Instituto Tecnolgico de Nuevo Laredo

Departamento de Ingeniera Elctrica Electrnica Mecatrnica

Especialidad: Ing. Mecatrnica

Materia: Taller de Investigacin II

Proyecto: Impresiones 3D

Alumno: Set Alejandro Alfaro Castro

No. Control: 12100535

Maestro: Ing. Jaime Ramrez Aguilar

Nuevo Laredo, Tamaulipas a Marzo del 2015Dedicatoria(En proceso)

Indice ( Esperando que termine para ordenar el ndice)

Indice de tablas y figuras (Esperando que termine para ordenar tablas y figuras)

PROLOGOEste documento contiene la investigacin realizada a lo largo del semestre que comprende los meses de enero a mayo del 2015, aproximadamente.Se presenta un reporte final de todo lo que conlleva un proyecto de investigacin a nivel superior: desarrollo de la investigacin (indgaciones, trabajo de campo, entre otras cosas), anlisis de la informacion, etc.El documento se reviso con rigurosa dedicacin de acuerdo a las normas establecidas en la norma ITNL-DIEE-AIEE-E01-2000 (para el desarrollo de la memoria de un proyecto) y asi posteriormente ser revisado por el profesor en curso actual de la materia de Taller de Investigacion II.La intencin de este reporte es que futuras generaciones tengan base para la elaboracin de un proyecto de investigacin y a la vez para el tema desarrollado en el mismo, que sirva de apoyo para anlisis y mejoramiento de informacin til para el provecho del lector.Concluyendo este apartado se recomienda mucha precaucion al leer el contenido del proyecto, ya que cada cosa es una cadena de la otra y al perder la secuencia causara un dificl entendimiento del tema que se desarrollara a continuacin.

INTRODUCCION La impresin 3D es un tema que tiene mucha relevancia hoy en dia dado que su uso se esta ampliando y no solo eso tambin a llegado a compaas, empresas, locales, todo lo que involucre grandes, medianas y pequeas empresas pero aun asi al dia de hoy la impresin 3D no es todava un fenmeno masivo en el mbito domstico, o como mnimo podramos decir que no ha llegado a convertirse en un objeto cotidiano en el hogar, como s lo son las impresoras de tinta convencionales. Mucha gente desconoce los conceptos fundamentales de la impresin 3D y por ello vamos a intentar resumirlos brevemente en esta investigacin.Se abarcaran varios temas de sumo inters al lector como lo son desde conceptos bsicos a algunos mas avanzados que tienen un seguimiento continuo al punto que se quiere llegar de esta investigacin.Algunos de estos sern lo bsicos desde que es una impresora 3D?, Qu es la fabricacions por adicion?, Tipos de Impresoras?, Conocimientos que se requieren para el uso de impresin 3D?Estos y muchos mas conceptos e interrogantes mas, sern contestados en esta investigacin asi desde la historia hasta lo mas tecnolgico que se encuentra actualmente en el mercado El ENUNCIADO DEL PROBLEMA Y SU FORMULACIONEnunciado del problemaHoy en dia la preocupacin de muchas empresas y locales de adquirir productos a bajo costo es algo dificil dado que ao con ao se inventan cosas mas novedosas y costosas para uso rudo que no muchas personas pueden costear o si pueden pagarlo para las ganancias serian reducidas mucho y es aqu donde entran las impresiones 3D ya que no solo pueden crear figuritas para entretenimiento sino modelos, maquetas, piezas, tiles que se usan en empresas y haci facilitar el trabajo de la misma y pueden ser creadas a bajo costo dependiendo del mtodo que se quiere utilizar.Para aprovechar al mximo nuestro dinero y/o inversin es necesario conocer esta nueva tendencia que esta surgiendo.Las impresoras 3D van a ser la solucin y a la vez el inicio de muchos problemas relacionados a imprimir objetos en 3D. En algunos pases si no es que en la mayoria, ya salieron a la venta impresoras en 3D en un precio que ronda los 15-25 mil pesos mexicanos eso si son las mas economas y de uso muy domestico. Se dice que estas impresoras podrn causar tanto una revolucin hogarea como industrial ya que la precisin de los artculos es muy interesante. Para imprimir un objeto en 3D hay que escanearlo primero en 3D. No solo se podr hacer una rplica de un producto, sino que se podr imprimir un objeto desde un archivo. De esta forma, podremos realizar un objeto que queramos, en unas pocas horas (alrededor de 2, dependiendo de la impresora 3D en particular). Otra forma de fabricar objetos es dibujar uno en la computadora con las medidas y la forma que queramos y luego pasarlo a un archivo para poder realizarlo en 3D. Como ingeniero mecatronico la innovacin es algo primordial , y uno de los mayores problemas que se presentan en las industrias mas las que recin empiezan son los altos costos de piezas que necesitan por eso la revolucin de estas impresiones 3D es muy imporante en pocas palabras se tiene que llegar a solucionar esta problema de altos costos ya que si no se hace mucho locales podiran ser afectados.En algunas aplicaciones industriales se requiere de muchas piezas en grandes cantidades ya se de engranajes, tornillos, clavos etc y por ende tambin existen muchos altos costos para su produccin y todo esto contribuye a que no se usa ampliamente el termino de Impresiones 3D

Formulacion del ProblemaCul seria la ventaja del uso de impresiones 3D en la industria, comercio, el uso domestico?Se podrn reducir costos al aplicar este termino?Hay beneficios tanto al comprador como al proveedor?En cuales mbitos seria viable el uso de la impresin 3D?

OBJETIVOSGENERALConocer de que manera influirn el uso de las impresiones 3D en la industrias, comercio, casa o donde quiera que se pueda aplicar este concepto tanto de manera global, local y como persona.ESPECIFICOS1. Conocer el uso de impresiones 3D en diversos mbitos.2. Conocer instrumentos y formas para la aplicacin de dicho concepto.3. Determinar de que manera influye este concepto en mbitos distintos.4. Observar como actan las personas y/o maquinaria que se cree mediante este proceso nuevo que esta surgiendo y agarrando fama5. Ventajas y Desventajas que se aplican para este concepto

JUSTIFICACIONTEORICA Este tema es de mucho inters para las nuevas personas que desean ser emprendedores y no hallan como hacerlo ya que hay muchas empresas que ocupan digamos lo que uno quiere emprender y eso no solo puede resultar en fracaso si no en grandes perdidas tanto econmicas a nivel personal y posiblemente a nivel nacional pero si se conocen nuevas conceptos como el de esta investigacin se puede enprender de muchas maneras desde crear figuras alusivas a un juego para vender su reproduccin hasta crear partes de maquinas y no solo eso se reducirn costos y la efectividad podra ser la misma o superior.Para eso tienen sus ventajas y uno de los problemas que se pretende resolver es el desempleo y los altos costos ya que este nuevo termino se puede emplear como uso personal en casa y no gastar tanto como inversin primaria , y dado que es un tendencia nueva muchos curiosos compran para probar este nuevo proyecto.Y lo mejor de todo es que ambos el que compra y vende son beneficiados por este nuevo mtodo de fabriacion por adicion que mas adelante se hablara de este punto.Con este apartado quiero generar conciencia de lo que uno se esta perdiendo estancado en mtodos clsicos de produccin que si pueden ser viable pero como ingenieros se debe buscar reducir costos y aumentar produccin conceptos bsicos que no se deben perder de vista si se quiere salir adelante en el mundo del trabajo. PRACTICALos avances en impresin 3D permiten resolver problemas que antes eran imposibles de solucionar. Adems de soluciones estticas o de prototipado rpido, hoy se pueden fabricar prtesis de metal o plstico a la medida, o incluso rganos con menor probabilidad de rechazo gracias al uso del ADN del propio paciente.Si bien actualmente la demanda en este segmento todava es muy baja, Toms Chernoff, del staff de Robtec Argentina, se muestra optimista y confa que poco a poco las impresoras se irn metiendo en los hogares. "La gente tiene que entender la utilidad de las impresiones: por ejemplo, si de repente necesits un objeto domstico cualquiera o se te rompe la perilla del horno, del lavarropas o la manija de un cajn, una impresora 3D -por un costo mnimo- te resuelve el problema", asegura.En otras palabras podrn ser muy viables si se usan correctamente y los conocimientos que se necesitan no son muy avanzados dado que los softwares son fciles de usar el nico inconveniente si acaso seria la primera inversin pero puedo ser de hasta 25 mil una econmicas hasta los 100 mil una mas avanzada.

LIMITACIONESTIEMPOLa investigacin se llevara acabo en 16 semanas, aproximadamente, que forman parte del semestre en curso: enero-mayo 2015. Tambien se presenta la semana de bandas de guerra en el Instituto Tecnologico de Nuevo Laredo, pero consideramos que se trabajara en ese tiempo tambin pero este es un factor ya que se requiere de una buena investigacin meticulosa ya que este tema apendas esta agarrando tendencia y no hay mucha informacin fiable en internet y mucho menos libros ya que al ser un nuevo tema apenas se esta desarrollando por lo tanto se necesitan de tiempo para leer y seleccionar informacin til y verdica al lector.ESPACIO O TERRITORIO No se cuenta con espacio designado en el Instituto Tecnologico sobre este tema por lo tanto desarrollarlo ser por mi propia cuenta en investigaciones de campo e internet para formular un buen proyecto til al lectorRECURSOSAl ser un estudiante apenas de universidad no se tiene un ingreso econmico bueno por lo tanto no puedo costear un equipo de impresora 3D pero si les puedo cotizar lo que vale un equipo en un aproximado por si alguien quiere adquirir uno y el precio seria de $12,000 sin incluir los talleres para el uso del mismo.A continuacin presinto lo que incluye esta cotizacin:

Especificaciones Tcnicas:

Area de impresion: 20cm x 20cm x 20cmResolucion maxima: 100 micrasAltura de Capa: 0.1 a 0.4 mm, dependiendo de la resolucion que el usuario desee.Extrusor: Mas de 300 grados C, lo cual permite utilizar mas materiales que solo los convencionales:Filamento: 3mm, tal como PLA y ABS, Nylon, PVA, Polycarbonato y Laywood.Cama Caliente: Incluida, max 135 grados C.LCD para operacion con memoria SD,Alimentacion: 110 VCA

Incluye herramientas para el armado:

1 pinza de punta y corte1 desarmador1 esptula1 memoria SD (para imprimir sin necesidad de conectarse al puerto USB1 cable USB 1 kit de llaves Allen.Software, el cul podrs descargar desde una liga que te enviamos.Soporte a travs de correo electrnico y telfono.Manual de UsuarioManual de armado -Kit de impresora

MARCO DE REFERENCIAANTECEDENTESEn 1984, Charles Hull, co-fundador de 3D Systems, invent la estereolitografa, un proceso de impresin que da como resultado objetos 3D tangibles creados a partir de informacin digital. Esta tecnologa se emplea para crear un objeto 3D a partir de una imagen y permite a los usuarios probar un diseo antes de invertir en un programa mucho ms grande de produccin.Cmo funciona la impresin 3D?Las impresoras 3D funcionan como las impresoras de inyeccin de tinta. Pero en lugar de tinta, depositan el material 3D en capas sucesivas para crear un objeto fsico a partir de un archivo digital.Cronologa1992. La primer mquina de estereolitografa fue creada por 3D Systems, con un rayo ultravioleta que solidificaba un fotopolmero. Este es un lquido muy similar a la miel con el que se construyen partes tridimensionales capa por capa. Los resultados no fueron perfectos, pero esta mquina demostr que algunas partes complicadas pueden crearse en muy poco tiempo.1999. Se implantaron en humanos los primeros rganos modificados por medio de implantes arteriales impresos en 3D y cubiertos con clulas del paciente. Esta tecnologa se desarroll en el Instituto Wake Forest para Medicina Regenerativa, y sirvi como inicio para otras estrategias para desarrollar ingeniera de rganos, incluso imprimirlos.2002. Los cientficos disearon un rin miniatura completamente funcional capaz de filtrar sangre y producir orina diluida en un animal. Este desarrollo fue el inicio de la investigacin para imprimir rganos y tejidos usando tecnologa de impresin 3D.2005. El Dr. Adrian Bowyer de la Universidad de Bath fund RepRap, una iniciativa open-source para crear una impresora 3D que pudiera imprimir sus propias partes. Este proyecto buscaba democratizar la fabricacin de objetos cotidianos por medio de la impresora.2006. En este ao aparecieron los primeros dispositivos de SLS (sinterizacin lser selectiva). Esta mquina usa un lser para convertir materiales en productos 3D, lo cual fue un inicio para la produccin en masa de objetos cotidianos, partes industriales e incluso prtesis. Tambin durante este ao se cre Objet, un sistema de impresin 3D que puede imprimir con materiales diversos como elastmeros y polmeros, y hace posible que una pieza se pueda hacer de diferentes densidades y propiedades.

2008. El proyecto RepRap lanz Darwin, la primer impresora auto-replicante que puede imprimir la mayora de sus componentes, lo cual permite a alguien que ya cuenta con una, imprimir otras para sus amigos. Tambin en este ao camin la primer persona con una impresin de prtesis 3D, la cual inclua la rodilla, el pie y el tobillo en una misma estructura.2009. MakerBot Industries, empresa open-source de hardware para impresoras 3D lanza al mercado kits para hacer tu propia impresora 3D.2010. Los ingenieros de la Universidad de Southampton disearon la primer aeronave impresa en impresora 3D, que se construy en 7 das y una de las ventajas con la impresin 3D son las alas elpticas, una caracterstica muy cara en fabricacin convencional pero que mejoran la eficiencia aerodinmica y minimiza el arrastre.2011. La compaa Kor Ecologic lanz un prototipo de automvil amigable con el medio ambiente llamado Urbee, cuya armazn fue completamente impresa en 3D. El modelo se dise para ser barato y eficiente, y podra costar de 10,000 a 50,000 USD si se vuelve comercialmente viable.2013. En Holanda se us una impresora 3D para imprimir una quijada 3D que se implant en una mujer mayor, quien sufra una infeccin crnica de hueso. Actualmente se est investigando esta tecnologa para la creacin de tejido seo.

ESTADO DEL ARTEA lo largo de lo que va esta investigacin se han se han propuesto problemas que involucran a las impresiones 3D y cuales pueden ser sus ventajas y desventajas.El desarrollo y futuro impacto de las tecnologas de la manufactura aditiva (impresin 3D) puede ser entendida dentro del marco de la evolucin de los laboratorios de Fabricacin digital (Fab Lab).Muchos se preguntaran los siguiente: Qu son los Laboratorios de Fabricacin Digital?

Los Laboratorios de Fabricacin Digital (Fab Lab's) son la red ms importante del mundo que buscan facilitar el acceso masivo a los medios modernos de invencin. Fue creada (MIT 2001) con el fin de revolucionar el sistema industrial y dar el poder a las personas de fabricar casi cualquier cosa. Comenzaron como un proyecto de extensin del Centro de Bits y tomos (CBAMIT cba.mit.edu) y en la actualidad su influencia se ha extendido por todo el mundo: desde zonas urbanas en Boston hasta la reas rurales en la India, desde el calor de Sudfrica al fro de Noruega. Las actividades de los Laboratorios de Fabricacin Digitales son muy diversas y van desde el empoderamiento tecnolgico: brindando capacitacin tcnica para la solucin de problemas locales y la incubacin de pequeas empresas de alta tecnologa, hasta el desarrollo de proyectos: que incluye turbinas de energa solar y elica, redes inalmbricas de datos, instrumentacin analtica para la agricultura y la salud, vivienda personalizada y prototipado rpido de mquinas; en ltima instancia, se busca crear ensambladores moleculares programables.

MARCO CONCEPTUALConceptos bsicos de una impresora 3D

Antes de nada, hay que tener en cuenta que el mundo de la impresin 3D est en auge, ya sea para miniaturas, prototipados, joyera, etc, pero hay que saber diferencias los 2 grupos principales de usuarios o adquisidores de este producto: Gran pblico o Profesionales.Una impresora 3D destinada a uso domstico no podr ser comparada ni en calidad, ni en resultado final con una profesional y eso simplemente, y por empezar por algn sitio, se nota en el precio.Las impresoras 3D caseras ya pueden ser encontradas desde 600 y te permites crear piezas muy bsicas con materiales aceptables pero no con una calidad suficiente para poder usarlos a nivel industrial.Luego en otro escalon bastante ms arriba se encuentran las impresoras industriales las cuales se dividen en 2 grupos:Impresora de Adicin: tambin llamada de inyeccin de polmeros la cual imprime por capas aadiendo el material a cada una de ellasImpresora de compactacin: Que pueden usar tinta o laser y las cuales compactan un polvo que hace a su modo de tinta, derritiendo el plstico y construyendo la pieza.Las impresoras 3D profesionales pueden costar decenas de miles de euros incluso cientos, dependiendo del tamao y mdulos que posean. Lgicamente la resolucin de esta es mcho mayor pudiendo llegar a hacer piezas de micras de tamao y con un realismo increible. QU SON LAS IMPRESORAS 3D?El trmino impresora como su nombre indica hace referencia a ese objeto que siempre hemos tenido en casa o en la oficina de nuestro trabajo y que, conectado a nuestros ordenadores, es capaz de producir documentos almacenados en nuestros ordenadores, fundamentalmente documentos de texto y/o documentos grficos (en color o en blanco y negro). Con esto podemos conseguir pasar documentos electrnicos a documentos fsicos. Veamos pues, qu es una Impresora 3D y qu maravillas nos ofrece. Una impresora 3D lo que realmente hace es producir un diseo 3D creado con el ordenador en un modelo 3D fsico. Es decir, si hemos diseado en nuestro ordenador por ejemplo una simple taza de caf (por medio de cualquier programa CAD Diseo Asistido por Computador) podremos imprimirla en la realidad por medio de la impresora 3D y obtener un producto fsico que sera la propia taza de caf. Por lo general, los materiales que se utilizan para fabricar los objetos pueden ser metales, nylon, y como unos 100 tipos de materiales diferentes. Una impresora 3D es algo mgico, es como si pudiramos por fin crear objetos de la nada. Objetos tan sencillos como una taza de caf a objetos mucho ms complicados e increbles como partes de un avin o incluso rganos humanos utilizando las propias clulas de una persona.CMO FUNCIONAN LAS IMPRESORAS 3D?Las impresoras 3D utilizan mltiples tecnologas de fabricacin e intentaremos explicar de forma sencilla cmo funcionan. Las impresoras 3D lo que hacen es crear un objeto con sus 3 dimensiones y esto lo consigue construyendo capas sucesivamente hasta conseguir el objeto deseado. Echa un vistazo a la siguiente imagen para entenderlo mejor:

En la imagen anterior vemos 3 figuras. La primera es la que dibujamos nosotros mismos en un papel, por ejemplo, del objeto que queremos imprimir en sus 3 dimensiones, despus, con un programa de CAD diseamos ese objeto en nuestro ordenador que sera la segunda figura, y por ltimo separamos ese objeto en capas para ir imprimiendo capa por capa en la impresora de 3 dimensiones, que es lo que vemos en la tercera figura. Es decir, de un boceto en papel podemos conseguir un objeto en la realidad con el material adecuado.

QU OBJETOS PODEMOS HACER CON UNA IMPRESORA 3D?Los objetos que pueden imprimirse en 3D son mltiples y variados. Objetos caseros, maquetas, alimentos, componentes espaciales, prtesis, rganos humanos, etc. Digamos que todo lo que puedas crear por ti mismo podra imprimirse en 3 dimensiones. Nada se resiste a las impresoras 3D. Es lgico pensar que estas impresoras estn diseadas para objetos pequeos pero nada ms lejos de la realidad ya que existen impresoras de grandes dimensiones que pueden incluso imprimir un edificio por piezas con sus muebles incluidos. Para el ao 2014 la propia NASA enviar una de estas impresoras 3D a la Estacin Espacial Internacional para que los astronautas puedan fabricar piezas que consideren necesarias en el espacio.

Esto en si es lo bsico de como funciona una impresora 3D y que es un impresora 3D los puntos bsicos que se necesitan saber mas adelante se hablaran de softwares y procesos de impresin que involucran estos conceptos.

Marco Teorico Una vez dicho todo lo anterior proceder a explicar detalladamente lo mas posible los puntos antes visto una nueva revolucin industrial Ingenieros, arquitectos y diseadores llevan aos usando impresoras 3D para crear sus prototipos, pero el abaratamiento de esta tecnologa est haciendo que sea cada vez ms asequible para muchos otros sectores. Los objetos 3D se crean mediante el envo de un archivo digital o imagen escaneada que se manda a la impresora que los hace realidad capa a capa, en un proceso que se conoce como "fabricacin aditiva Las impresoras 3D estn cambiando las pautas de produccin y consumo de objetos tanto a nivel personal como industrial, pues permiten disear y armar desde prototipos industriales hasta prtesis dentales o rplicas de arte. La impresin 3D es un grupo de tecnologas de fabricacin por adicin donde un objeto tridimensional es creado mediante la superposicin de capas sucesivas de material. Las impresoras 3D son por lo general ms rpidas, ms baratas y ms fciles de usar que otras tecnologas de fabricacin por adicin, aunque como cualquier proceso industrial, estarn sometidas a un compromiso entre su precio de adquisicin y la tolerancia en las medidas de los objetos producidos. Las impresoras 3D ofrecen a los desarrolladores de producto, la capacidad para imprimir partes y montajes hechos de diferentes materiales con diferentes propiedades fsicas y mecnicas, a menudo con un simple proceso de montaje. Las tecnologas avanzadas de impresin 3D, pueden incluso ofrecer modelos que pueden servir como prototipos de producto.DEL USO SOCIAL AL CONSUMISMOSon esas impresoras, de coste y calidad variables, que hoy en da tenemos a mano. Algunos, por gusto, por independencia, curiosidad o por motivos educativos, deciden construir su propia Reprap de la cual existe una multitud de versiones. Es el caso por ejemplo de los miembros de la comunidad espaola Clone Wars que comparten sus experiencias y conocimientos y renen ms de 100 impresoras.Otros prefieren adquirir una impresora en kit o ya montada, open source o cerrada, producidas por las numerosas empresas ubicadas en el mundo entero: una de las ms famosas es la norteamericana Makerbot Industries.Pero tambin se lanzan proyectos empresariales vinculados a la impresin 3D en Espaa como Reprap BCN, Reclone3d, LEAPto3D, BCNDynamics, Ultra-lab, en Argentina como KikaiLabs o en Brazil como Metamquina. Usuarios-productores particularmente activos contribuyen al desarrollo de la tecnologa como Josef Prusa, Richrap, Tony Buser, Watsdesign o en Espaa, Obijuan. Poco a poco el sector se configura, las opciones se multiplican, la oferta se enriquece, el conocimiento aumenta, las herramientas se afinan, un ecosistema surge. Empujada por las circunstancias, la impresin industrial sale de su campo de accin colaborando con otros sectores, como la arquitectura o la moda, y empieza a dirigirse a la sociedad proponiendo servicios de impresin 3D bajo demanda e intentando lanzar lneas de impresoras personales.FUNCIONAMIENTO Y USOSHoy en da, es perfectamente posible tener una impresora 3D en su casa o en su oficina para prototipar, crear un objeto, personalizarlo o experimentar. La mayora de las impresoras personales imprimen en plstico, depositando capa por capa el material, aunque numerosas personas hayan adaptado sus mquinas para imprimir con comestibles como el chef Paco Morales y el diseador Jose R. Tramoyeres, en cermica, en arcilla, e incluso existe filamento de madera y otro de nylon. Arquitectos, diseadores, ingenieros, artistas, personas interesadas, eligen la impresin 3D para crear prototipos, maquetas, probar diseos, objetos, productos, crear obras, piezas adaptables o inditas. Y eso no tiene nada de ciencia ficcin, pero tampoco es magia: a partir de un modelo 3D, se generan unas coordenadas que la impresora sigue para depositar el material fundido. Una serie de parmetros se deben de tomar en cuenta para realizar una impresin exitosa. El operador tiene que conocer los lmites fsicos y mecnicos de la mquina.

QU FUTURO TIENEN LAS IMPRESORAS 3D?

Aunque el concepto de impresora 3D ya tiene su origen en los aos 80 actualmente est cogiendo cada vez ms y ms fuerza y pronto podra ya utilizarse en multitud de industrias. El futuro de las impresoras 3D es prometedor y a partir del ao 2014 empezaremos a estar ms familiarizados con ellas y tambin es posible que podamos hacernos con una a un precio razonable. Hemos llegado ya hasta este punto? Si, esa es la realidad, los humanos ya podemos hacer estas cosas que hasta ahora nos parecan de ciencia ficcin! Podemos decir ya que estamos siendo testigos de la 3 Revolucin Industrial de nuestra historia por sta y muchas otras tecnologas.

MARCO LEGALAparece en los diarios de prensa general y especializada con mucha asiduidad artculos y noticias relativas a la impresin 3D. Desde la construccin de un arma, cuyo proceso result muy sencillo ya que slo era necesario descargarse los planos y realizar una pequea modificacin de los mismos e imprimirlos, hasta la fabricacin de rganos y tejidos humanos a partir de un modelo tridimensional creado por ordenador, pasando por los objetos ms diversos como soportes para el mvil, calzado, bisutera, tuercas y tornillos, etc.Este sistema de impresin permite a quin las utiliza imprimir productos, o partes de stos, simplemente utilizando un procedimiento informtico, a travs de un software, y un medio mecnico como es el perifrico que realiza la impresin, todo ello mediante la obtencin de un archivo de diseo tridimensional tipo CAD. Ello se puede realizar ya desde el propio domicilio del usuario si dispone de una impresora 3D o bien remitir dicho archivo a una compaa de servicios de impresin como ShapewaysLa realidad prxima es que esta impresin se est desarrollando para la creacin rpida de prototipos, al reducir en una parte importante el ciclo del mismo as como sus costes, y la produccin de una amplia gama de productos terminados. Incluso, a pesar de parecer que la impresin en materiales compuestos puede quedar lejos en el horizonte prximo, lo cierto es que existen tcnicas de desarrollo que permiten fabricar casi cualquier objeto fsico como puede ser el ejemplo del MIT que a travs de su departamento CSAIL (Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory) trabaja en un proyecto que permite fabricar carcasas para robots, o como la tecnologa lser para la creacin de material slido mediante la aplicacin de una resina lquida para productos relacionados con la nanotecnologa y aplicaciones mdicas.La cuestin que debe suscitarse es cul ser el devenir de los derechos de propiedad intelectual e, incluso industrial, ante esta imparable realidad, en la cul cualquiera desde cualquier lugar del mundo podr imprimir en tres dimensiones productos sometidos a esta proteccin y cmo se debe o se puede regular las autorizaciones o licencias de los titulares de los mismos. Igualmente las ventajas tecnolgicas son tantas que tendr un efecto an desconocido en la industria y en la manufactura por el impacto de la reduccin de costo y tiempo de fabricacin de los productos.As es que todos estos acontecimientos traern toda una serie de cuestiones en torno a la propiedad intelectual que se deberan tener en cuenta y que pasan desde la descarga de modelos en 3D, mbito de la propiedad intelectual, hasta la marca tridimensional, en su aspecto de propiedad industrial, pasando por el derecho a la imagen en el caso de la impresin de figuras del cuerpo humano. O qu ocurre en los casos de las impresoras de mbito domstico en relacin con el derecho a la copia privada o cul es o debe ser su lmite. Evidentemente un artculo de impresin 3D para uso personal no infringe los derechos de diseo o patentes registradas o no registradas si tal uso es privado y no comercial, otra cuestin es si el artculo copiado tiene una marca, o encarna una forma que est protegida como marca, la copia de sta puede no constituir infraccin ya no implica su uso en el trfico econmico.Diferente es que dicho artculo se ofrezca para la venta, y en ese caso, es plausible que pueda constituir una infraccin de marca, del diseo o de la patente. Lo fundamental es, como se dijo anteriormente, la facilidad de la copia y la distribucin instantnea de los archivos de diseo a travs de Internet, que despus pueden ser impresos en cualquier lugar del mundo, significa una amenaza real a la falsificacin sin precedentes a todo lo conocido hasta ahora, incluso la personalizacin de stos, pondr en dificultades prcticas a los titulares de estos derechos a la hora de velar por sus intereses y protegerse de ataques a dicha propiedad, fundamentalmente en aspectos como el merchandising.

MARCO AMBIENTALLas impresoras 3D pueden ofrecer diversas ventajas ambientales. Al reproducir objetos segn las necesidades concretas de los usuarios, se reduce la produccin en masa y, con ello, la sobreexplotacin de materias primas y la generacin de residuos. The Economist habla de una "Tercera Revolucin Industrial" impulsada por estos aparatos. Segn este semanario britnico, el actual modelo deslocalizado de producir en otros pases a gran escala podra dar paso a un sistema de produccin local de calidad, a pequea escala y a medida.Sin necesidad de un nuevo cambio de modelo, el diseo y la produccin industrial pueden reducir su impacto ambiental. Los prototipos se pueden imprimir en poco tiempo sin esperar meses y acertar mejor con el producto final, se pueden utilizar menos procesos y recursos, hacer productos ms ligeros y modulares, realizar lotes a demanda sin acumular stocks que luego puede que acaben en la basura, etc.El impacto ambiental del transporte de mercancas y productos tambin se reduce. Los productos se pueden fabricar de manera local, en especial las partes o recambios del mismo, de manera que no se tienen que encargar a fabricantes lejanos.La obsolescencia prematura de los aparatos, sea programada o no, tiene a un enemigo en las impresoras 3D. Los productos pueden durar ms si se les sustituye las piezas estropeadas y ya no hace falta comprar un producto nuevo porque el fabricante ha dejado de hacer recambios o porque conseguirlos es muy complicado. Reparar, la cuarta erre del ecologismo, es una accin que cobra cada vez ms fuerza de la mano de movimientos sociales y sostenibles como los maker o los fixer.El ecodiseo de los bienes de consumo, pensado para reducir su impacto ambiental en todas las fases productivas, podra aprovechar los sistemas de diseo 3D de manera que puedan realizarse productos ms sostenibles.Las ventajas ecolgicas y econmicas del consumo colaborativo se pueden adaptar a la impresin 3D. Los modelos, diseados en un ordenador, pueden compartirse con otros usuarios. De esta forma, es posible generalizarlos, mejorarlos y adaptarlos e, incluso, imprimirlos sin necesidad de conocimientos avanzados de creacin 3D.Las impresoras 3D tienen tambin una serie de desafos a los que tendrn que enfrentarse. Eduardo Paz, consultor especializado en marketing y tecnologa, enumera varios de ellos, entre los que se encuentran los aspectos ambientales. Las impresoras 3D hacen un "alto consumo de energa", utilizan materiales para la fabricacin de objetos con un "alto nivel contaminante" y generan una "dependencia de materiales plsticos" y, por tanto, de los combustibles fsiles y su impacto ambiental. Adems, la futura generalizacin de estos aparatos podra suponer la fabricacin de productos intiles que generen ms residuos.Sus defensores sealan que trabajan para hacer frente a estos desafos, con el desarrollo de modelos ms eficientes en el consumo de energa y recursos o la utilizacin de materiales biodegradables, reutilizables y reciclables.

HIPOTESIS1. Se reducirn os altos costos de productos que posiblemente algunas empresas o locales nuevos no puedan pagar mediante la fabricacin aditiva esta nuevo mtodo que de las impresiones 3D para crear disintos tipos de piezas segn la necesidad la regla es que si puedes imaginarlo puedes crearlo mediante el uso de esta tecnologa2. Ayuda en los costos tambin ayudara a incremente las ventajas que ofrecen esta nueva tendencia en si podr ayudar a la versatilidad ser flexible y de prototipado rpido abrir una nuevo panorama en otras palabras una nueva industria o sector surgir aun que se vern afectada otras industrias o locales y aun ser posible descubrir aplicaciones multiples que la gente aun no ha pensado.3. Las ventajas en si serian:1.- La complejidad es gratis:En la fabricacin tradicional, cuanto mas complejo es un objeto mas cara ser su produccin. Sin embargo, en la impresin 3d la complejidad del diseo no afecta a su coste de impresin, que depender nicamente del volumen de dicho objeto y por tanto de la cantidad de material utilizado. Esto juega a favor de los objetos complejos, ya que cuanto mas complejo sea el objeto, mas ventaja supondr usar la impresin 3d frente a la fabricacin tradicional.2.- Las variaciones son gratis:Otra de las ventajas de la impresin 3d sobre la fabricacin tradicional es la variacin del objeto a fabricar: En la fabricacin tradicional, modificar el diseo del objeto a producir supone en la mayora de los casos asumir enormes costes de produccin, tales como reprogramar las mquinas que fabrican los objetos, paralizar la produccin hasta adaptarla, modificacin de moldes, y en resumen, los costes propios de volver a adaptar la linea de produccin al nuevo diseo. Usando la impresin 3d como forma de produccin, modificar el diseo del producto no supondr mas coste que el tiempo que dediquemos al nuevo diseo. Adems, la variacin del diseo suele requerir de adaptaciones cuando este se lleva a la produccin, lo que puede dar lugar a deshechar cientos o miles de unidades. Esto no ocurre con la impresin 3d.3.- No es necesario el ensamblaje de piezas:La fabricacin tradicional se basa en la fabricacin de todas las piezas que conforman un producto, de la forma mas simple y barata posible, para luego ensamblar dichas piezas. Sin embargo, una de las ventajas de la impresin 3d es que las impresoras 3d actuales permiten crear objetos ya ensamblados, evitando el proceso de montaje posterior, que suele suponer un importante gasto de personal y de tiempo de fabricacin, que a su vez afecta al tiempo de produccin de los objetos. Esto disminuye o disminuir considerablemente el tamao y complejidad de las cadenas de montaje en su concepcin actual, lo que nos lleva al siguiente principio.4.- No hace falta estocaje:Un producto puede ser impreso bajo demanda, sin necesidad de contar con estocaje. Esto es potenciado adems por la simplicidad de la produccin mencionada en el principio anterior: una menor complejidad del montaje supone menos tiempo de produccin, entre otras cosas debido a que no hace falta ensamblar las piezas como en la fabricacin tradicional. Adems, no es necesario fabricar miles de unidades para recuperar la inversin que supone poner en carga la cadena de produccin, as que otra de ventajas de la impresin 3d es que podemos fabricar los productos segn son adquiridos por los clientes. Eso abre la puerta a todo tipo de micronegocios, pues ya no es necesaria una gran inversin inicial.5- Diseo, formas y texturas sin lmite:La fabricacin tradicional est limitada por los materiales que usa. Por ejemplo, la objetos fabricados con madera estn limitados por la forma y grosor del tronco del que se extrae. Del mismo modo, la complejidad de los diseos estn limitados por la capacidad de los instrumentos mquinas que se usan para obtenerlos. Muchas veces, un diseo inicial tiene que ser desechado por las limitaciones o costes de las mquinas que luego tienen que hacerlo realidad. sta es una de las mayores ventajas de la impresin 3d, ya que supone no ya competir en mejores condiciones, sino incluso poder actutar en campos vetados a la fabricacin tradicional.6.- No son necesarias habilidades especiales:La fabricacin tradicional y artesanal necesida de ciertas habilidades que en ocasiones requiere aos de prctica, como por ejemplo en la artesana. La impresin 3d borra de la ecuacin esta limitacin, permitindo a cualquiera que sepa manejar un software de diseo acerarse a la produccin de objetos en igualdad de condiciones, y por tanto, una vez mas, abriendo la puerta a nuevos emprendedores. Por tanto, otra de las ventajas de la impresin 3d es que todos podemos fabricar cosas.7.- Fabricacin compacta y portatil.En la fabricacin tradicional, las mquinas usadas para fabricar objetos pesan cientos o miles de kilos, y producen objetos diminutos en comparacin con el tamao de dichas mquinas. Sin embargo, las impresoras 3d fabrican objetos casi tan grandes como ellas mismas, lo que implica menos necesidad de espacio para montar un taller de fabricacin, y a su vez, permite una total movilidad de ste. Podemos decir por tanto que otra de las ventajas de la impresin 3d es la ratio de capacidad de produccin por metro cuadrado, que se optimiza hasta niveles inalcanzables para la fabricacin tradicional.8.- Menos material de deshecho.La fabricacin de objetos metlicos mediante sistemas tradicionales desperdicia, segn los autores, hasta un 90% del material. Esta tasa de desperdicio es nfima en las impresoras 3d que imprimen en metal. Esto es aplicable casi a todos los materiales. Esto afecta a los costes, y tambin al medioambiente.9.- Infinitos materiales de fabricacinLa fabricacin tradicional usa tcnicas agresivas que cortan, comprimen, funden, estiran, perforan materiales, etc. Eso limita mucho la posibilidad de mezclar materiales. Sin embargo, una de las ventajas de la impresin 3d es la posibilidad de mezclar materiales en distintas proporciones, lo que implica poder imprimir en infinitas variaciones de materiales mezclados entre s. Poco a poco irn apareciendo nuevos materiales de impresin, y nuevas mezclas de materiales existentes, abriendo enormemente el abanico de materiales con los que producir objetos.10.- Capacidad de crear replicas exactasLa tecnologa de escaneado combinada con una impresora 3d nos permitir, cada vez mas, replicar a la perfeccin objetos existentes. Esta posibilidad no existe con la fabricacin tradicional, pues replicar un objeto a la perfeccin est limitado por el propio proceso de fabricacin y la maquinaria utilizada.

DESARROLLO DEL TEMA CENTRALEl diseo en 3DPara poder imprimir un modelo tridimensional dibujado previamente, debemos tener en cuenta determinados factores que nos afectarn a la hora de la impresin. Estos factores nos condicionarn hasta tal punto que en muchos casos nos veremos obligados a cambiar nuestra forma de disear con el fin de obtener un modelo impreso aceptable. Veremos en este captulo los ms importantes a tener en cuenta. En primer lugar, podemos partir de plantas realizadas en 2D las cuales modificamos para poder extrusionarlas y as obtener la tercera dimensin, o bien realizar nuestros diseos directamente en un programa de tres dimensiones. En cualquiera de las dos opciones planteadas, ser muy importante tener en cuenta el tipo de archivo que necesitamos obtener, puesto que no todos los archivos generados en 3D son legibles por los softwares de las impresoras 3D. Nuestro siguiente paso ser imprimir los diseos creados. Para ello se hace necesario conocer el sistema general de trabajo de la impresora que vamos a utilizar. La impresin 3D o impresin por adicin (additive printing o additive manufacturing) es un mtodo de fabricacin de objetos tridimensionales que se realiza mediante la adicin sucesiva de capas de material. Para ello, una vez elaborado un archivo de dibujo tridimensional, los datos de ese archivo se transfieren a un software denominado "slicer" (rebanador en ingls), el cual se encarga de descomponer el objeto en multitud de capas (de espesores que rondan entre los 0,05 y 0,3 mm) y generar un nuevo archivo denominado ".gcode", que ahora s puede interpretar la impresora e imprimir capa a capa nuestro objeto.Otro aspecto a tener en cuenta es que, al igual que el formato de un plano condiciona muchas de sus caractersticas (escalas, grafiados, textos, etc), la impresora que vayamos a utilizar nos condiciona muchas de las caractersticas de nuestro objeto, principalmente:

Solo podremos imprimir objetos de un determinado tamao. Para ello debemos ajustar nuestra escala para adaptarnos al tamao de la impresora, e incluso podemos imprimir los objetos por partes y unirlos una vez estn impresos. Los distintos tipos de filamentos o plsticos existentes en el mercado darn origen a diferentes formas de trabajo para obtener calidades similares en nuestras piezas. Una impresora de adicin necesita siempre de una base sobre la que depositar el filamento. Esta base puede ser al principio la plataforma o cama de impresin, y despus las sucesivas capas que se van colocando. De esta forma, los ngulos verticales imprimibles deben ser superiores a 45 sobre la horizontal, o utilizar soportes temporales (conformados por el "slicer" o diseados por el usuario) que habr que retirar una vez realizada la pieza.De esta forma la pieza impresa saldr de la impresora con una base que ser necesario quitar para obtener la pieza tal y como la hemos concebido.Ntese en este caso la dificultad que tendr retirar todo el material de soporte, siendo muy probable que al cortar el anterior nos llevemos tambin las patas del pjaro.

Las impresoras 3D suelen hacer mejor las curvas que los ngulos rctos en el plano horizontal, debido al extrusor de la mquina y el vertido de las capas de plstico. Esto ser de mayor o menor importancia en funcin del nivel de acabado solicitado para nuestra pieza. Para solucionarlo, podemos suavizar los ngulos de encuentro entre aristas y/o planos, creando pequeas curvas de empalme que sustituyan a los ngulos rectos.

La impresora 3D a la cual tuve acceso es una impresora 3D de adicin o de inyeccin de polmeros, en la que el propio material se aade por capas, es decir, el extrusor de la mquina derrite el plstico para imprimir el objeto capa a capa hasta conseguir el objeto completo que ha sido diseado previamente con un programa de CAD.

En concreto, se trata de una impresora 3D de hardware libre: la Tumaker Voladora 2. Esta mquina, al igual que muchas de las rep-rap que podemos comprar actualmente, calienta el plstico utilizado (en concreto el ABS se calienta hasta alcanzar los 240 grados centgrados) y de esta forma lo va depositando en las capas mencionadas, cada una de ellas de la forma calculada en el archivo "gCode". Una vez en el exterior el plstico se enfra rapidamente solidificndose con la capa anterior vertida, hasta que se obtiene finalmente la pieza deseada.

Con esta impresora utilizaremos, posteriormente al "slicer" o "rebanador", un "host" o software de comunicacin con la impresora. Este programa interpreta el "gCode" generado con el "slicer" y d las ordenes pertinentes al extrusor. Adems, este programa nos permite controlar los movimientos del cabezal o extrusor y su temperatura, as como la temperatura y altura de la plataforma de impresin.

Con la utilizacin de estos dos programas una vez realizado el diseo, conseguiremos un mejor funcionamiento de la impresora y por tanto un mejor acabado final de la pieza.

En el siguiente apartadol realizaremos el diseo inicial de esta forma (en 2D), para as comprobar si es til la importacin del archivo generado o puede ser ms prctico realizar el dibujo directamente en tres dimensiones.Diferentes softwares para el diseo en 3D.Existen actualmente en el mercado numerosos programas que nos permiten el diseo en tres dimensiones, muchos de ellos enfocados inicialmente al mundo de la animacin por ordenador o los videojuegos, que han sido adaptados por los usuarios al uso que cada uno necesitara. Este es el caso de programas conocidos por todos como el Maya, el 3D Studio Max, etc.

Sin embargo, otros softwares han sido directamente ideados para el diseo arquitectnico. Es el caso de Rhinoceros 3D (de la empresa norteamericana Autodesk) y de los ltimamente tan nombrados ArchiCAD (de la empresa hngara Graphisoft), AllPlan (de la empresa alemana Nemetschek) y Revit (comprado por Autodesk en el 2002). Veamos algo ms de las caractersticas de estos tres ltimos softwares:

ArchiCAD tiene el privilegio de ser el primer software con tecnologa BIM (Building Information Modeling -o Modelado de informacin de construccin o edificacin-). BIM es el proceso de generacin y gestin de datos del edificio durante su ciclo de vida utilizando software dinmico de modelado de edificios en tres dimensiones y en tiempo real, para disminuir la prdida de tiempo y recursos en el diseo y construccin. Este proceso produce el modelo de informacin del edificio (tambin abreviado BIM), que abarca la geometra del edificio, las relaciones espaciales, la informacin geogrfica, as como las cantidades y las propiedades de sus componentes.

Posterior a ste, aparece en mercado el programa AllPlan, el cual, contando tambin con tecnologa BIM, cuenta con numerosas ventajas como son: muy buena coordinacin con otros programas (como Cype, Presto, Adobe, etc.); agilidad en el trabajo con el modelo en 3D asistencia tcnica desde el comienzo de la compra del software; etc.

Revit fu el ltimo en incorporarse al mercado. Siendo tambin un software de BIM, parte con la ventaja inicial de la gran aceptacin e implantacin que el programa AutoCAD, de la misma empresa Autodesk, tiene actualmente. Con este software todo el proyecto se realiza directamente en 3D, y de ah se generarn los planos en 2D.

Como podemos ver, estos programas realizan lo que es conocido como Simulacin 4D ySimulacin 5D : no solo dibujan en 3D, sino que aaden la cuarta y la quinta dimensin al diseo: el tiempo y el precio. Esto lo hacen vinculando la informacin geomtrica del programa de tres dimensiones con una carta de programacin (por ejemplo, un Gantt), y agregando a todo el proceso la dimensin de costos. De esta forma, el hecho de modificar una viga o un tipo de puerta del proyecto, quedar tambin reflejado en los documentos relacionados con el tiempo de ejecucin de obra y en el presupuesto del proyecto, varindolos de forma automtica.

Sin embargo, a pesar de todas sus bondades, siguen contando con un gran handicap: el necesario pago de licencias para su uso por estudiantes y profesores. Es por eso que en este proyecto se ha optado por el uso de software libre, el cual nos permite trabajar en tres dimensiones en las aulas, de forma eficaz y sin saltarnos ninguna norma.

El diseo tridimensional de elementos constructivos no deja de ser una herramienta ms a la hora de definirlos. Sin embargo, aporta por si mismo (sin necesidad de convinarlo con los mencionados aspectos de tiempo y costos) una serie de ventajas muy interesantes:1. Obtenemos un diseo mucho ms visual de los elementos, lo cual adquiere todava mas relevancia en el caso de estudiantes que se inician en el mundo de la arquitectura, permitindoles obtener un mayor entendimiento de todo el diseo y por tanto del funcionamiento de todos los elementos constructivos. 2. A partir de un modelo tridimensional, podemos obtener de una forma ms sencilla todas las vistas (planta, alzados y perfiles), dotndonos as de una herramienta muy til en las clases de iniciacin al dibujo didrico. 3. A mi entender, cualquier alumno que comprenda el funcionamiento de un programa de diseo en 3D y conozca las rdenes bsicas para trabajar con l, ser capaz de enfrentarse por si slo al conocimiento de otros programas de diseo en 3D que pueda necesitar en su futura vida profesional.Dentro del conjunto de 'programas libres', encontramos los de cdigo abierto. Su principal ventaja es su rpido desarrollo y mejora. El hecho de que haya toda una comunidad de usuarios dispuesta al uso de una herramienta y su mejora es dificilmente equiparable al trabajo de un solo equipo de informticos de una empresa, por muy grande y potente que sta sea.

Uno de estos programas es el Blender, muy conocido en el mundo de la animacin 3D y cada ms utilizado en el mundo del diseo arquitectnico. Blender es un modelador tridimensional que permite el renderizado (generacin de una imagen o video a partir de un modelo 3D) y el texturizado (cubrir con diferentes texturas o capas superficiales un objeto virtual, para aumentar la sensacin tridimensional que nos aporta y tambin para simular sus materiales).

Las mltiples opciones que permite para la infoarquitectura (generacin por ordenador de imgenes o video de un proyecto arquitectnico) , tambin conocida como arquitectura en 3D o arquitectura del modelado, ha hecho que en los ltimos aos su uso se haya extendido a sectores como el del urbanismo y el de la arquitectura.Existen multitud de recursos en la web para la instalacin y el uso del Blender. Cabe destacar la serie de tutoriales que la Universidad de Alicante, a travs de su canal de Youtube "Virtualizacin del Patrimonio", ha publicado.Adems, como recurso de aprendizaje en papel, encontramos el libro "Manual de Modelado y Animacin con Blender", de Pablo Suau, profesor de la asignatura de Infografa (perteneciente a la titulacin de 'Ingeniera en Sonido e Imagen' de la Universidad de Alicante).

Otros programas libres, aunque ya no de cdigo abierto, nos van a permitir el trabajo en 3D y la posterior impresin del modelo generado. Estos son, entre otros, el 123D (de Autodesk) o el Sketch-Up (de Google), los cuales se pueden descargar de forma gratuita en las webs de las empresas que los han creado.Para el desarrollo de este proyecto se ha utilizado Sketch-Up. Este programa se lanza de forma gratuita para estudiantes y profesores, con la idea de promocionarlo para que el usuario finalmente compre su versin profesional de pago (Sketch-Up Pro) una vez que pase a su uso en despachos de arquitectura.Su principal ventaja es su facilidad de uso, as como su capacidad de importacin y exportacin de diferentes tipos de archivos. Tanto es as, que para la exportacin de dibujos 2D desde AutoCAD a Blender, son muchos los profesionales que utilizan el Sketch-Up.El fcil manejo se debe principalmente a que tiene una cantidad de herramientas y opciones reducidas, en comparacin con otros programas de diseo en 3D.A este aspecto, que puede sernos ventajoso inicialmente, se le unen una serie de detalles muy interesantes a la hora de trabajar por primera vez en tres dimensiones: Se aportan dibujados en el espacio de trabajo los tres ejes tridimensionales, cada uno de un color. Cuando dibujamos una lnea el programa, en funcin de la direccin de movimiento del ratn, entiende que buscas paralelismo a uno otro eje, indicndotelo para que puedas confirmarlo en caso de que as sea. Aparece tambin reflejada la lnea del horizonte, aspecto muy til para la comprensin inicial de los modelos generados y sobre todo para no perdernos en las perspectivas una vez que hemos girado las piezas. Como en muchos otros programas de 3D, todas las lneas coplanarias que al dibujarse se encuentren formando polgonos cerrados, generan efectivamente un rea o superficie. As pues, si en una superficie ya creada dibujamos otras lneas que corten al permetro inicial, se crearn nuevas reas unidas a la anterior. Es compatible con muchos otros programas de diseo, permitiendo generar modelos 3D de muchos tipos que sern reconocibles por la mayora de las impresoras 3D del mercado.El principal inconveniente de este programa parece ser su simplicidad, probablemente ya corregida en la versin profesional.Antes de la decisin final de trabajo con este programa (el Sketch-up), se desarroll el mismo detalle constructivo (una cimentacin) con el programa Blender. El resultado fu muy positivo, dndo el Blender muchas ms opciones para la resolucin de los mismos problemas.

PRINCIPIOS GENERALESEl aditivo de fabricacin se lleva a planos virtuales de diseo asistido por ordenador(CAD) o el software de modelado y animacin, se encuentran en secciones digitales para la mquina para utilizar sucesivamente como una gua para la impresin. Dependiendo de la mquina que se utiliza, el material o un material de unin se deposita sobre el lecho de construccin o de la plataforma hasta que el material de estratificacin / aglutinante es completa y el modelo 3D final ha sido "impreso". Una interfaz estndar de datos entre el software CAD y de las mquinas es el formato de archivo STL. Un archivo STL se aproxima a la forma de una pieza o un ensamblaje utilizando facetas triangulares. Facetas ms pequeas producen una superficie de mayor calidad. CAPA es un formato de archivo de entrada analizador generado, y VRML (WRL) o archivos a menudo se utilizan como entrada para las tecnologas de impresin 3D que son capaces de imprimir a todo color.

METODOS DE IMPRESIN 3DUn gran nmero de tecnologas en competencia estn disponibles para la impresin 3D; sus principales diferencias se encuentran en la forma en la que las diferentes capas son usadas para crear piezas. Algunos mtodos usan fundido o ablandamiento del material para producir las capas, por ejemplo sinterizado de lser selectivo (SLS) y modelado por deposicin fundida (FDM), mientras que otros depositan materiales lquidos que son curados con diferentes tecnologas. En el caso de manufactura de objetos laminados, delgadas capas son cortadas para ser moldeadas y unidas juntas.

Cada mtodo tiene sus propias ventajas e inconvenientes; por ello, algunas compaas ofrecen elegir entre polvos y polmero como material de fabricacin de la pieza segn sean las prioridades del cliente. Generalmente las consideraciones principales son velocidad, coste del prototipo impreso, coste de la impresora 3D, eleccin y coste de materiales, as como capacidad para elegir el color.

TipoTecnologasMateriales

ExtrusinModelado por deposicin fundida(FDM)Termoplsticos(por ejemploPLA,ABS),HDPE, metaleseutcticos, materiales comestibles

HiladoFabricacin por haz de electrones(EBF3)Casi cualquieraleacin

GranuladoSinterizado directo de metal por lser(DMLS)Casi cualquieraleacin

Fusin por haz de electrones(EBM)Aleacionesde titanio

Sinterizado selectivo por calor(SHS)Polvo termoplstico

Sinterizado selectivo por lser(SLS)Termoplsticos, polvos metlicos, polvos cermicos

Proyeccin aglutinante(DSPC)Yeso

LaminadoLaminado de capas(LOM)Papel, papel de aluminio, capa de plstico

FotoqumicosEstereolitografa(SLA)fotopolmero

Impresin por inyeccinUn mtodo de impresin 3D consiste en el sistema de impresin por inyeccin. La impresora crea el modelo de capa en capa esparciendo una capa de polvo (plstico o resinas) e inyecta un coaligante por inyeccin en la seccin de la pieza. El proceso es repetido hasta que todas las capas han sido impresas. Esta tecnologa es la nica que permite la impresin de prototipos a todo color, permitiendo, adems, extraplanos o salientes. P Y V *13*

Modelado por deposicin de fundenteEl modelado por deposicin de fundente, una tecnologa desarrollada por Stratasys6 que es usada en prototipado rpido tradicional, usa una tobera para depositar polmero fundido sobre una estructura soporte, capa a capa. Otro enfoque es fundir de manera selectiva el medio de impresin sobre una base granular. En esta variacin el medio no fundido sirve de soporte para los resaltes y paredes delgadas de la pieza a producir, reduciendo as la necesidad de soportes auxiliares temporales. Tpicamente un lser es usado para sinterizar el medio y formar el slido. Ejemplos de esto son el sinterizado selectivo por lser y el sinterizado directo de metal por lser (DMLS) usando metales. Una ltima variacin consiste en usar una resina sinttica que se solidifica usando la luz de LEDs.

FotopolimerizacinEstereolitografaLa tecnologa SLA utiliza resinas lquidas fotopolimricas que se solidifican cuando son expuestas a la luz emitida por un lser ultravioleta. De esta forma se van creando capas superpuestas de resina slida que van creando el objeto.

Fotopolimerizacin por luz ultravioletaEn la fotopolimerizacin por luz ultravioleta, SGC, un recipiente de polmero lquido es expuesto a la luz de un proyector DLP bajo condiciones controladas. El polmero lquido expuesto endurece; la placa de montaje se mueve hacia abajo en incrementos pequeos y el polmero es expuesto de nuevo a la luz. El proceso se repite hasta que el modelo es construido. El polmero lquido restante es entonces extrado del recipiente, dejando nicamente el modelo slido. El ZBuilder Ultra es un ejemplo de sistema DLP de prototipado rpido.

Fotopolimerizacin por absorcin de fotonesCaractersticas ultra pequeas pueden ser conseguidas a travs de la tcnica de la microfabricacin 3D, mediante el mecanismo de fotopolimerizacin por absorcin de fotones. En esta variacin, el objeto 3D deseado es trazado en un bloque de gel con un lser. El gel es curado y se solidifica slo en los lugares en donde el lser es enfocado debido a la nolinealidad ptica de la fotoexcitacin; despus de la etapa de lser, el gel restante es lavado. Esta tcnica ofrece tamaos de menos de 100 nm siendo fcilmente fabricables tanto en estructuras complejas de partes mviles como en fijas.Impresin con hieloRecientemente se han desarrollado tcnicas que por medio de un enfriamiento controlado de agua tratada, son capaces de producir una autntica impresin 3D con hielo como material.9 Aunque es una tecnologa en desarrollo y sus ventajas a largo plazo estn an por ver, el ahorro de material especfico para llevar a cabo la impresin, independientemente del coste del proceso, parece una de ellas.AcabadosA diferencia de la estereolitografa, la impresin 3D por inyeccin est optimizada para obtener velocidad, coste bajo y facilidad de uso, todo lo cual hace de ella una tcnica muy til para etapas tempranas de diseo en ingeniera. No son necesarios materiales qumicos txicos como los usados en estereolitografa y mnimo trabajo de post-impresin es requerido para el acabado; la nica necesidad es el soplado del polvo sobrante despus del proceso de impresin, o la retirada de material de soporte en otras tcnicas. Las impresiones de polvo coaligado pueden ser endurecidas en el futuro por cera, o por impregnacin de polmeto termoplstico. Las piezas FDM pueden ser endurecidas mediante filtrado de otro metal en la pieza.

Resolucin y tolerancia de impresinLos conceptos de resolucin y tolerancia de impresin aparecen a menudo mezclados, superpuestos e incluso intercambiados. Algunos fabricantes prefieren usar un trmino que englobe a ambos conceptos, tal como precisin dimensional.

Parece ms razonable referir la resolucin de una impresora 3D a la capacidad de posicionamiento o de discernimiento de distancias antes de la inyeccin o depsito de material, mientras que la tolerancia de impresin depender, adems, del proceso de solidificacin o de acabado. Una buena prueba de que pueden ser tomados como conceptos diferentes es que a menudo la tolerancia de impresin suele presentar valores ms desfavorables que la resolucin.

En cualquier caso, la resolucin puede estar dada en espesor de capa, mientras que en el plano X-Y, puede estarlo por puntos por pulgada (ppp). El espesor tpico de capa es del orden de 100 micras (0,1 mm), aunque algunas mquinas tales como el Objet Connex imprimen capas tan delgadas como 16 micras. La resolucin X-Y es comparable a la de las impresoras lser convencionales. En el caso de que el proceso las use, las partculas son del orden de 50 a 100 micras (0,05-0,1 mm) de dimetro.

La tolerancia final de pieza depender profundamente, adems de la resolucin antes descrita, de la tecnologa y del material utilizados. Es uno de los parmetros ms importantes en la eleccin de proceso de impresin y del dispositivo, ya que no slo determinar la propia tolerancia dimensional de la pieza, sino si, en caso de espesores pequeos, dicha pieza es realizable o no.El lmite actual de tolerancia para dispositivos DIY o de bajo coste estn en torno a 0,1 - 0,2 mm.Para trabajos de ms demanda dimensional, algunos fabricantes son capaces de garantizar tolerancias del orden de las decenas de micras.

APLICACIONES DE IMPRESORAS 3DMedicinaLa impresin 3D es un tema fascinante en el que ya nos encontramos tomando la ola para integrarla a la vida diaria. Es comn que haya noticias de nuevos avances, aplicaciones y tipos de impresoras que comienzan a ser accesibles para todos los bolsillos. En el caso de la Medicina, la impresin 3D, tambin se beneficia de los avances tecnolgicos de esta peculiar forma de impresin.La Medicina tambin se beneficia del avance tecnolgico de la impresin 3DAs pues, en la Medicina las aplicaciones de la impresin 3D se extiende cada vez ms, alimentos impresos en 3D para personas con disfagia, fajas para la escoliosis por citar un par de ejemplos. Pero al revisar las dems incursiones de la impresin 3D en la Medicina encontr 3 grandes reas, de las cuales hay ejemplos y estudios que se trabajan en este momento que bien vale la pena conocer.

ModelosHay casos en la Medicina que son complicados como el de tumores que se encuentran en lugares muy delicados en el cuerpo humano. La impresin 3D puede proporcionar un modelo exacto del rea a operar y con esto los mdicos pueden practicar con escalas reales, con mayor probabilidad de realizar con xito las intervenciones.Es el caso de Marc, un pequeo nio en Espaa que sus mdicos y el apoyo de Fundacin CIM de la Universidad Politcnica de Catalua, fue capaz de disear una copia exacta del tumor y el rea circundante con dos materiales distintos, de plstico duro para los vasos sanguneos, rin, y la columna vertebral y una resina blanda para el tumor en s. El equipo de mdicos practic con esos modelos y el tumor de Marc pudo ser removido con xito.

PrtesisLas prtesis han potencializado su evolucin con la impresin 3D, sin duda. Desde muletas mucho ms anatmicas por la posibilidad de las impresiones curvas y adaptadas al tamao adecuado. Cubiertas para prtesis que permiten el diseo personalizado. Prtesis de manos con movimientos ms naturales e intuitivos a travs de conjuntar impresin 3D, robtica y electrnica.

Uno de los casos que ms me impresion es el del video siguiente del caso de Amanda Boxtel, que con la ayuda de nuevas tecnologas y la impresin 3D cambi la calidad de su vida significativamente. Ella haba pasado ms de 20 aos en sillas de ruedas, as que ha de ser indescriptible contar con la tecnologa que le devuelva la movilidad. Sin duda un gran caso.

OrganosEl proceso emergente de la impresin 3D, que utiliza modelos digitales creados por computadora para crear objetos reales, produjo todo desde juguetes hasta joyera y comida.Sin embargo, pronto, las impresoras 3D podrn sacar algo mucho ms complejo y controversial: los rganos humanos.Durante aos, los investigadores mdicos reproducen clulas humanas en laboratorios a mano para crear vasos sanguneos, catteres, tejido de la piel y otras partes corporales. Pero disear rganos completos, con sus estructuras celulares complicadas, es mucho ms difcil.Aqu estn las impresoras 3D, que debido a su proceso preciso puede reproducir los sistemas vasculares requeridos para hacer viables a los rganos. Los cientficos ya utilizan las mquinas para imprimir tiras diminutas de tejido de rganos. Y aunque imprimir rganos humanos completos para trasplantes quirrgicos todava est a aos de distancia, la tecnologa se desarrolla rpidamente."El proceso mecnico no es tan complicado. La parte complicada es la de los materiales, que son biolgicos en naturaleza, dijo Mike Titsch, editor en jefe de 3D Printer World, que cubre la industria. No es como imprimir en 3D plstico o metal. El plstico no se muere si lo dejas en un estante al que le entra aire a temperatura abierta durante mucho tiempo.La idea de imprimir un rin o hgado humano en un laboratorio puede parecer incomprensible, incluso aterrador.Pero para muchos cientficos en el rea, la bioimpresin promete mucho. Los rganos impresos autnticos podran utilizarse para pruebas de medicamentos o vacunas, liberar a los investigadores de mtodos menos precisos como pruebas en animales o en modelos sintticos.Luego est la esperanza de que las impresoras 3D en algn da puedan producir rganos muy necesitados para trasplantes. Entre ms aumenta la esperanza de vida, nuestros rganos fallan ms.En Mxico alrededor de 18,170 personas estn en espera de un transplante de rgano, 10,500 de ellos estn en espera de un rin segn cifras del Centro Nacional de Transplantes.Un rea nueva y emocionante de la medicinaLa bioimpresin funciona as: los cientficos cosechan clulas humanas de biopsias o clulas madre, para despus permitir que se multipliquen en una placa de Petri, un recipiente redondo de cristal. La mezcla resultante, una clase de tinta biolgica, se introduce a la impresora 3D, que a su vez es programada para acomodar diferentes tipos de clulas, junto con otros materiales, en figuras precisas de tres dimensiones. Doctores esperan que cuando esta pieza se introduzca al cuerpo, las clulas impresas 3D se integren a los tejidos existentes.El proceso ya est viendo algo de xito. El ao pasado, un nia de dos aos en Illinois que naci sin trquea recibi un sustituto hecho a partir de sus propias clulas madre. El gobierno de Estados Unidos ha financiado un proyecto cuerpo en un chip universitario que imprime muestras de tejidos que imitan las funciones del corazn, hgado, pulmones y otros rganos. Estas muestras se colocan en un microchip y conectados a un sustituto de sangre para mantener las clulas vivas, lo cual permite a los doctores hacer pruebas para tratamientos especficos y monitorear su efectividad.Esta es una emocionante y nueva rea en la medicina. Tiene el potencial para convertirse en un progreso muy importante, dice el Dr. Jorge Rakela, una gastroenterlogo en la Mayo Clinic de Phoenix, Arizona, y miembro del comit asesor mdico de la American Liver Foundation. La impresin 3D nos permite acercarnos a lo que pasa en la vida real, donde se tienen mltiples capas de clulas, dijo. Con los modelos actuales de 2D, si creces ms de una o dos capas, las clulas de abajo se empiezan a asfixiar por falta de oxgeno.Para acelerar el desarrollo de los rganos bioimpresos, una fundacin de Virginia que apoya la investigacin de medicina regenerativa anunci en diciembre que la fundacin que imprima un hgado funcional recibir un premio de un milln de dlares.Un contendiente inicial para este premio es Organovo, una empresa de California dedicada a la bioimpresin de partes humanas para fines comerciales. Al utilizar clulas de tejidos y clulas madres que han sido donadas, Organovo se encuentra desarrollando lo que esperan sern modelos autnticos de rganos humanos, principalmente hgados, para anlisis de drogas.La compaa ha impreso tiras de tejidos de hgados humanos en sus laboratorios, aunque siguen siendo muy pequeos: cuatro por cuatro por un milmetro. Cada tira toma alrededor de 45 minutos en imprimir, y toma otros dos das para que las clulas puedan crecer y madurar, dijo el CEO de Organovo, Keith Murphy. Despus de este proceso, los modelos pueden vivir por alrededor de 40 das.De acuerdo con Murphy, Organovo tambin ha creado modelos para riones, huesos, cartlago, msculo, vasos sanguneos y tejidos de pulmones.

Bsicamente, te permite construir tejidos de la misma manera en la que uno crea algo con legos, dijo Murphy. As puedes poner las clulas correctas en los lugares indicados. No es como si las derramaras en un molde.

Glosario.Manufactura:Fundente:Acotaje: Extrusion:CAD:

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https://www.google.com.mx/?gfe_rd=cr&ei=qMQQVaDLEKbE8gf0wIGQBw&gws_rd=ssl#q=impresoras+3d+medicinahttp://mexico.cnn.com/tecnologia/2014/04/03/el-proximo-paso-en-la-impresion-en-3d-los-organos-humanos