Bosco Hurtado, arquitecto: Impresion en 3d. Anycubic Mega

Tras muchos años de estar pendiente de comprar una impresora 3D finalmente fueron mis hermanas quienes me regalaron una por mi cumpleaños. He de decir que siempre me he mostrado un poco escéptico respecto a las piezas impresas en 3D, porque siempre pensaba que serían piezas burdas y toscas y de poca resistencia, válidas sólo para diseños de prototipos o prediseños de productos, pero he de decir que el resultado en algunos casos es bastante aceptable, práctico y funcional, y una herramienta muy útil en restauración y en reparación de todo tipo de aparatos. El secreto está en saber escoger el material adecuado y los parámetros con los que imprimir, y el resto es probar y probar.

Lo que a uno no le cuentan de la impresión en 3D es que es compleja y tiene más teclas que un piano, modelizado, impresora, grosor de boquilla, filamento, temperatura de impresión, humedad, velocidad de impresión, temperatura del ambiente...muchas cosas a tener en cuenta para que luego dos impresiones consecutivas aparentemente iguales puedan tener resultados totalmente diferentes.

Mi primera tarea en el mundo de la impresión 3D fue hacer un diminuto engranaje. Pensaba que tendría que descargar programas para modelado 3D especiales, pero no, con el mismo autocad que gasto para dibujar planos puedo modelar piezas y exportarlas a CURA, el programa que se encarga de transformar un sólido 3D en rebanadas que sepa dibujar la impresora (ese sí que lo he tenido que descargar, y es gratuito). El dichoso engranaje formaba parte de un motor reductor que acciona las palas de orientación del aire acondicionado, sin el cual el aparato no funcionaba.

El equipo en cuestión tiene unos veinte años, y fue imposible encontrar un reemplazo de dicho motor, actualmente descatalogado, y aún habiéndolo encontrado de segunda mano me exponía a encontrar una pieza con el mismo deterioro. Y entonces uno se echa las manos a la cabeza al ver que cada fabricante e incluso cada modelo particular tiene un motor diferente. Algo que sólo tiene que mover unas palas y que no deja de ser un reductor con un motor paso a paso, se convierte en algo exclusivo con la única tontería que cambiar la posición de los tornillos del chasis con respecto al eje o con variar el tamaño y relación de los engranajes.

Inicialmente, tras medir y dibujar el engranaje roto, le pasé el dibujo a mi hermana para que un amigo suyo que ya tenía varias impresoras me imprimiera una primera prueba. Pero ninguna de las pruebas que me hizo me servían, todas eran pequeñas y además tenían algunos defectos. Al regalarme la impresora empecé a probar por mi cuenta.

Para corregir el efecto del grosor de la boquilla (0,4mm en este caso), visto que era complejo acertar con los valores de la impresora para "orlar" por exceso o por defecto el borde a imprimir, opté por dejar en cero ese valor y dibujar la linea que debía seguir la boquilla. En la imagen anterior del engranaje: en naranja está dibujado el perímetro exterior de la pieza y en blanco la línea que ha de seguir el eje de la boquilla, se obtiene de esta forma un resultado más preciso.

Las primeras pruebas las hice con filamento PLA, el más fácil o el que menos problemas tiene para la impresión. La única y gran pega que le pongo a este material es que lo primero que dicen de él es que es ecológico y biodegradable, y particularmente lo encuentro absurdo, porque lo que yo quiero es hacer piezas para que duren, no para que se biodegraden. Mi visión particular contra la obsolescencia programada reside precisamente en la calidad de los materiales que conforman un producto. Si éste está destinado a tener una vida efímera, pongamos dos o tres años, me parece correcto que sea biodegradable el material con el que se confeccione. Pero si lo que queremos es que los productos tengan una larga vida, como los antiguos electrodomésticos que duraban fácilmente 30 años y más, hay que pensar en materiales que tengan una vida útil en consonancia, manteniendo íntegras, en la medida de lo posible, sus propiedades iniciales.

El PLA se degrada en unos meses en un entorno de compostaje o a la intemperie y en varios años sumergido en agua, lo cual no me parece nada halagüeño para reparar algo, sabiendo que va a tener una vida útil corta o algún tipo de deterioro en según que ambiente se encuentre.

El ABS en cambio me parece mejor alternativa y presenta mejores prestaciones de durabilidad, si bien es un poco más “delicado” a la hora de imprimir (puñetero sería la palabra adecuada). Necesita mayor temperatura y un ambiente dentro de la impresora más controlado, lo aconsejable es tener una impresora con cabina.. o hacer una caja a la impresora. La ventaja también es que el acabado aparentemente es más homogéneo si lo comparamos con el PLA, pero por el contrario el inicio de la impresión es toda una odisea. Aún teniendo una cama caliente, y la precaución de dar un grosor extra al modelo en la capa inferior, el material tiene una gran retracción al enfriarse que es realmente frustrante. Si esta primera capa no sale bien el resto del modelo va a ir acumulando errores y acusando los defectos de las capas previas. La forma más eficaz de arrancar bien es la opción de “balsa” para la preparación de la capa base.

Finalmente para obtener un buen resultado en ABS opté por imprimir una balsa inicial, cancelar tras imprimirse la balsa y volver a imprimir con borde sobre la capa anterior. Al terminar la impresión se elimina la balsa con una lija de metal sobre una superficie plana y se añade agua para facilitar que no se pegue el plástico a la lija. En la imagen superior en la parte de abajo el engranaje original de un timbre, encima de él a la izquierda dos confeccionados con PLA y a la derecha otros tres hechos con ABS, se aprecia en el ABS una textura mate y más uniforme que en el PLA cuando se dan con los parámetros adecuados de impresión.

Y aquí no han acabado los problemas. Lo primero que uno hace tras lograr una pieza buena tras varios intentos fallidos es descubrir que la pieza es ligeramente más pequeña de lo esperado, en un modelo grande puede que no tenga mayor importancia, pero con pequeños engranajes la tiene y mucha. La primera pieza que debía hacer en 3D era ese pequeño engranaje de 13mm de diámetro con 39 minúsculos dientes de apenas 0,5mm de tamaño. Al probarla en el motor me di cuenta de que era casi 1mm más pequeña y que no llegaba a tocar a los dientes del siguiente engranaje. El material al enfriarse o la impresora hacían que la pieza fuera más pequeña. Solución: reescalar el diseño de forma proporcional, si el modelo final tenía 12mm de diámetro y el original era de 13 tenía que hacer una corrección de escala de ampliación 13/12 en el dibujo de cad. El resultado esta vez sí fue el esperado... después de cuatro impresiones y el motor ha vuelto a la vida.

Una pieza que puede valer céntimos puede ser el motivo por el que haya que cambiar un equipo que costó más de 200.000 ptas hace más de veinte años, y que con esa pequeña reparación sigue funcionando como el primer día.

Conclusiones, la impresora es una herramienta muy útil en mi caso, tanto por la posibilidad que tiene para reproducir piezas de plástico, como para la realización de prototipos o piezas de diseño ad-hoc, que luego pueda reproducir en otros materiales o bien emplear directamente si no requieren unas características de resistencia extremas. Pueden reemplazar satisfactoriamente piezas de plástico de dureza o resistencia equivalentes, y aunque éstas por el tiempo y el uso se deterioren se pueden hacer varios recambios a la vez a un precio asequible. Las piezas impresas pueden sustituir y mejorar piezas originales mediante el rediseño de esas piezas averiadas, dotándolas de más grosor o eligiendo un material más resistente.

Comprobador de pilas.