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Prototipos a partir de archivos CAD
El BEC (Bilbao Exhibition Centre) tuvo el privilegio durante la Bienal Española de Máquina-Herramienta (24BIEMH), de acoger la presentación de este novedoso modelo de impresora tridimensional en color. La empresa vizcaína CADdy Spain presentó, por primera vez en la historia de la feria, una máquina capaz de fabricar maquetas en color directamente a partir de los datos informáticos de un archivo de diseño en 3D.
El segundo salón que pudo apreciar la funcionalidad del equipo fue la reciente edición de Intermolde celebrada en la IFA de Alicante, última cita que se convoca con este nombre ya que a partir de 2007 comparte organización, y alterna sede, con el salón ProtoDesign de Feria Valencia. Desde el año próximo, este salón conjunto se denominará IDINOVA.
La importancia de este certamen, con pocos pero selectos expositores, delinea un perfil profesional que quedó claramente demostrado con la presentación de equipos como la impresora DESIGNmate Cx. La cercanía geográfica con el nicho industrial del calzado reforzó esta vez una de las múltiples aplicaciones: la generación de prototipos destinados a este segmento.
Los múltiples usos de la “impresión” tridimensional
Diseñadores, ingenieros y arquitectos necesitan visualizar el trabajo que realizan en el ordenador con modelos reales que puedan tocar y manipular. Normalmente se utilizan maquetas manufacturadas, laboriosas de producir y con un gran coste económico. las DESIGNmate Cx y DESIGNmate Mx de CONTEX son capaces de recibir los datos 3D generados con un programa CAD e “imprimir” un modelo real sumando secciones horizontales (como las que imprime una impresora doméstica). El resultado es que en pocas horas el diseñador puede tocar un prototipo a todo color de su diseño por muy poco dinero.
En Estados Unidos, las impresoras 3D llevan años utilizándose para diseño industrial y comercial, así como en diversas áreas de educación. Los modelos producidos en impresoras 3D han sido utilizados con éxito en áreas de actividad tan variadas como el diseño industrial, la arquitectura, la automoción, la educación, el modelado de moléculas en el campo científico, el packaging, la topografía (GIS), creación de modelos de uso médico y diseño de calzado.
La posibilidad de tener modelos y maquetas reales en tan sólo unas horas es muy reciente y se descubren nuevas aplicaciones cada día que no tienen nada que ver con el diseño.
Por ejemplo, durante las inundaciones de Nueva Orleans, el equipo que tomaba las decisiones estratégicas disponía de dos mapas tridimensionales del terreno impresos con una de estas máquinas: uno antes de las inundaciones y otro que mostraba las zonas anegadas. Además, los modelos topográficos creados con esta tecnología permiten prever hacia dónde se desbordará una riada o un vertido tóxico en un terreno determinado.
Por otro lado, varios equipos médicos han descubierto que pueden general modelos reales de sus pacientes a partir de las imágenes tridimensionales que genera un escáner. Estos modelos permiten planificar operaciones complicadas sobre modelos reales, lo que reduce el riesgo de los pacientes.
La empresa vizcaína CADdy Spain lleva más de diez años instalando soluciones tecnológicas de Diseño Asistido por Ordenador, escaneado de gran formato, copiado de gran formato, vectorización de planos y gestión documental. Es una referencia en el ámbito nacional con respecto al suministro de servicios para ingenierías y también es proveedor oficial de la AER (Asociación Española de Reprografía).
El fabricante de la impresora 3D, la empresa danesa CONTEX, es conocida a nivel mundial por sus escáneres de gran formato, que se emplean en áreas técnicas muy diversas como digitalización de planos, la reprografía de gran formato, trabajos topográficos y un largo etcétera. La tecnología de impresión 3D, en cambio, es originaria de EE.UU. y pasó a formar parte de la gama de productos de CONTEX en 2005, cuando ésta adquirió Z Corporation, los desarrolladores de esta tecnología.
El proceso técnico
las impresoras 3D utilizan dos componentes básicos para “imprimir” los prototipos rápidos: un composite especial (parecido a polvos de talco) y una “tinta” que tiene la propiedad de compactar el composite. El área de trabajo es una superficie de 25 x 35 cm. (en la DESIGNmate Cx) sobre la que se deja caer el composite uniformemente y, posteriormente, varios cabezales de inyección de tinta similares a los de una impresora doméstica lanzan la tinta de distintos colores sobre la sección del modelo a compactar. La impresora 3D “imprime” dos capas de entre 0,089 mm y 0,203 mm cada minuto.
Cuando ha terminado la impresión y el modelo está completo, el composite sobrante se aspira y se recicla para futuros usos, dejando el modelo limpio y libre de residuos. En este estadío del proceso, la pieza es todavía frágil y debe manipularse con cuidado. Para darle el acabado final, es necesario infiltrarla (sumergirla) en uno de los distintos infiltrantes adhesivos especiales, que incrementan la dureza y resistencia de la pieza del prototipo hasta que este puede ser manipulado sin ningún tipo de precaución especial.
La tecnología de impresión 3D se diferencia de otros métodos de creación de prototipos rápidos (como por ejemplo la creación de modelos mediante inyección de plástico) en varios puntos fundamentales.
En primer lugar, permite crear modelos a todo color gracias al efecto combinado de los 4 cabezales de tinta (Magenta, Cian, Amarillo y Transparente). La distribución del color es extraordinariamente precisa, lo que permite etiquetar los modelos con textos (anotaciones de diseño, etiquetas,…), reproducir marcas comerciales, colorear zonas para diferenciarlas, etc. las maquetas y modelos salen totalmente coloreados de la impresora, sin necesidad de laboriosos procesos posteriores.
En segundo lugar, el tiempo que se tarda en terminar una pieza varía según el tamaño y la complejidad de la misma, pero en todos los casos la impresión 3D es la tecnología de creación de prototipos más rápida del mercado (entre 5 y 10 veces más rápida que cualquier otra solución). Además, pueden imprimirse varios prototipos independientes de manera simultanea para aprovechar toda la superficie de impresión.
Por último, los materiales de impresión son más baratos que los de otras soluciones de creación de prototipos rápidos, lo que convierte a las Impresoras 3D en máquinas muy adecuadas para entornos de producción continua. Se trata de un dispositivo capaz de producir modelos de calidad con un gran valor de mercado y un coste de producción realmente bajo.
Con otras soluciones, se reserva la creación de un prototipo para las fases más avanzadas del proceso de diseño o incluso para la fase final de presentación al cliente. Los costes reducidos de esta tecnología permiten realizar modelos en varios puntos intermedios del proceso de diseño.
Impresión 3D - Ejemplos de aplicaciones
Los fabricantes y proveedores que diseñan calzado —zapatos deportivos, zapatos de diseño y zapatos de sport— tienen una necesidad real de modelos conceptuales que aceleren y mejoren el proceso de diseño.
Retos
La comunicación clara entre diseñadores y manufacturadores durante el proceso de diseño es un factor crucial, ya que es imprescindible que haya consenso en un diseño antes de invertir en él recursos valiosos.
Además, es imprescindible reducir la duración del ciclo de diseño para llegar al mercado antes que la competencia con nuevas ideas y diseños. El método tradicional de diseño de maquetas de arcilla o madera es a menudo costoso, requiere mucho tiempo y resulta impreciso.
Soluciones de las impresoras 3D
• Comunicación con clientes
las impresoras 3D en color son capaces de crear prototipos aparentes y de cualquier complejidad directamente desde datos digitales, de forma rápida y económica.
• Comunicación con vendedores
las impresoras 3D permiten a las empresas de calzado imprimir complejos diseños para comunicarse con los vendedores. También se usan las impresoras para establecer comunicación entre continentes enviando archivos electrónicamente e imprimiéndolos en diferentes plantas de fabricación.
• Imprimir partes a todo color
La capacidad única de las impresoras a color en 3D de Contex de crear piezas a todo color de manera rápida y barata permite una comunicación más completa en el diseño y un feedback más constructivo.
las maquetas producidas con la Impresora 3D de Contex se pueden usar para:
• Amasado de maquetas para Desarrollo de Conceptos
- Impresiones 3D directamente desde el archivo CAD
- Produzca maquetas de forma rápida y económica
• Estudio de diseño de Elementos Críticos
- Fabricación de superficies y formas geométricas complejas
- Comunicación de detalles de alta definición y acabado de superficies
• Maquetas de presentación en color de alta definición
- Combinación de modelos con otros elementos para lograr el efecto deseado.
- Producción de múltiplos fácil, rápida y económica
El reto
Desde la primera reunión de desarrollo de conceptos, los principales arquitectos visualizan, aprenden y comunican en 3D. Siempre que les es posible, utilizan maquetas físicas para explorar conceptos y comunicar su visión a los clientes.
Las técnicas de creación de maquetas manufacturadas son muy restrictivas, principalmente por dos razones: lleva mucho tiempo construir físicamente la maqueta y el proceso que utilizan los creadores de maquetas para extraer los datos necesarios del archivo del ordenador consume un tiempo muy valioso al equipo de diseño.
La solución
Las impresoras 3D de Contex son una solución de empresa fundamental para los mejores arquitectos por su alta velocidad, coste por modelo relativamente bajo, y escalabilidad geométrica.
• Una capacidad incrementada para centrarse en las necesidades y preocupaciones específicas del cliente
En un proyecto reciente, los estudios de los elementos del edificio confeccionados a Morphosis que fueron considerados de mayor importancia para quien toma las decisiones.
• La capacidad para crear múltiples maquetas a un coste razonable
Para determinados proyectos, es una ventaja ser capaz de imprimir varias copias del modelo para compartir con diferentes clientes o con distintos segmentos del mercado de usuarios finales. La impresión 3D permite la producción de múltiples piezas con un esfuerzo mínimo.
• La capacidad para crear maquetas reproducibles
En el caso en el que varios elementos de un área específica del diseño cambien, cualquier sección particular puede ser reimprimida en cuestión de horas.
El resultado
las impresoras 3D de Contex se han convertido en una parte clave del proceso creativo para empresas de arquitectura de primera línea. La combinación de disponer de maquetas rápidas y el acercamiento colaborativo que éstas permiten es una ventaja real a la hora de conocer las necesidades y expectativas de clientes, asesores y arquitectos.
Software compatible
La impresión Contex 3D complementa software BIM (Building Information Modelling). las impresoras 3D pueden crear maquetas desde software BIM tal como Revit and Bentley Architecture. Entre los productos de software complementario de 3D compatible figuran: 3D Studio Max – Archicad - AutoCAD Architectural Desktop - Bentley Triforma – Catia – FormZ – Revit – Rhino – Sketchup y muchos más.
Puede obtener más información sobre las múltiples aplicaciones de la impresión 3D visitando la sede web de CADdy Spain.
Impresoras 3D – Campos de aplicación
La disponibilidad de equipos de impresión que permiten realizar impresiones en 3D posee un amplio campo de aplicación en numerosos sectores industriales y científicos. A continuación se resumen varios de ellos con material preparado por CADdy Spain.
las impresoras Contex 3D se usan para todo: desde la creación conceptual hasta la planificación de producción, lo que permite a los ingenieros de diseño acelerar y mejorar el proceso de desarrollo.
Retos
La industria de automoción ha utilizado tradicionalmente el prototipo rápido como herramienta integral en el proceso de diseño. Sin embargo, la externalización del prototipado de alta calidad es muy cara y puede causar un retraso en los tiempos de diseño.
Los ciclos de diseño de alto ritmo de la industria de automoción requieren una solución de prototipado rápido que pueda producir casi cualquier geometría de manera rápida, económica y con una variedad de propiedades de material.
las impresoras Contex mejoran
Las impresoras 3D de Contex permiten a los cirujanos producir modelos 3D rápidos y baratos para obtener mejor información de caso que les permita reducir tiempo de la operación, mejorar la comunicación entre médico y paciente y mejorar los resultados de los pacientes.
Retos
Dos factores críticos para procedimientos ortopédicos y maxilofaciales son la comunicación clara entre médico y paciente y el pre-contorneado preciso de implantes.
La comunicación clara permite a los pacientes tomar decisiones informadas acerca de cuidado médico.
El encajado preciso de implante es imprescindible para el bienestar del paciente. Los modelos físicos 3D son una herramienta de valor incalculable al mejorar la experiencia, tanto para médicos como para pacientes.
La solución Contex proporciona modelos para:
Retos
Una firma líder en arquitectura, ingeniería y consultoría trabajaba en el rediseño total de un hospital y los edificios de alrededor para una gran ciudad de California. Necesitaban maquetas precisas en 3D del concepto de diseño para comunicar los planes del proyecto y ganar la cuenta.
Tradicionalmente, las maquetas se creaban imprimiendo imágenes de gran formato en 2D y después generando las desviaciones del terreno mediante cartón pluma para comunicar la superficie topográfica. Este tipo de maquetas llevaba un laborioso y largo proceso de fabricación.
La solución
Para responder a unas fechas de entrega muy ajustadas, la empresa decidió tener varias maquetas de los planes propuestos generadas mediante la tecnología de impresión 3D.
Los datos CAD y GIS fueron combinados para producir varias maquetas en color en 3D del proyecto en tan sólo 48 horas. La empresa y sus clientes se entusiasmaron con la calidad de las maquetas y el rápido tiempo de respuesta.
El resultado
La empresa fue capaz de presentar propuestas de construcción complejas al cliente, y proporcionar una maqueta 3D para cada diseño. Estas maquetas se usaban como herramienta para explicar el alcance y concepto del proyecto, pero también como herramienta de ventas que permitía "dejar atrás" a la competencia. las maquetas jugaron un papel integral al recibir una cantidad significativa de trabajo del proyecto.
“La tecnología de impresión 3D nos permitió presentar multitud de maquetas a todo color a nuestro cliente durante la fase de propuestas – sin ningún recurso interno, retrasos significativos, o altos costes. Reunió nuestra capacidad para realizar dibujos 2D, nuestra capacidad para realizar modelado en 3D, nuestra experiencia con GIS y todos nuestros contenidos animados para crear un modelo muy preciso y en color en cuestión de días en lugar de semanas.”
las empresas que diseñan y producen envases de cristal y plástico para industrias relacionadas con el cuidado corporal, la salud y el cuidado del hogar están usando impresoras Contex 3D para acelerar y mejorar su proceso de diseño.
Asimismo, el packaging de las industrias químicas, de la automoción o de los fabricantes de bebidas también obtienen grandes beneficios de las impresoras 3D.
Retos
Un nuevo diseño de envasado ha de ser funcional, económico e innovador. Es necesaria una comunicación clara y efectiva para satisfacer a los clientes y simplificar el proceso de diseño. El método tradicional de usar renderizados de pantalla en 3D limita la comunicación y fuerza tomar compromisos en una fase muy tardía del diseño o alarga el proceso de diseño.
las impresoras Contex 3D ofrecen la capacidad de:
Los fabricantes de electrodomésticos para el hogar utilizan la tecnología de impresión 3D de Contex para acelerar y mejorar sus intensos ciclos de diseño, con lo que pueden lanzar mejores productos más rápido al mercado.
Retos
El diseño de electrodomésticos para el hogar requiere no sólo maquetas precisas en 3D para comunicar conceptos de diseño a clientes internos y externos, sino también una serie de tests funcionales de piezas para evaluar atributos de actuación importantes en el inicio del ciclo de diseño. La exposición a temperaturas elevadas, la humedad, el flujo de aire y las vibraciones deben se combinan para presentar condiciones exigentes de entorno que muchas maquetas conceptuales de primera fase no pueden soportar.
las impresoras Contex desarrollan
las instituciones de investigación y las compañías farmacéuticas involucradas en el desarrollo de nuevos medicamentos tienen una clara necesidad de maquetas de moléculas que puedan visualizar en un espacio real.
las instituciones educativas que enseñan sobre las interacciones y funciones de las proteínas y los medicamentos a nivel molecular (departamentos de Bioquímica de Universidades, principalmente) también pueden sacar un enorme partido de estos modelos rápidos.
Retos
Es extremadamente difícil visualizar y comprender la geometría de moléculas complejas y la interacción entre ellas utilizando visualización o renderizado en tres dimensiones. La forma y la geometría lo son todo en química molecular. Investigadores que han estado trabajando con una proteína o una molécula durante diez años aprenden inmediatamente algo nuevo cuando cogen en su mano la molécula. La interacción física en espacio real con la forma de las moléculas proporciona información completa y nuevas perspectivas.
La solución Contex ofrece
las instituciones educativas incorporan impresoras 3D Contex en distintos departamentos para mejorar programas educativos y exponer a los estudiantes a tecnología puntera. las impresoras son indispensables para proporcionar a los estudiantes acceso a maquetas físicas de sus trabajos con el ordenador.
Retos
Es imprescindible que los alumnos tengan acceso a maquetas físicas de sus diseños en etapas tempranas del proceso de diseño. De ese modo pueden llegar a comprender y experimentar completamente el ciclo de diseño del producto.
Los criterios clave para la evaluación de impresoras 3D para utilización en clases son:
las impresoras en uso en la educación
Cantabria infinita
Cueva de El Soplao • Año Santo Lebaniego • Turismo y gastronomía
Propuestas en Brasil
Cabo Frío: paraíso a 200 km de Río • Niterói: playas, arquitectura y agenda cultural • El camino de Niemeyer: recorrido arquitectónico
Propuestas en Argentina
Ruta Nacional 40: Recorrido de la parte Norte • Recorrido del Centro (Cuyo) • Recorrido de la parte Sur (Patagonia)
Propuestas de turismo
en la Comunidad Valenciana
Ibi, Onil, Foia de Castalla • Belén de Tirisiti - Patrimonio cultural en Alcoi • Los Baños del Almirante (Valencia del s.XIV) • Mundo Naval en el museo Príncipe Felipe • Arte rupestre valenciano (Museo de la Valltorta)
Transporte aéreo
Air Nostrum • Ryanair • Spanair • Vueling
