Leyes de impresión 3D (2)

Durante nuestra estancia en Mulafest, la feria de tendencias en IFEMA Madrid del pasado junio, estuvimos imprimiendo varias piezas de demostración para que el público pudiera ver cómo es el milagro de la impresión 3D. Una de esas piezas fue una cabeza robot del grupo de música Daft Punk:

La posición de impresión fue diferente a la expuesta en la foto. La parte colocada sobre la plataforma fue la nuca del casco, de manera que quedaba mirando hacia arriba. En un momento dado de la impresión (al 70% aproximadamente) perdió el contacto con la plataforma y se despegó. La razón principal fue que la superficie de contacto era muy pequeña y los movimientos de la cabeza extrusora hicieron el resto.

Para evitar esto, colocamos un suelo (raft) de plástico en la impresión. Makerware permite decirle a la impresora que construya un suelo del mismo plástico extruído para hacer de soporte. No hay que hacer nada: el programa calcula automáticamente el tamaño adecuado de la superficie e imprime la pieza sobre él.

El suelo también es válido y muy útil en piezas pequeñas o cuyo contacto con la plataforma es pequeño y que podrían moverse durante la impresión.

Un ejemplo de apenas 2-3cm, con su suelo:

Una vez extraído de la plataforma, el suelo puede retirarse fácilmente.

Puntos importantes que debemos tener en cuenta a la hora de imprimir en el diseño de la pieza en 3D:

• El objeto debe ser poligonalmente cerrado.

¿Esto qué quiere decir? No significa que no podemos diseñar objetos con agujeros, sino que debe ser hermético en el sentido de que no debe tener polígonos abiertos. Veamos un ejemplo: Esta esfera es un objeto cerrado con un número de polígonos determinado.

Si quitamos uno de los polígonos que lo componen, veremos el interior de la esfera, es decir, los lados interiores de los polígonos que estan en el lado oculto de la esfera. Entonces tendremos un objeto poligonalmente abierto y no válido para imprimir.

Sin embargo, si realizamos un diseño adecuado (cerrando los huecos) obtenemos una figura imprimible. Por ejemplo, en la esfera de abajo, a la que le hemos hecho una operación de sustracción con otra figura (un cilindro) se ve claramente que en el interior hay polígonos que cierran la estructura y cumple la condición para ser impresa.

• El objeto debe ser un espacio topológico contínuo en el que cada punto de la figura esté en el espacio Euclídeo. Lo que llaman en inglés manifold object.

Se trata de una definición muy matemática que consiste básicamente en que el objeto debe tener una superfície contínua y conectada (condición que coincide con el supuesto anterior de nuestra esfera).

Un ejemplo claro que nos dan en Shapeways:

Estos cubos comparten una arista y es un claro ejemplo de objeto non-manifold. Los cubos están conectados, pero no cumplen la condición de superficies contínuas: La arista comparte cuatro polígonos. Para localizar estos errores los programas de diseño llevan sus propias herramientas para localizarlos y repararlos. Pero además podemos encontrar programas gratuítos y específicos para reparar este tipo de diseños. Como MeshLab o NetFabb Studio Basic que nos permiten reparar de manera sencilla objetos abiertos, con fallos de superficie no contínua.

• El tamaño del objeto debe ser como máximo, el del tamaño máximo que permita nuestra impresora.

Al realizar el diseño debemos tener en cuenta que las piezas no deben alcanzar un tamaño mayor del que el fabricante nos da para imprimir. Esto puede parecer obvio, pero es algo que podemos pasar por alto a la hora de realizar el diseño.