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

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

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

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

  De hecho, el futuro que nos espera con las impresoras 3d es abrumador. Las impresoras en 3 Dimensiones son la auténtica revolución tecnológica y hoy aquí explicaremos cómo funcionan, los tipos que hay y qué son capaces de hacer.

              
             ¿Como funcionan?

La impresión 3D está llamada a transformar la fabricación de objetos de manera radical, hasta el punto de que muchos ven en ella el epicentro de una nueva revolución industrial. En efecto, llegará un momento en el que a través de esta tecnología será posible reproducir cualquier cosa de forma individual y personalizada: desde unos zapatos hasta los muebles del salón, pasando por prótesis dentales e incluso órganos vitales. Los únicos límites serán los de nuestra propia imaginación.

Actualmente, el uso profesional de impresoras 3D ya es muy habitual en sectores de lo más variado, sobre todo para la creación de maquetas, prototipos y pequeños mecanismos. Pero, además, en los últimos años se han lanzado al mercado modelos pensados para el entorno doméstico, lo cual ha ayudado a popularizar esta tecnología.

El plástico es el material más usado para imprimir objetos en 3D en el hogar. Imagen: 3D Systems.

Los más manitas pueden incluso fabricarse sus propias impresoras 3D gracias a proyectos de hardware libre o a partir de kits de montaje por debajo de los 500 euros.Aunque para los que prefieren tener ya el equipo listo para utilizar también existen opciones buenas y asequiblesdesde unos 1.200 euros.

¿Pero cómo funcionan estas máquinas? Lo primero que necesitamos es tener un diseño en tres dimensiones del objeto que queremos materializar, el cual lo podemos conseguir de tres formas:

• Descargando una plantilla de Internet de tiendas de objetos 3D como Thingiverse oShapeways.
• Creando nuestras propias plantillas con software de diseño 3D como 3DTin oTinkercad.
• Digitalizando la figura que queremos reproducir con un escáner 3D.

Una vez que tenemos la plantilla en el ordenador, basta con conectar la impresora y darle al botón “Imprimir”, que en este caso consiste en crear el objeto superponiendo de abajo a arriba capas muy finas de un determinado material, siguiendo las coordenadas indicadas en el diseño 3D.

Lo más normal es que estos modelos para el hogar se basen en lo que se llama“tecnología de extrusión”, es decir, en dar salida a una sustancia derretida, normalmente plástico, por una abertura. Para ello, primero será necesario colocar en la impresora la materia prima o consumible: hilos de plástico que se venden en bobinas.

Para crear cada capa, la impresora va alimentándose de ese hilo o filamento en estado sólido que al llegar a una pieza del mecanismo es calentado a una temperatura superior a los 200º centígrados para extruirlo con la forma deseada, como si se tratara de una manga pastelera o una pistola de pegamento, sobre una base que actúa de bandeja de salida.

          Programas más utilizados:

Materiales empleados para la impresión

ABS

Como su propio nombre indica, se trata de un termoplástico compuesto por tres grandes componentes: acrilonitrilo, butadieno y estireno; cada uno de los cuales le aporta características distintas. Así, aunque este derivado del petróleo goza de especial popularidad por la resistencia que ofrece ante grandes impactos, una dureza que le dan estos citados “ingredientes”.

El acritonitilo, por ejemplo, le proporciona rigidez, estabilidad ante las altas temperaturas y fortaleza ate los ataques químicos; mientras que el butadieno le da tenacidad ante las bajas y le da la protección necesaria ante los impactos. Respecto al estireno, su presencia tiene que ver con la resistencia mecánica y el brillo, entre otros.

El resultado final es un ABS que se puede pulir, lijar limar, agujerear, pintar, pegar y, en definitiva, someter a toda una serie de procesos industriales con diversas aplicaciones. Ahora bien, durante la extrusión es probable que emita algunos vapores tóxicos, y únicamente es reciclable (no biodegradable).

Las impresiones con este material trabajan con temperaturas de entre 230 y 245 grados, aunque varían según el diámetro del filamento de la bobina. Es uno de los más utilizados, tanto, que incluso las piezas de LEGO están hechas de ABS.

PLA

El poliácido láctico o PLA es otro de los favoritos. Curiosamente, se crea a partir de recursos naturales (y renovables) como las raíces de la tapioca, la caña de azúcar y el almidón de maíz. Su principal virtud, evidentemente, es que se trata de un compuesto biodegradable, no contaminante.

Resulta muy fácil usarlo para imprimir porque funciona a temperaturas más bajas que el ABS (oscilan entre los 190 y 200 grados aproximadamente) pero resulta bastante frágil y su vida útil es menor. Lo encontrarás en muchos envases de productos alimenticios.

PVA

El Alcohol Polivinilo es también un plástico biodegradable que se gasta, principalmente, en impresoras de cabezas múltiples a modo de estructura para aquellas zonas más frágiles. Opera con temperaturas de fusión que rondan los 180 grados y resulta perfecto para objetos complejos. Por desgracia, se disuelve en agua y es propenso a absorberla.

Impresión 3D de resina

La resina es un material utilizado en los procesos de impresión 3D que emplean tecnologías Polyjet y estereolitografía. Está generalmente disponible en tonos mate, brillante, blanco y negro.

Impresión 3D de poliamida

La impresión 3D de poliamida se utiliza principalmente en el sinterizado por láser. Los objetos producidos utilizando este material son estables, resistentes a los golpes, sólidos aunque ligeramente flexibles y pueden incluir objetos culinarios así como moldes de inyección.

La impresión 3D con plástico transparente

Varios fabricantes ofrecen objetos creados por la impresión 3D utilizando materiales plásticos transparentes para usos en diversos campos como la odontología (aparatos dentales), la industria del diseño (objetos de iluminación: lámparas de diseño, vidrio). Las tecnologías más populares utilizadas en la impresión 3D del plástico incluyen: sinterizado por láser, estereolitografía y tecnología de impresión Polyjet, siendo los siguientes los materiales más populares: Accura Peak 3D Systems y ABS Stratasys.

           ¿Como hacer para utilizarlas?

#1Fabricación de prótesis

Un uso muy interesante de las impresoras 3D en el ámbito médico es la fabricación de prótesis que suplanten las partes humanas. Por ejemplo, en la Universidad Nacional de La Plata(UNLP), un grupo de ingenieros crearon, mediante una impresora 3D de origen nacional, un prototipo funcional de prótesis total de rodilla y pie por un costo de $2000, dónde anteriormente una prótesis se obtenía por el precio de U$S 40.000.

#2Juguetes Personalizados

Ya no tenés que ir a una juguetería a comprar ese juguete que tanto le entusiasma a tu hijo. Ahora tenés la oportunidad de diseñarlo vos mismo. Seguramente sea el primer uso que se nos ocurre al tener a nuestra disposición una máquina 3D. Pero la verdad que su uso no tiene límites…

#3 Diseño de maquetas

Desde el momento de saber que una impresora puede hacer un brazo, una pierna o un pie para el cuerpo humano, nada más nos sorprenderá. El diseño de maquetas y prototipos para ingeniería y arquitectura es otro de los usos que podemos darle a éste tipo de máquinas. Fabricar una pieza nunca fue -ni será- tan fácil y con costos tan bajos.

#4 Comida con diseños novedosos

Las impresoras 3D también pueden ser usadas para crear comida, ya que existen diversas tintas de distintos materiales, como azúcar o chocolate. Podemos crear cualquier idea con el sabor o la forma que se nos ocurra

#5 Fabricación de pistolas y fusiles

Ésta utilidad no es tan dulce como la anterior, pero las impresoras 3D también son capaces de crear cualquier arma, pistola o fusil. Esto llegó al punto de impulsar una reforma en la ley de armas estadounidense.

#6 Diseños de moda

Una impresora tridimensional es capaz de crear diseños innovadores de moda: el que quiero usar su máquina para éste fin debe diseñar el vestido deseado sin necesidad de tener conocimientos previos de costura. Un problema para éste uso es que, la prenda diseñada deberá ser de plástico, al menos hasta el día de hoy, ya que aún no ha sido elaborado un material que se adecue para éste tipo de uso.

    Caracteristcas de los proyectos a presentar:

La presentación de los proyectos deberá realizarse por un equipo de docentes que pertenezcan al centro educativo que postula al llamado. Se valorará que las actividades de aprendizaje que impliquen los proyectos presentados estén vinculadas a los contenidos curriculares de una o más asignaturas. En este sentido se pretende desarrollar una propuesta que efectivamente esté anclada en la metodología del trabajo por proyectos, la interdisciplinaridad y que dé cuenta del acuerdo de que las impresoras 3D una vez asignadas a las instituciones educativas serán un recurso que estará disponible para cualquier espacio disciplinar que quiera utilizarlo de forma debidamente fundamentada frente al equipo responsable del proyecto.

      Software que tienen los equipos de ceibal:
El software que tienen los equipos ceibales es BLENDER:Blender es un programa informático multi plataforma, dedicado especialmente al modelado, iluminación, renderizado, animación y creación de gráficos tridimensionales. También de composición digital utilizando la técnica procesal de nodos, edición de vídeo, escultura (incluye topología dinámica) y pintura digital. En Blender, además, se puede desarrollar vídeo juegosya que posee un motor de juegos interno.

    Para presentar un proyecto se necesita:

La presentación de los proyectos deberá realizarse por un equipo de docentes que 

pertenezcan al centro educativo que postula al llamado. Se valorará que las 

actividades de aprendizaje que impliquen los proyectos presentados estén 

vinculadas a los contenidos curriculares de una o más asignaturas. En este sentido 

se pretende desarrollar una propuesta que efectivamente esté anclada en la 

metodología del trabajo por proyectos, la interdisciplinaridad y que dé cuenta del 

acuerdo de que las impresoras 3D una vez asignadas a las instituciones educativas 

serán un recurso que estará disponible para cualquier espacio disciplinar que 

quiera utilizarlo de forma debidamente fundamentada frente al equipo responsable 

del proyecto.

Los diferentes proyectos que se presenten se sujetarán a una evaluación por parte 

de una Comisión constituida por delegados del Departamento de Laboratorios 

Digitales (Plan Ceibal) y de los desconcentrados (Secundaria, UTU y CFE). 

Esta Comisión evaluará los proyectos recibidos en base a cinco dimensiones:

• Pertinencia del uso de la tecnología de impresión 3D como parte del 

proceso de aprendizaje

• Presentación del proyecto (contenidos solicitados)

• Metodología 

• Innovación

• Integración con otras Instituciones conformando redes de aprendizaje