Introducció

La impressió 3d és una tecnologia que ja fa temps que s'utilitza dintre de l'àmbit educatiu gràcies al seu cost assequible i a les moltes possibilitats que ofereix.

Existeix una gran varietat de tipus d'impressores 3D. Aquest són alguns:

  • Impressora FDM (Modelat per deposició fosa, de l'anglès "Fused deposition modeling"). Són les més comunes. Utilitzen un filament termoplàstic que es va dipositant capa per capa sobre una base.
  • SLA (Stereolitografia o impressores de resina fotosensible). Una llum ultraviolada solidifica una resina que es va desplaçant capa a capa.
  • SLS (sintetització selectiva per Láser) Molt semblant a les SLS, però s'utilitza una llum làser, fet que permet la utilització de diferents materials.
  • Impressores d'injecció. Es basen en la tècnica d'injecció aglutinant de diferents materials (gres, guix, pols de metall…)

En aquest tutorial ens centrarem en les impressores 3D del tipus FDM, que de ben segur, són les que trobarem majoritàriament als nostres centres.

En aquests enllaços trobareu informació sobre les impressores Witbox, força comunes als nostres centres.

Impressores Witbox a l'Ateneu


Tinkercad ens permet exportar els nostres dissenys en tres formats diferents: en format OBJ (permet emmagatzemar dades com el color i la textura), en GLTF (permet incloure escenes i d'altres recursos incrustats), i en format STL. És aquest el que farem servir per, posteriorment, fer les nostres impressions 3D. A més, l'aplicació inclou una quarta opció d'exportació en format vectorial SVG destinat principalment per a talladores làser.

El format STL és un dels més emprats en impressió 3D. Així i tot no és l'únic i en moltes ocasions d'altres formats poden oferir millors resultats.

Preparació i impressió

Per tal de realitzar una impressió 3d partirem de la generació d'un arxiu STL. En aquest exemple imprimirem un organitzador d'escriptori molt senzill que prèviament hem dissenyat amb Tinkercad.

Seguirem el següent procés:

  • Obrirem el nostre projecte a Tinkercad i comprovarem que ja el tenim finalitzat. És important revisar que no quedi cap figura que no formi part del nostre disseny, ja que si no es podria exportar conjuntament i després seria més complicat d'eliminar.

  • A la part superior dreta clicarem l'opció Export per descarregar el disseny.

S'obrirà un menú on apareixen les diferents opcions que tenim per exportar.

Include: podrem seleccionar si volem exportar tot el disseny o només aquells objectes que tinguem seleccionats.

For 3d print: Se'ns ofereixen tres formats d'arxiu adients per a impressió 3D.

For Lasercutting: també tenim l'opció de descarregar el disseny en format d'arxiu vectorial, indicat principalment per a talladores làser.

Tinkercad també inclou un servei d’impressió 3D, que ofereixen terceres empreses.

  • Exportarem el nostre disseny com a arxiu STL i el desarem a una carpeta del nostre ordinador.

És important que si hi ha més d'un objecte, aquests estiguin ben recolzats sobre el mateix plànol, que és el que ens farà de base. Un cop ho exportem, aquests dos objectes es comportaran com a un de sol.

  • Amb l'arxiu STL generat, necessitarem processar-ho per tal que la nostra impressora ho "entengui" i pugui imprimir-ho. Per fer-ho necessitem un programa "slicer" o laminador. Aquest s'encarregarà de dividir el disseny en tantes capes com sigui necessari, generant un arxiu G-code, que és el que "entén" la impressora.

Segons el tipus d'impressora pot ser que ja disposi d'un software propi que faci les funcions de laminador i controli tot el procés d'impressió (enviament de l'arxiu a l'impressora i control dels diferents paràmetres mentre imprimeix).

Molts d'aquests programes laminadors són de codi obert i per tant gratuïts. Alguns dels més coneguts són els següents:

Cura

Slic3r

Repetier-Host

Per continuar amb l'exemple, farem servir el programa Cura en la seva versió 4.8.

El primer que farem és configurar el programa amb el perfil de la nostra impressora (això només o haurem de fer la primera vegada).

Amb el programa configurat procedirem a obrir l'arxiu i processar-ho. Ho farem des del menu arxiu.

  • Un cop obert l'arxiu STL Cura ens permet fer algunes modificacions al disseny (moure, escalar, girar, multiplicar…).


  • Amb el nostre disseny preparant per ser imprès, seleccionarem els paràmetres que considerem més adients (alçada de les capes, temperatura, velocitat, farcit,…). En funció d'aquests paràmetres la peça resultant tindrà unes característiques o unes altres. Cura ofereix uns perfils prefixats que indiquen la qualitat. Aquests perfils són un bon punt de partida que després podrem anar modificant en funció dels resultats obtinguts.

En aquest cas, com es tracta d'un disseny força gran i sense gaires detalls, seleccionarem una alçada de capa de 0.3 mm. Això farà que el temps d'impressió es redueixi bastant en comparació a resolucions més petites.

  • Quan ja tenim totes les opcions configurades procedirem a la segmentació de l'arxiu, és a dir a la generació de les diferents capes i de l'arxiu G-code.
  • Un cop arribat a aquest punt tindrem el fitxer G-code generat i preparat per ser enviat a la impressora. També podrem accedir a una vista prèvia de com s'imprimiran cada una de les capes.

  • Finalment per imprimir tenim dues opcions en funció del nostre maquinari:
    1. Podrem enviar l'arxiu directament si tenim la impressora connectada a l'ordinador. D'aquesta manera podrem controlar diferents paràmetres durant la impressió directament des del programa (si aquest ho permet).
    2. Copiar l'arxiu en una targeta de memòria (Sd o micro SD) i imprimir a partir d'aquesta. Aquesta opció permet imprimir independentment de l'ordinador, opció recomanada per impressions de llarga durada.

  • Ja només ens queda esperar que finalitzi la impressió. És importat comprovar a l'inici de la mateixa que les primeres capes s'han adherit correctament a la placa d'impressió.

Aspectes a tenir en compte per imprimir en 3D

Alguns consells que poden ser últims per obtenir un resultat òptim a les nostres impressions:

  • Revisar l'arxiu STL per assegurar-se que no té cap errada de disseny que posteriorment doni problemes durant el procés d'impressió.
  • Orientar la peça adequadament abans de fer el procés de laminatge. Com menys suports necessitem durant la impressió millor quedarà aquesta (en general).
  • Adequar els paràmetres d'impressió en relació amb el tipus de filament i el disseny a imprimir. La velocitat d'impressió té una incidència directa amb la qualitat final.
  • Comprovar que la impressora estigui ben calibrada, sobretot en aquells models que no disposin d'autoanivellat (mateixa distància entre l'extrusor de filament i la base o llit d'impressió en tots els seus punts).
  • Comprovar que disposem de la quantitat necessària de filament per completar la impressió.

Un cop acabada la impressió convé analitzar el resultat obtingut per tal de detectar possibles opcions de millora en la configuració dels paràmetres.

Repositoris d'arxius STL

Existeixen a Internet un gran nombre de repositoris amb arxius 3D per descarregar. Aquests són alguns dels més coneguts amb una gran varietat de dissenys.

https://www.thingiverse.com/

https://cults3d.com/

https://free3d.com/

https://www.myminifactory.com/

https://www.stlfinder.com/