Hola a todos mi nombres,
Anabel García y soy profesora del departamento de ingeniería,
de construcción y fabricación de la UNED
en la siguiente presentación.
Vamos a abordar el diseño de soluciones para fabricación aditiva
y nos vamos a centrar en las envolventes; podemos,
cuando estamos abordando un diseño lo podemos abordar de dos formas
diferentes desde las envolventes o la o el desde el volumen,
dependiendo de la geometría de la pieza que queramos diseñar.
En este caso, como he dicho, nos vamos a centrar
en las, en las estrategias para el diseño de envolventes.
Fundamentalmente nos encontramos dos problemas.
Nos podemos encontrar más, pero nos hemos centrado en los dos
más más importantes a la hora de abordar las envolventes.
Por un lado, la adaptabilidad, es decir,
cuando estamos fabricando con tecnologías aditivas
nos encontramos la limitación de tener que ir añadiendo
sucesivas capas de material superpuestas en el eje z.
Entonces, cuando tenemos una superficie orgánica tenemos,
como en este caso de la imagen, un volumen bueno,
una superficie, un envolvente orgánica,
nos encontramos con problemas mecánicos,
donde el material no resiste de la misma manera,
donde hay defectos de acabado, etcétera.
Vamos a ver diferentes maneras,
estrategias de abordar estos problemas.
Por otro lado, el tamaño de impresión,
como como sabéis, el tamaño está limitado a esa cámara
impresiona esa superficie de impresión.
Entonces, cuando queremos imprimir,
cuando queremos fabricar elementos con con un ya sea en este caso
volúmenes o superficies de una un tamaño elevado,
pues pues tenemos que ver la manera de abordar esos diseños
para que luego finalmente podamos tener esos esos volúmenes,
esas superficies de gran tamaño y de gran formato
empezamos con la adaptabilidad.
Las diferentes soluciones para la adaptabilidad,
por un lado, se pueden en el caso de las superficies,
generar esas superficies.
Envolventes flexibles,
con textiles impresas en tres dimensiones.
Por otro lado, vamos a ver diferentes estrategias
de que se basan en estructuras hausa éticas para conseguir esas volúmenes
de esas superficies envolventes orgánicas
y cómo podemos controlar el diseño de las trayectorias,
cómo podemos diseñar esas trayectorias
que realiza el estresor en las cabezas,
para salvar esas esos defectos de escalera, escalera,
que vamos a ver a continuación.
Empezamos por este último caso en el que como veis
en la imagen superior la fabricación convencional,
fabricación, aditiva convencional va añadiendo capas de material
a lo largo de perpendicular ese eje z
y nos podemos encontrar en este efecto
de escalera, que es un efecto no deseado tanto estéticamente
o acabado como mecánicamente porque esas son zonas vulnerables
donde donde tiende a fracturar el material
se podría diseñar la trayectoria para que la instru sor,
en lugar de ir eje por los ejes por planos sucesivos
del plano equis y luego subir un nivel
y otra vez aquí si lo que se puede es a través de programación,
controlar la trayectoria de ese Estruch sor cabezal
de la serie de la tecnología,
que sea en cuestión y que en lugar de hacerlo siempre
a lo largo del mismo plano vaya subiendo,
vaya bajando y vamos controlándolos tres
las tres dimensiones al mismo tiempo los tres ejes al mismo tiempo
y conseguimos de esta manera solucionar ese efecto escalera
y conseguimos que ese material sea resistente con esas curvaturas
y con esas inclinaciones.
Cuál?
Cuál es el problema principalmente que nos encontramos,
la los equipos de fabricación aditiva.
Trabajan con su propio software
y ese software recibe la información del modelado
de la geometría tridimensional en forma de un archivo; ese stl a mce
y lo que hace es automáticamente va laminando por esas capas,
que hemos dicho de capas que, si bidimensional es lo va laminando
para generar esa información del recorrido
de la destrucción del cabeza lo de lo que lo que sea,
con lo cual no podemos, no tenemos la libertad
de controlar el movimiento que realiza ese estresor,
sin embargo hay otras tecnologías que sí que permiten de código abierto,
que sí que permiten la generación de, desde el diseño
de ese movimiento del cabezal, acorde a ese diseño, a esas,
a esas inclinaciones, a esa geometría orgánica
y generar directamente el que es el lenguaje de programación
que identifica y que sabe traducir el equipo de fabricación aditiva
desde desde el modelado, el de la geometría tridimensional,
como es este ejemplo, este ejemplo,
se ha realizado en graso, que es un clouding del lenguaje,
de un plieguen de, de programación del visual,
donde podemos identificar en cada no, pues,
qué es lo que vamos realizando.
En lugar de ser un lenguaje programación textual,
es un lenguaje que se vale identificando y se va leyendo
por modos.
Entonces podemos ver que tenemos a la izquierda sea ajena.
Me sé dar realizando la geometría.
En este caso, pues es una línea,
a partir de un punto con unas coordenadas,
nos da identificamos sacamos extraemos de esa información.
En este caso es muy sencillo, es un caso muy sencillo,
de una, una línea de la exclusión
de una línea sacamos sus coordenadas si z,
y, a partir de esas coordenadas y de esa distancia
de esa longitud de línea extraemos y del ancho del cordón
de la altura que vamos a tener de al capa extraemos.
La información de qué cantidad de material,
en este caso era para fdm, qué cantidad de material
tenemos que instruir y añadimos las propiedades
que necesita la impresora de en función del material
que temperatura tiene que calentar el estresó la cama,
si tiene que realizar algún jou para,
para que no haya sobre extensión de material, etcétera,
de diferentes parámetros de impresión,
y finalmente tenemos directamente desde la geometría.
El lenguaje de programación
que se exporta directamente a la máquina,
es decir, nos estamos saltando en este caso el paso de tener
que esa geometría trasladarla a un archivo stl
o a mlc,
o cualquier otro archivo compatible con un software de laminado,
nos estamos saltando también en la minado, porque estoy realizando
la la conversión de qué trayectoria
que quiero realizar eso desde el diseño
y lo traduzco directamente en cuál es el código que quiero ejemplar.
Esto qué ventajas tiene, que podemos desde ese diseño
de trayectorias embebido dentro de ese algoritmo de diseño.
Podemos incorporar también análisis de elementos finitos,
para, para ver dónde quiero que se instruya más material,
menos material y que sea la pieza más resistente
en determinadas zonas.
También se puede, como en este caso sacar las líneas de tensión,
porque vamos a soltar el material donde se, donde,
donde está esas líneas de tensión,
para que aguante mucho mejor la pieza,
y para que sea más resistente etc
tiene muchísimas aplicaciones este diseño de trayectorias
y sobre todo de esta manera hacemos que no tenga ese problema.
Han acabado superficial y que resista mejor mi pieza,
y optimizar mucho mejor.
El diseño cuál es?
Otro de los problemas digamos con uno de los problemas
era que el software propietario no podíamos intervenir en él
no podíamos teníamos,
teníamos Estado ruptura de del diseño a lo que es la generación del couto,
otro problema en el propio equipo en este caso,
por ejemplo, de fdm que tenemos la boquilla en el estresor
que ya nos está impidiendo y nos está limitando esas inclinaciones
para hacer, por ejemplo ese caso que habíamos visto
antes de hacer una instrucción continua en una en una curva,
porque están estos elementos que están octubre obturando,
la salida del propio material por un lado de la propia boquilla
por otro lado del estresor me está dando un ángulo máximo
que yo, que yo puedo alcanzar sin que se choque,
el propio destrossar,
otros problemas que nos podemos encontrar si realizamos
estas curvaturas en este lado no hay ningún problema,
pero como vemos que tenemos dos curvaturas diferentes,
aquí tenemos una falta de material.
Hay investigadores, como el metal,
que lo que hacen es plantear una geometría diferente,
una manera una instrucción diferente.
Es decir, aparte de diseñar lo que es la geometría de la pieza,
esa volumetría esa envolvente, verdad, lo que hace
es en función de los ángulos que tiene esa envolvente;
identificar que ahí va a tener un problema
y entonces plantear una manera diferente
de diseñar esas esos recorridos.
Hay otra solución
para evitar este esta o este limitación del estresor,
como por ejemplo esta solución desarrollada por no un plan.
Haré que sí Iceta,
que lo que hace es desarrollar un estresor más largo,
que tiene una, una, un aislante para una herramienta
para que continúe ese ese calor que tiene la resistencia,
para que edifique el polímero del material,
pues que llegue al extremo sin obturar.
Otra solución que están desarrollando es impresoras equipos de fabricación
de cinco ejes.
En este caso la movilidad de esos ejes estaría en la base
con con bases que rotatorias en diferentes ejes
y que están integradas en un equipo de fabricación aditiva convencional,
también adaptando brazos -robóticos,
para que estudian material; incorporándole,
un cabezal con sus resistencia al ventilador etc.
Y con y con una una mesa de impresión,
una cama de impresión estática.
De esta manera podemos conseguir esa que no tengamos esas limitaciones,
porque es siempre perpendicular al plano de la impresión,
y, y por último ambas cosas.
Tenemos, por un lado, la base rotatoria,
en este caso solucionada, con un brazo robótico también,
y en este que también va imprimiendo con libertad de ejes,
con con diferentes rotaciones de ejes, con lo cual de esta manera,
por ejemplo en este en este caso se está imprimiendo desde esa punta
de la guion.
Se está imprimiendo toda la geometría,
y en todo el momento se está controlando,
que no se produzca ningún problema de acabado superficial,
ningún problema reside de resistencia por ese,
por esa isotrópicas se va controlando,
donde se quiere cerrar, si está más y se va controlando también,
que no exista soportes que es algo también importante,
a tener en cuenta.
En cuanto a los textiles impresos en tres en este caso, por ejemplo,
el desarrollado por por la, para el espacio acción,
consiste en un módulo,
que se va repitiendo y que se llaman ensamblando unos con otros.
Una de las ventajas que tiene la fabricación aditiva
es que permite la fabricación de elementos ya ensamblado,
sin tener que tener luego un proceso de ensamblaje posterior.
Entonces en este caso por ejemplo, podría era resistente,
también absorbía muy bien.
El calor tenía diferentes propiedades,
que en un textil convencional no se puede conseguir otra.
Otra manera, otra estrategia vemos en la imagen de la, de superior,
que son elementos planas.
Esta estrategia viene también del córtele,
hacer donde a partir de una lámina
lo que se hace es quitar material
para que permita su flexibilidad en las direcciones que a nosotros
nos interesa, en función del patrón de diseño que se que se elija,
o en la parte inferior,
que funciona igual que el textil de la Enasa, que son elementos
ensamblados con distintas geometrías que consiguen distintos resultados,
y aquí vemos algunos ejemplos desarrollados para en policiles,
desarrollados para, para diferentes fines donde se ve
que ya pues en función de las necesidades,
de también, de la estética, etcétera,
se van desarrollando diferentes patrones.
En este otro caso se consigue ese textil impreso,
pero desde la propia instrucción del material;
es decir, no se está haciendo ningún patrón,
que va superponiendo cartas, sino que es una única que aparece.
Consigue el patrón con esa única capa,
soltando más material y menos, es decir,
consiguiendo que en determinadas zonas esa falta de exclusión sea algo
que si yo lo estoy controlando, esté generando algún patrono,
y estoy consiguiendo esa movilidad donde a mí me interesa
se ve mejor en el siguiente vídeo
donde se ve que se va soltando material,
se va depositando el material con en mayor o menor medida,
y estoy consiguiendo ese patrón de Sarga
que se viene de la ingeniería textil es decir,
que muchas veces estamos consiguiendo esas propiedades,
mirando en textiles convencionales, y controlando con ese,
con esa programación que habíamos visto anteriormente.
Estamos controlando donde excluyó material
donde estudió menos material,
y estoy controlando el resultado final,
no desde la geometría tridimensional,
sino desde el propio estresor.
Como he dicho,
muchos de los textiles siempre eso se basan en ingeniería textil,
es decir,
se ve que es lo que se ha venido desarrollando en Ingeniería textil,
cómo se van desarrollando esos patrones
a través de en este caso de hilatura de velada
y lo lleva a vamos a hacer lo mismo con esa hilatura de de polímeros,
es decir, desde la tecnología de polímero
y además como ya no tenemos la limitación
que sea bidimensional, podemos coger tridimensional mente,
ese movimiento del cabezal y podemos tener muchísima más flexibilidad
a la hora de hacer los diseños y más posibilidades
de oportunidades.
Por otro lado,
está las que están basadas en estructuras hauxe éticas,
en este caso desde el patrón bidimensional,
quiero decir bidimensional,
aunque sea una estructura tridimensional,
pero, como podéis ver en la imagen,
es un elemento que no tiene volumetría,
sino que está en plano en el eje y ortogonal al plano equis
si, sin embargo, cuando yo aplico una fuerza
de compresión estoy controlando cómo se producen las deformaciones
para que adquiera esa esa forma superficial volumétrica,
que cubre la forma de cada año una manera
de hacerlo es de controlar.
Cómo se va a deformar ese material y cómo va?
Cómo voy a conseguir que con ese esfuerzo
complexión adopte-como es típico, las estructuras auténticas.
Se comprima y entonces haya más materia en unas zonas que en otras
a través de del propio relleno de.
Ya no estoy interviniendo en la geometría,
como una anteriormente de ese perfil,
sino que estoy interviniendo en una geometría que es
parece aparentemente uniforme y sin embargo,
dentro del relleno es donde estoy adquiriendo.
Estoy aportándole las propiedades que tengan más, más o menos masa
para que al hacer ese esfuerzo de compresión
de forme por unos sitios y por otros no,
y conseguir la volumetría que que me interesa.
Por otro lado, en cuanto a las al tamaño de impresión,
podemos atajarlo desde esos textiles impresos en tres
D que hemos visto anteriormente, desde esas estrategias
y también desde las estrategias basadas en ausentas
y vamos a ver algún ejemplo de este tipo en el caso
de las de los textiles impresos, como habíamos visto por ejemplo
en el caso del textil de la masa son unos elementos
que están ensambladas ensamblados, esos elementos ensamblados,
pueden adquirir diferentes direcciones,
con algoritmos, podemos establecer cuál es lo máximo
que se puede compactar esa geometría para poder imprimirlo
y luego poder des compactarla poder mover esos ensamblaje
y que adquiera su forma diseñada inicialmente,
como es el caso del vestido, por otro lado, el mismo caso,
del vestido, pero esta vez aplicado a un brazalete
donde este es un ejemplo que podéis encontrar tenéis la la dirección
y el código qr para poder encontrarlo en Internet es un,
es una página web donde tú puedes codiseñadores elemento.
Entonces, aprovechamos también las ventajas de diseño para métrico,
para el codiseño en productos customizada,
hables para una cuestión, educación en masa
y podemos codiseño arlo y luego se fabrica,
haría directamente y son eso,
son elementos ensamblados,
que se adaptan perfectamente a la geometría del cuerpo,
y, por último, vamos a ver cómo las estructuras asiáticas,
o no elementos estructuras basadas en esas estructuras asépticas,
pueden favorecer el, reducir el tamaño de impresión
para para poder fabricarlo, como es este caso en el que yo,
según donde se produce al hacer ese esfuerzo de compresión,
se produce la deformación por esas aristas, donde,
donde interese, y se produzca la deformación
de una manera determinada para para poder imprimirlo
y luego que se después de aplicar sin aplicar ese esfuerzo
de comprensión, honestidad ya directamente,
se quedaba nutria final.
Con esto hemos hecho una visión general
de algunas soluciones, no todas, porque ahí hay muchas,
y además es un campo en constante investigación,
pero algunas de las soluciones para la fabricación aditiva
centrándonos en las envolventes.
Muchas gracias por su atención.