieza prácticamente se echa a perder. O también puede ocurrir que la pieza se despegue durante la impresión.

Por estos motivos, es necesario prestarle mucha atención a la primera capa de una pieza, imprimirla más lento que las demás, hacerla a una altura de capa generosa – no importa si la pieza se imprime a 0.1, 0.2 o menos, es mejor hacer una primera capa gruesa para que haya buena sujeción, usando por ejemplo 0.3 mm de altura de capa– y estar atento de que no vaya a ocurrir una obstrucción de filamento, ya que esta capa y en general las capas sólidas pueden presentar este problema debido al alto flujo de plástico que se genera.

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Espías, riesgos e impresión 3D.

Robando modelos con ingeniería inversa.

La seguridad en la impresión 3D es un asunto importante cuando se trata de crear prototipos para proyectos originales llevados a cabo por empresas o equipos de investigación, es por esta razón que los archivos necesarios para el trabajo de impresión (los G-Code), están cifrados y es una tarea difícil poder violarlos por mucho trabajo que un hacker haga en ellos. Pero, ¿habías imaginado que los sonidos que produce una impresora 3D durante el proceso son una posible fuente indeseada de información para espías tecnológicos?

Pues sí, los sonidos que produce una impresora 3D, son muy característicos de este tipo de tecnología y por ello, así como es posible hacer que la impresora produzca el sonido de cualquier canción imaginable con un patrón de movimientos, también es posible obtener mucho más que un esbozo del objeto que se está imprimiendo con tan solo grabar todos los sonidos que el aparato haga durante su funcionamiento.

Lo anterior no es una especulación, el profesor Mohammad Al Faruque, es el líder de un grupo de investigación denominado Advanced Integrated Cyber-Physical Systems de la “Universidad de California, Irvine” el cual, junto con un equipo de investigadores, demostraron que con un Smartphone, o cualquier dispositivo con capacidad de grabación de audio, se puede recoger información bastante precisa acerca de la dirección y cantidad de movimientos que ha realizado una impresora 3D, para ser procesados posteriormente y obtener mediante ingeniera inversa la forma del objeto en cuestión, dejando en claro que se puede robar propiedad intelectual, información confidencial o cualquier clase de información que representen las figuras impresas.

El equipo ha realizado algunas pruebas obteniendo modelos que mantienen una similitud de hasta el 90% con respecto al objeto original. Esto es grave para empresas que quieran conservar en secreto los prototipos de sus productos antes de ser lanzados incluso como conceptos.

El modelo de ataque acústico es como se ha descrito la filtración de la información:

Como se ha dicho antes, todo inicia con la grabación de los sonidos, pero la parte que revela todos los secretos es el “aprendizaje automático”, o aprendizaje de máquina. Esto quiere decir que el atacante deberá desarrollar algoritmos capaces de predecir el comportamiento del cabezal, a partir de la información no estructurada, para descifrar en qué coordenada se realizaron los movimientos, basados en la frecuencia de onda que haya presentado el sonido en cada instante de tiempo. Posteriormente se obtiene el G-Code con las instrucciones que debe seguir la impresora 3D y con ello, es posible obtener una copia 90% acertada del objeto impreso originalmente.

Al Faruque ha advertido que en la mayoría de empresas que manejan este tipo de tecnología, no se monitorea ni a los empleados encargados de la impresión ni a los que frecuentan el área, por lo que obtener las grabaciones es relativamente fácil y si esto llega a suceder, las empresas víctimas se verían gravemente comprometidas tanto intelectual como económicamente, convocándoles grandes pérdidas, al mismo tiempo que las empresas de impresión pierden confianza ante los clientes, cayendo en una potencial amenaza de espionaje corporativo e incluso espionaje gubernamental en casos donde el Estado esté involucrado en el proceso de impresión 3D.

-“No hay manera de proteger estos sistemas de un ataque de este tipo hoy en día, pero posiblemente habrá manera en el futuro.”- dice el profesor Mohammad Al Faruque.

El equipo explica que el problema fue planteado durante el verano de 2015, aun cuando la seguridad no era el área de su interés, pues ellos trabajaban en la relación entre el flujo de información y energía.

El profesor Al Faruque hace énfasis que como la ley de la conservación de la energía indica, esta no puede ser destruida, es decir, no puede desaparecer simplemente, pues lo único que sucede es que se transforma en otro tipo de energía, es sus propias palabras:

– La energía electromagnética (se transforma) en energía cinética, por ejemplo. Algunas formas de energía se traducen en otras significativas y útiles; otras se convierten en emisiones, que pueden revelar involuntariamente, información secreta- ”

Así fue que llegaron a la conclusión de que seguir sobre este análisis aportaría un trabajo sobre seguridad muy útil para la Universidad de California Irvine, para muchas agencias de seguridad y para todos los tecnólogos interesados en la impresión 3D.

La manera en que dieron a conocer mundialmente su investigación fue presentándola al público el 14 de abril de 2016, en Viena, Austria, en la Conferencia Internacional sobre Sistemas de Ciberfísicos, exponiendo al mundo, la importancia de proteger el sonido que provocan las impresoras 3D al trabajar.

Por último, se plantean algunas posibilidades para resguardar la información, desde ideas ya realizables como la adición de ruido blanco a la impresión para que dificulte su interpretación, hasta la construcción de nuevas impresoras que no emitan sonido alguno al imprimir.

Cualquiera de ellas tendrá que ser bastante analizada, pues con la primera, la seguridad sigue sin garantizarse ya que implementando al modelo de ataque acústico una etapa de filtrado adaptativo con algoritmo LMS o RMS, sería factible nuevamente tener el sonido original emitido, incluso con redes neuronales con aprendizaje artificial se obtendrían resultados satisfactorios para el espía.

Crear una impresora que no emita ruido, por otra parte, requiere de un tiempo de desarrollo que deja el problema descubierto a mediano plazo, por lo que las soluciones inmediatas son evitar la cercanía de cualquier clase de dispositivo con capacidad de grabación con la impresora, o aislar el ruido manteniendo las impresoras lejos y evitar el contacto con cualquier persona que no tenga que estar estrictamente en al área de impresión.

Los delitos del futuro son cada día más reales, y la seguridad es un tema que avanza tan vertiginosamente como la tecnología misma, por eso se ha convertido en un campo con tanto potencial, pero con mucho riesgo si no se obtienen los resultados esperados.

Por ahora, queda reflexionar qué otras amenazas inesperadas surgen del simple descuido humano, del ingenio que se aprovecha de las vulnerabilidades o de los detalles pocas veces percibidos como importantes.

Para conocer la investigación presentada por el equipo de la Universidad de California, Irvine, ver el siguiente video:

Ver ” Acoustic Side Channel Attack – Additive Manufacturing (3D-Printer) ” en YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=DlOHnp_gpGs

Escrito por Mario Alberto Aguilar Olea.

Para mayor información relacionada con Advanced Integrated Cyber-Physical Systemsvisita: http://aicps.eng.uci.edu/

Video “Acoustic Side Channel Attack – Additive Manufacturing (3D-Printer)” perteneciente al canal de YouTube AICPS.

Figura 1: Obtenida de la página de Kóndoro, sección Galeria,/Prototipos. https://kondoro.com/galeria/

Figura 2: Obtenida del video ” Acoustic Side Channel Attack – Additive Manufacturing (3D-Printer) ” en YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=DlOHnp_gpGs

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Tipos de enmallado – Fill Pattern- en impresión 3D

Tipos de enmallado – Fill Pattern– en impresión 3D

En la impresión 3D podemos hablar de varios tipos de software que son fundamentales. Está el software que 1) nos permite modelar en el computador, está aquel que 2)controla la impresora y que se encuentra almacenado en el controlador de la misma (por lo general una placa arduino, y este software es llamado firmware), está el que 3) nos permite comunicarnos con la impresora desde el computador (como Repetier, Pronterface, CURA, etc.) y finalmente está el que 4) realiza la operación fundamental de la impresión 3D, que es el slicing tajado de la pieza y el cálculo de los movimientos de los motores.

Uno de estos software de slicing es Slic3r, que es un software open source (como la mayoría de herramientas del mundo maker). Una de las múltiples opciones de este software es la generación de diferentes tipos de enmallado o fill pattern, es decir, la forma como rellena una pieza para darle una determinada densidad.

Slic3r nos ofrece ocho tipos de patrones de relleno, que son:

  • Rectilinear:
  • Line
  • Concentric
  • Honeycomb
  • 3D honeycomb
  • Hilbert Curve
  • Archimedean chords
  • Octagram spiral

Es posible que estos distintos tipos de enmallado tengan efectos diferentes en las características mecánicas de la pieza. Sin embargo, hay poca documentación al respecto, así que la elección entre uno y otro la mayoría de las veces está guiada únicamente por la estética. También es necesario tener en cuenta que algunos de estos patrones toman más tiempo en imprimirse que otros. En la mayoría de las ocasiones, el enmallado que se usa es el honeycomb.

También es necesario mencionar que no con todos los tipos de enmallado se puede alcanzar una densidad del 100%. Por ejemplo, con el enmallado tipo honeycomb no es posible, pero con el line sí. Y también es interesante saber que se pueden usar estos enmallados, a excepción de honeycomb3d honeycomb y line para hacer las capas sólidas (es decir, las capas inferiores y superiores de la pieza, que son las que quedan a la vista) de una pieza.

Para terminar, la siguiente imagen muestra una misma pieza impresa con los diferentes tipos de enmallado:

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Parámetros que se pueden modificar en una impresión 3D

Parámetros que se pueden modificar en una impresión 3D

En otros artículos ya hemos hablado de la altura de capa -layer heigh-, la densidad -fill density- y el tipo de enmallado -fill pattern- en un impresión 3D, parámetros fundamentales a la hora de imprimir una pieza. Sin embargo, los software de slicing ofrecen una cantidad increíble de opciones para modificar al momento de imprimir. Y es sobre algunos de estos parámetros un poco desconocidos, específicamente de Slic3r,  que vamos a hablar ahora, porque es importante que los usuarios de esta tecnología sepan que opciones existen y de esta manera puedan fabricar de la mejor manera posibles sus piezas.

First Layer heigh: determina la altura de la primera capa de la pieza, que puede ser diferente al resto de las demás. Normalmente es mayor que el resto de capas.

Vertical shells/perimeters: determina el número de perímetros (paredes) que tendrá la pieza. Se trata del número de capas laterales de la pieza. Por lo general se usan 2.

Horizontal shells/solid layers – Top y Bottom-: son las capas sólidas que van arriba y abajo de la pieza y cubren el enmallado. Son muy importantes para la calidad final de la pieza.

Top/bottom fill pattern: se trata del tipo de enmallado usado para las capas sólidas superiores e inferiores, el cual puede ser diferente al usado para el resto de la pieza.

Skirt: se trata de una serie de capas que se hacen antes de comenzar a imprimir la pieza, y que la rodean a una cierta distancia. Se utiliza para verificar que el filamento está saliendo con la presión suficiente y para limpiar el hot end.

Brim: consiste en hacer más ancha la primera capa con el objetivo de conseguir más superficie de agarre a la cama.

Raft layers: son unas capas que se realizan antes de la primera capa, con el objetivo de evitar el warping. Es necesario tener en cuenta que luego de la impresión deben retirarse estas capas, y en ocasiones no es sencillo y la pieza puede resultar afectada.

Slic3r cuenta con muchas más opciones relacionadas con la impresión de los perímetros, la posición de inicio de cada nueva capa, el tipo y forma de relleno (ya sea para acelerarlo o ralentizarlo), generar material de soporte, modificar las velocidades de impresión, usar más de un extrusor y definir las tareas de impresión que cada uno debe efectuar (uno hace perímetros, otro relleno, etc), definir el diámetro del filamento, la temperatura de impresión de la primera capa y de las demás, la temperatura de la cama para la primera capa y para el resto, entre otros.

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Cómo diferenciar entre ABS y PLA

Cómo diferenciar entre ABS y PLA

En ocasiones tenemos filamentos de material desconocido, ya sea porque los teníamos guardados, o nos los regalaron, o cualquier otro motivo. El principal problema de esta situación es que si no sabemos el tipo de material, no sabemos a qué temperatura debemos extruirlo. Esto se puede averiguar directamente en el extrusor, variando la temperatura y extruyendo poco a poco, pero corremos el riesgo de que algo le pase a la impresora, como que se tape el hot end, por ejemplo.

Así que sería útil poder averiguar el tipo de material de alguna otra manera. Nosotros nos dimos a la tarea de al menos identificar alguna diferencia entre el PLA y el ABS, que son los polímeros más utilizados, y encontramos un método para identificarlos rápidamente.

Únicamente se necesita un encendedor. Se quema un extremo del filamento, y se observa su comportamiento.

Si se trata de ABS, surgirá una llama grande, humo negro – sin importar el color del filamento-, comenzará a oler fuertemente a plástico quemado y quedarán partículas quemadas flotando en el aire

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Burning and reconizing ABS by its odor

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Si se trata de PLA, apenas si se verá la llama, no saldrá humo, y el filamento comenzará a derretirse lentamente.

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Buning and recognizing PLA by its odor and flame

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Cómo preparar y aplicar la macilla de ABS para reparar o pegar piezas

Cómo preparar y aplicar la macilla de ABS para reparar o pegar piezas 

¡Hola chicos y chicas de la comunidad maker!

En este articulo vamos a explicar la manera que hemos encontrado nosotros para preparar una macilla de ABS muy útil a la hora de reparar piezas dañadas, o pegar piezas grandes que quedan con grandes aberturas en sus uniones.

Preparación

Para preparar esta macilla (que aún no tiene nombre, así escuchamos sugerencias) podemos utilizar restos de impresiones, piezas fallidas o pedazos de filamento. En últimas, lo que necesitamos es el material (nosotros siempre hemos hecho la macilla con ABS, no sabemos cómo funciona con otros materiales). Estos restos de impresiones o piezas fallidas, se cortan, parten o trituran (no es necesario molerlas, tampoco) y se echan en un recipiente GRANDE de vidrio. En este recipiente se vierte cloruro de metileno, en la cantidad que uno desee. Se puede empezar con un poco, y dependiendo de la consistencia con la que quede la macilla, se puede ir agregando más. El objetivo es que quede un material viscoso fácil de esparcir. A medida que se echa el cloruro, se debe ir revolviendo el material derretido.

Aplicación

Como ya se mencionó anteriormente, esta macilla es útil cuando las piezas quedan con agujeros, o con partes hundidas, o cuando se van a pegar dos piezas grandes en donde el cloruro de metileno puro no es suficiente. Así que en cualquiera de los casos se procede a aplicar la macilla, usando una espátula, sobre la región que se quiere reparar, esparciéndola de tal forma que cubra el agujero, el hundido, o que cubra la unión entre las piezas pegadas. Cuando se aplique la macilla, debe hacerse rápido, pues el cloruro de metileno se evapora a temperatura ambiente, motivo por el cual la macilla se solidifica rápido. Además, es necesario dejar siempre tapado el frasco donde está el resto de la macilla, por la misma razón.

Tips

Luego de aplicar la macilla, ésta tarda alrededor de 24 horas en estar totalmente dura. Mientras se aplica, se recomienda darle la forma más parecida a la que va a tener finalmente, es decir, no echar un pegote y esperar a que seque, porque luego se debe lijar.

Finalmente, luego de estar seca completamente, se puede proceder a la etapa de lijado.

Si lo desean, pueden ver el video relacionado con este artículo, para que tengan más claro el procedimiento.

¡Saludos comunidad!, que la fuerza nos acompañe, y creamos que el mundo se puede cambiar con pequeñas acciones.

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30 Tips para imprimir en 3D

30 Tips para imprimir en 3D

¡Hola compañeros makers! En este artículo vamos a hablar sobre algunos tips y consejos acerca de la impresión 3D que hemos aprendido con el transcurrir del tiempo, con muchas pruebas que hemos hecho, con grandes errores, y también leyendo y escuchando a otras personas.

Así que toma nota, y trata de tener los siguientes elementos a la mano al momento de imprimir:

1. Laca para cabello. Nosotros usamos una amarilla, marca Duvy Class (ojo, no es publicidad, jajaja, no tenemos acciones en esa empresa, solo que lo decimos porque hemos tenido buenos resultados), la cual aplicamos sobre el vidrio, para que las piezas se peguen bien. Hemos probado con otras lacas, pero han surgido problemas como que las piezas se pegan mucho al vidrio, y al retirarlas se dañan, o que por el contrario no se pegan bien, y a la mitad de la impresión se despegan. También optamos por la laca en lugar de la cinta kapton o cinta aislante azul, porque es más barata, más fácil de aplicar y más fácil de retirar (sale con agua)

2. Luego de que una pieza se termina de imprimir, si usaste cama caliente, deja que se enfríe, y ella misma se va despegando. Luego de unos 10 minutos, ya se puede sacar fácilmente con la mano, o si no, con el bisturí. Te das cuenta que la pieza ya está lista para retirar porque está fría, y porque en el transcurso de esos 10 minutos escuchaste cómo iba crujiendo al despegarse.

3. No existe una cantidad máxima de laca que pueda echarse sobre el vidrio, eso lo determinas tu. Pero sí ten cuenta que la laca va formando capas extra, lo cual puede impedir que el filamento salga correctamente del hotend, pues la distancia éntre el nozzle y el vidrio se va disminuyendo debido al exceso de laca. Así que cuando ya veas muy sucio el vidrio, lávalo.

4. Si usas vidrio sobre tu cama caliente, es buena idea tener al menos dos vidrios, de tal forma que cuando acabas una impresión, no dejas que se enfríe la cama caliente sino que retiras el vidrio con la pieza, colocas el otro, y comienzas a imprimir nuevamente. Esto te ahorra tiempo, pues la cama caliente se tarda bastante en calentarse (como 10 minutos, a comparación de los 2 o 3 que tarda el hotend), y también representa algún ahorro en energía eléctrica (y en la cuenta de tu luz), porque la cama consume más energía cuando se está calentando que cuando ya está caliente y únicamente mantiene la temperatura.

5. Un bisturí, para retirar las piezas de la cama caliente. Nosotros usamos vidrio sobre ésta última, así que con el las piezas salen fácil, y además puedes aprovecharlo para limpiar los pedazos de material que hayan quedado pegados al vidrio. ¡OJO!, pues si usas cinta kapton o cinta aislante azul sobre el vidrio, usar el bisturí puede causar daños. En esos casos casi que el bisturí ni se necesita, pero te puedes ayudar de él para levantar un pedazo de la pieza y luego sí retirarla con la mano.

6. Una pinza o un cortafrío, para retirar el filamento que sale del hotend cuando éste empieza a calentarse. Siempre sale un poco de filamento cuando uno enciende la impresora, y dejar que se pegue al hotend es mala idea, pues el plástico se termina quemando y torna negro el hotend. Además del aspecto estético, este plástico quemado podría llegar a taparlo.

7. Una de las primeras cosas que debes hacer cuando tengas tu impresora, es colocar el rollo de filamento sobre algún carrete o tubo, de tal modo que el filamento se desenrolle fácilmente y sin enredarse. Nos pasó muchas veces que, teniendo el rollo de filamento a un lado de la impresora, sin ningún carrete o tubo para que pudiera girar, la impresión fallaba debido a que nos íbamos y dejábamos la impresora sola, y en algún punto el filamento se enredaba y el extrusor no lo podía jalar. Dejar una impresora sola requiere de bastante experiencia, necesario imaginarse todo lo que pueda salir mal.

8. Dependiendo del modelo de impresora que compres o que hayas construido, ten presente siempre sus limitaciones físicas. Por ejemplo, nosotros tenemos varias Prusas iteración 2, y debido a su estructura triangular, el extrusor puede llegar a estrellarse con alguna de las varillas, ya sea cuando está imprimiendo, o cuando termina la impresión, pues el carro retorna el origen, y si está muy alto (debido a una figura alta), pues se va a chocar con las varillas.

9. Antes de comenzar una impresión, es bueno que extruyas un poco de filamento, de tal forma que cuando la pieza comience a ser impresa, el filamento salga desde el principio. Si no lo haces, tal vez la primera capa de la pieza (o más, si es muy pequeña), queden con poco filamento. Esto sucede porque muchos hotend deben llenarse internamente de filamento para que la presión comience a hacerlo salir.

10. Si durante una impresión deja de salir filamento repentinamente, verifica que el extrusor sí esté jalando. Si no, las causas pueden ser: los tornillos del extrusor se aflojaron, así que toca apretarlos; el filamento tiene una sección de mayor diámetro que no cabe por el hotend, así que lo mejor es pausar la impresión, sacar el filamento y cortar esa parte más gruesa, para luego volver a insertar el filamento en el hotend; el driver del extrusor está fallando, porque ya se dañó o por sobrecalentamiento (por eso es recomendable ponerle disipadores a los drivers, y si es posible, ventilación directa); o finalmente, porque el filamento se enredó y el extrusor no puede jalar.

11. Una lima de uñas, o lija. Son útiles para quitarle pequeños imperfectos a las piezas, o para darles un mejor acabado en general. También se usan para el lijar el hueso duro.

12. Cloruro de metileno, para pegar piezas o darles una textura lisa o brillante.4

13. Pinceles, para echar el cloruro de metileno.

14. Jeringas pequeñas, para echar también el cloruro.

15. Frascos de vidrio, para echar el cloruro. Es bueno tener de varios tamaños, incluso algunos grandes donde se puedan sumergir grandes piezas.

16. Un embudo también de vidrio, para poder transpasar de recipiente el cloruro.

17. Hueso duro (también conocida como macilla para autos), que sirve para dar un acabado liso y suave a las piezas. Útil sobre todo para piezas grandes.

18. Una espátula, para poder aplicar el hueso duro. Además de esto, cucharas y vasos desechables, para poder revolver y preparar dicho material.

19. Un calibrador puede llegar a ser útil para medir las piezas terminadas, y verificar que quedaron con las dimensiones correctas.

20. Una báscula pequeña, útil para pesar cuánto queda de filamento, o cuánto pesa una pieza.

21. Un recipiente donde puedas echar todos los residuos de impresión, o piezas malas. En algún momento los podrás reciclar.

22. De vez en cuando limpia tu impresora, apriete tornillos, quite el polvo y échale aceite a los ejes y varillas.

23. La primera capa de la impresión es la más importante de todas. Si ésta queda mal, lo más probable es que la pieza se despegue en cualquier momento. Así que la distancia entre el nozzle y el vidrio es muy importante.

24. Para determinar la distancia adecuada, fíjate que la primera capa salga como aplastada contra el vidrio, pero sin llegar al límite de que el filamento no pueda salir. Se debe ver el filamento, no una medio marca del mismo.

25. No es buena idea dejar el hotend encendido con filamento adentro por mucho tiempo y sin extruir nada, porque el filamento se va derritiendo poco a poco, aumenta su diámetro, y luego no puede ser extruido, por lo que toca sacar el filamento y cortarle ese pedazo. Por eso siempre que se tenga el hotend prendido con filamento puesto, es necesario estar extruyendo.

26. Cuando un soporte de una pieza se cae, prácticamente se puede decir que la pieza se dañó. Una opción es repetir la pieza desde el punto donde quedó, pero eso implica medir dónde quedó la pieza, cortar el modelo 3D en ese punto, y comenzar a imprimir de nuevo. A veces no funciona, porque los programas que cortan objetos dejan dañado el archivo STL, y hay problemas al utilizar el slicer.

27 Es necesario aprender a reaccionar en medio de una impresión. A veces toca pausarla, cambiar el filamento, o comprobar que sí está saliendo, o cualquier otra cosa, y esto toca hacerlo rápido, de manera precisa, y sin tensionarse.

28. Es útil tener la impresora conectada a una UPS, pues da un margen de tiempo para terminar una pieza en caso de que haya un corte de energía eléctrica.

29. Es igualmente útil imprimir las piezas desde la SD de la impresora, pues no estás sujeto a la velocidad de tu computador, ni a riesgos como que se apague, se trabe, se reinicie por actualizaciones, y un sin fin de posibilidades más.

30. Finalmente, si estás imprimiendo desde el computador y no desde la SD, no es buena idea manipular el software de impresión, como Repetier, CURA o Pronterface, ni el slicer, como Slic3r, Skeinforge o CURA, durante una impresión, pues hacen lenta la comunicación con la impresora, y uno ve como cuando hace algo en el software, la impresora para durante unos instantes, lo cual puede ocasionar fallas en las instrucciones recibidas (que se salte una),y por tanto que se dañe la pieza que se está imprimiendo. Si quieres hacer la prueba, mueve el objeto 3D en el software durante una impresión, y verás como la impresora se traba a veces.

Seguramente hay muchas más sugerencias y tips al momento de imprimir una pieza. Las anteriores son la mayor parte de las que hemos aprendido hasta ahora, pero obviamente estamos atentos a lo que ustedes nos puedan decir con base en sus experiencias.

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