Aunque muchos creamos que es algo reciente y novedoso, las impresoras 3D llevan usándose a nivel industrial desde hace más de 30 años. Pero es que, en los últimos años, hemos llegado a ver de todo: instrumentos musicales, material sanitario, armas, comida y hasta urbanizaciones al completo. Los centros educativos también están aprovechando estas nuevas tecnologías para transformar sus procesos de enseñanza y acercar al alumnado al mundo real y las nuevas tecnologías.
En este post hablamos de las impresoras 3D, los tipos que existen y las ventajas de esta tecnología para el sector educativo; tanto en colegios como en institutos.
¿Qué es una impresora 3D?
Una impresora 3D es una máquina capaz de replicar, físicamente, un modelo tridimensional de ordenador. Es decir, las impresoras 3D imprimen diseños con volumen (ancho, alto y largo). Como te decíamos, esta tecnología existe desde hace bastantes años en las máquinas de control numérico o CNC basadas en sistemas de coordenadas. Normalmente, este tipo de máquinas emplean entre 3 y 5 ejes de coordenadas dependiendo de su función.
Algunos ejemplos de máquinas de este tipo son: cortadoras láser, tornos, máquinas soldadoras, fresadoras, insoladoras… Además de todo tipo de robots de fabricación que funcionan a través de un fichero numérico que contiene el trabajo a realizar y que es interpretado por la máquina.
Este tipo de herramientas siempre han destacado por su enorme complejidad mecánica, electrónica y, sobre todo, por su precio. Y es, precisamente esto, por lo que las impresoras 3D se han limitado al entorno industrial exclusivamente. La revolución y popularidad de la impresión 3D viene por el abaratamiento, la sencillez y la accesibilidad que ha ganado la electrónica digital en los últimos años.
Hablemos del proceso de impresión 3D:
Todas las impresoras 3D tienen un funcionamiento similar… ¿quieres saber cómo se realiza una impresión 3D?
El primer paso es disponer de un modelo 3D compatible, la base para realizar la impresión. Podemos diseñarlo nosotros mismos con algún programa de modelado o podemos descargarlo de cualquier repositorio de modelos 3D creados por la comunidad de usuarios. La mayoría de impresoras 3D tienen un controlador basado en hardware libre (Arduino) que lee el fichero a través de una tarjeta SD o un puerto USB.
A continuación, debemos convertir ese modelo en algo que la máquina sea capaz de descifrar. Los modelos iniciales son nubes de puntos, mientras que la impresora solo entiende un lenguaje de coordenadas; esta es la razón por la que debemos convertir ese modelo inicial. De esto se encarga un software que llamamos de laminado (Cura, Simplify 3D, etc): un software que “corta” nuestro modelo a imprimir en láminas bidimensionales muy finas que se van superponiendo una sobre otra hasta crear la pieza.
En este software de laminado también podremos configurar los parámetros de impresión (velocidad del cabezal, altura de capa, temperatura del extrusor, porcentaje de relleno, patrón de relleno…) y una vez todo se haya configurado, lo exportaremos a un fichero .gcode. Esto no deja de ser un texto con un montón de números, las coordenadas de los puntos en los que el cabezal extrusor va depositando el material en cuestión.
Si el fichero creado es correcto no tendremos que hacer nada más, la impresora cargará esas coordenadas y parámetros y empezará la creación de la pieza siguiendo el fichero .gcode.
Tipos de impresoras 3D:
Hay muchas tecnologías de impresión 3D en la actualidad pero, las dos más comunes y accesibles son la FDM o deposición de filamento y las impresoras de resina o DLP.
Las impresoras 3D de filamento usan como consumible bobinas de material para fundir (PLA, ABS, nylon, FilaFlex…). Estas bobinas se van introduciendo en el extrusor, que contiene una resistencia eléctrica y calienta la boquilla alrededor de los 200ºC. En resumen, lo que hace la impresora 3D de filamentos es convertir el filamento sólido en un “pelo” (400µm aproximadamente) de material fundido e ir pintando por capas hasta crear la pieza sólida.
Su principal ventaja es que los filamentos son muy baratos, los hay con muchas características diferentes y, además, son bastante más accesibles en comparación con otras tecnologías. Su mantenimiento es muy sencillo, limitándose a una calibración de ejes o a calentar el extrusor en caso de que se haya atascado.
Las impresoras 3D de resina o DLP se basan en un proceso de polimerización a través de rayos de alta frecuencia (UV). Este tipo de impresoras, en vez de ir depositando el filamento, proyectan la capa entera sobre el material que se solidifica sobre la marcha. Esto hace que sean mucho más rápidas y capaces a la hora de crear figuras extremadamente detalladas en poquísimo tiempo.
Las impresoras 3D de resina son ideales para piezas que precisen más robustez; y es por todo esto que la tecnología DLP es más cara comparada con la impresión de filamentos; ya que tanto la resina como la máquina en sí tienen un precio superior.
¿Podemos decir entonces que la impresión 3D de resina es mejor que la impresión 3D de filamentos? No tiene por qué, todo dependerá del uso que queramos darle. Las piezas de resina no pueden exponerse demasiado a la radiación solar, por ejemplo, ya que la resina se degrada.
Podríamos hablar de otros muchos tipos de impresoras 3D pero están restringidas a un uso industrial; por lo que se alejan del uso que podamos darle a nivel particular o educativo en colegios e institutos.
Ventajas de las impresoras 3D en educación:
Actualmente, la impresión 3D en el ámbito doméstico y educativo está en auge; debido a la gran bajada de precios que ha experimentado esta tecnología en los últimos 10 años y por la evolución en la sencillez de su manejo. Gracias a la impresión 3D podemos fabricar, desde la nada repuestos y modelos de todo tipo, hacer prototipos o realizar modificaciones sobre un modelo o pieza ya existente.
Al tratase de un proceso completo que, abarca un poco de muchas materias y tecnologías, se convierte en un proyecto educativo de gran calidad con muchas ventajas para el alumnado:
- Mejora la participación en el aula.
- Ayuda a captar la atención de los alumnos.
- Fomenta un aprendizaje interdisciplinar y trabajo en equipo.
- Mejora los procesos de enseñanza y ayuda a aclarar conceptos.
- Aumenta la creatividad y la capacidad resolutiva.
- Acerca el mundo teórico a las aplicaciones prácticas.
- Genera nuevas relaciones entre el alumnado y la enseñanza.
Es complicado aún encontrar impresoras 3D en muchos centros educativos pero, en este camino hacia la digitalización, apostar por nuevas competencias puede ser clave. Los nuevos proyectos de digitalización educativa como el «Aula AtecA» incluyen la impresión 3D como una tecnología necesaria en el proceso educativo que también ayuda a acercar al alumnado a un mundo laboral más real.
CentroMipc, como especialista en tecnología educativa, quiere apostar por las nuevas tecnologías y la innovación en todos los centros educativos. Si quieres más información acerca de las impresoras 3D y el uso que podrás darle en tu centro.