5.- 3D Scanning and printing
En esta semana aprenderemos a utiliar la impresora 3D, generando movimiento en una pieza diseñada, tratando de
mostrar las ventajas de la impresión 3D ante los maquinados convencionales. Por otro lado, veremos la importancia del "3D Scaning", y lo
util y facil que resulta la herramienta.
Aprovecharemos esta asignacion para empezar a trabajar con nuestro proyecto, empezando por crear unos ojos e imprimirlos en la impresora 3D
y escaneando una cabeza que servira en un futuro como molde para la piel de nuestro animatronic.
3D printing
Diseño de piezas en 3D
La impresion 3D, es una tecnología que permite crear objetos tridimencionales apartir de añadir capaz de material; para que la impresora
pueda realizar nuestros diseños, estos deben estar en G - code .
Es necesario utilizar una herramienta de diseño para crear nuestro objeto 3D, por lo que se decidio utilizar "SolidWorks".
Para comenzar, es neceario crear la mitad de la periferia de nuestro ojo, y por medio de "Bossage/ Base avec revolution ", creamos toda la esfera que sera el ojo asi como una circunferencia más pequeña que será el iris, notemos que no es un circunferencia completa y que tiene un corte recto en la parte del iris.
De la circunferencia creada, necesitamos crear un corte.
Una vez realziado el corte, se realiza un "shell" para que la circunferencia quede hueca, para eso escogemos la cara plana y un espesor de 1 mm.
Realizamos la estructura base donde iran los elementos que daran movimiento al ojo, para eso realizamos primero un "sketch" y luego "extrude" con la longitud deseada.
Posterior a esto, realizamos otro "sketch" para cortar la parte de enmedio ayudados de la herramienta "Extruded Cut", ya que por ahí pasaran los postes que uniran todo.
Añadimos los postes y el resultado se muestra a continuación.
Por último, añadimos una conexión afuera del ojo.
Una vez terminado todo, se procede a guardar el archivo en formato ".STL", para poder llevarlo al programa de la impresora.
El archivo ".STL", se encuentra en el siguiente link.
Proceso de impresión
La impresora que utilizares será la "PRUSA MK4S", por lo que necesesitaremos el programa "PrusaSlicer", el link de descarga del software se presenta a continuación.
We open the "prusa" program and import the ".stl" file.
Otra forma de hacerlo es arrastrar el archivo ".stl", hacia el área de trabajo, al hacerlo la pieza quedara colocada.
Podemos cambiar la orientacion del objeto ya sea de forma manual, o seleccionando una cara. Para eso, lo primero es tocar el objeto, lo cual abrira la barra de tareas lateral, si queremos que el punto de apoyo sea una cara, precionamos el icono que se muestra en la figura ("F") y dando un click en la cara que queramos que sea el apoyo, automaticamente el programa la pondra en la posición deseada.
Otra forma de cambiar la orientacion del objeto es seleccionando primero la pieza y por medio de "Girar (R)" aparecen las tres direcciones en las
que podemos rotar la pieza.
La última forma de hacerlo, es que al seleccionar la pieza, del lado derecho aparecen las coordenandas "x","y" y "z" del objeto, en dicha seccion
podemos cambiar la orientación dando un angulo en especifico de las direcciones, asi como la posición en coordenandas en el plano.
Para duplicar la pieza, basta con seleccionar la pieza y con el juego de teclas "ctrol + c" y "control + v", hacemos un duplicado.
Al hacer lo anterior, la pieza duplicada nos aparece como en la figura anterior, para separarlas podemos hacerlo de forma manual, aunque se recomienda precionar "Organizar (A)" o "Organizar la base actual (D)"
Colacadas las piezas en el lugar adecuado, debemos realizar la configuración de la impresión. En la siguiente imagen se presentan las configuraciones pertinentes.
Por último, se deben escoger los soportes para la impresión, donde el patrón que se escogio fue rectilineo.
Para cambiar de vista y ver como se verían los soportes, se puede hacer click en el icono que se muestra en la imagen.
Las barras que se encuentran en el lateral nos sirven para ver como estarían los soportes por dentro y los "códigos G" generados que describiran el movimiento de la impresora. En el siguiente video se muestra lo desdcrito anteriormente.
Una vez terminado todo lo anterior exportamos el cogigo G, esta opción se encuentra en la parte inferior izquierda. Al hacerlo, nos abre una ventana nueva, donde nos pide un nombre con el cual se guardara el archivo y proporcionara una extención compatible con el "G code".
El archivo anterior, es guardado en una memoria e insertado en la impresora "Prusa", la cual detectara automaticamente nuestro archivo, por lo que solo es necesario dar "play", para empezar a imprimir.
En las figuras de abajo se muestra el comparativo entre el ojo renderizado y el ojo impreso en 3D.
El ojo con movimiento se presenta en el siguiente video.
Scanning an object
To perform the scan, the "Creality Scan" program will be used. When opening the program, we must choose the "scanner model".
When choosing the model, a new window will open, in which we must select "New Project", it is important to have the scanner connected to the computer to be able to continue.
In the new window you must enter the name of the project, as well as the location it will have; In addition, certain characteristics of the element to be scanned must be selected, such as:
- Object
- Feature
- Accuracy
- Disable Flat Base
When we have these elements, we must press "Scan".
Once we are in the main window we must press "start". Let's notice that there is a side bar on the left side, which tells us how close or far the scanner is from the object. We must try to stay in the green or blue zone. If we leave these zones, we must move the scanner further or closer. If the object to be scanned is complex, we can place marks to help us scan in a better way.
The video below shows the scanning process.
When it has finished scanning, we press the "stop" button, which opens a small window, which asks if we want "complete scanning", if so we press "yes".
We wait a moment and the menu on the left side changes, it is recommended to press "Optimization Settings" in the tab, to change the "resolution" or "sensitivity".
Once all the changes have been made, we press the button to start processing. After the process, we can select "Mesh", which converts all the points (which are thousands) into triangles between each point to generate a surface.
We press "Color Mapping".
At the end of the process, it shows us the scanned image with its real color. If the result is the desired one, we proceed to export the file in ".stl" format.
We open the "prusa" program and import the ".stl" file.
Once there, we arrange the piece and save the information on a "USB" to connect it to the "Prusa" printer.
The printing process is shown in the following video.
The printed figure is shown below.
Learning outcome
En esta semana aprendimos el uso de la impresora y el escaneo en 3D; prestando principal atención a las tolerancias al momento de diseñar piezas, así como a las caracteristicas de la impresion y el tipo de filamento a utilizar. El tipo de filamento es importante, ya que se deben tener encuenta sus ventajas y desventajas al momento de escogerlo. Nosotros utilizamos PLA por lo barato que es.