¡Vuelvo a estudiar!

Me apasiona tanto formar como formarme, y lo segundo sobre todo en disciplinas más allá de mis conocimientos y experiencia (por aquello de sentirme incómodo 😅).

¿Qué hace un mecánico con más de 25 años caminando por la industria curioseando el ámbito médico?

Mis últimos años profesionales me han vuelto a acercar a la fabricación aditiva, pero ahora dentro de uno de los ámbitos que más me apasionan, los procesos industriales. La fabricación aditiva tienen una gran capacidad de innovación en productos, procesos y servicios, y eso es lo que me ocupa en mi actual empresa a nivel industrial, pero como siempre, creo que hay que andar curioseando más allá.

No sorprendo a nadie si digo que veo en el campo de medicina una ola de un buen tamaño que ya se inició hace muchos años, que arrastrará a muchos ingenieros (en el buen sentido) a participar en procesos médicos de la mano de la #fabricaciónaditiva, y me parece fascinante. Por eso quiero entender el proceso, de principio a fin, para conocer de primera mano en qué etapas se puede añadir valor; pero también las limitaciones, legislación, ética, conductas, futuro… Nunca se sabe dónde te pueden empujar las olas…

Varias semanas atrás, charlando con un cirujano sobre este asunto, me comentó que él cree que los médicos y los ingenieros se van a entender muy bien, así lo espero, así espero que la sociedad promueva a todos los niveles esta unión. Y aviso para navegantes: también comentamos de la futura necesidad de ingenieros en el sector médico…

Hace muchos años tuve la suerte de asistir a un simposio médico sobre cirugía de rodillas, ya que mi padre por su avanzada edad tenía una rodilla como el coliseo de Roma, y en directo pude ver como el Dr. José Aragón compartía la cirugía por videoconferencia.

Aparte de las exclamaciones de mi madre que divirtieron bastante a los asistentes, me quedé asombrado por lo familiar que me resultaba la escena a nivel mecánico: guías, titanio, sierra, escoplo, tornillos, plásticos, desgaste; vamos, que faltó el soplete, la radial y el bocata y me siento como en el taller.

La fabricación aditiva ya está cada día más presente en diferentes etapas y ámbitos del sector médico, pero estoy seguro que veremos un incremento interesantísimo en la llegada directa de la fabricación aditiva al quirófano para acabar implantándose en el cuerpo humano.

Aunque en realidad hasta aquí, siento deciros que nada muy novedoso, puesto que la fabricación aditia viene siendo implantada en nuestros cuerpos, principalmente a nivel óseo y con materiales metálicos (titanio) hace bastantes años, pero los recientes avances, y empuje empresarial, en el campo de la fabricacion aditiva creo que va a generar numerosas oportunidades en:

  • reducir los costes de asociados no sólo a la fabricación de implantes sino al software, máquinas de producción, procesos quirúrgicos, etc
  • aumentar el uso de materiales metálicos, pero sobre todo, plásticos implantables
  • facilitar la integración de la producción en aquellos centros médicos que opten por esta vía
  • abrir vías de desarrollo de terapias con material vivo del propio paciente, pues la personalización es algo inherente en la fabricación aditiva
  • generar especialidades en ingeniería biomédica (con clara vocación multidisplinar: mecánica, audiovisual, tecnologías de la información, química…), y por tanto puestos de trabajo

Y supongo que cuando acabe de estudiar el curso, podré añadir más cosas a la lista, y espero no tener que borrar ninguna… 😂😂😂

P.D.: Mi padre bien, gracias. Haciendo kilómetros… 😇

  • ¡Queremos imprimir! ¡Queremos imprimir! ¡Queremos imprimir!
  • No nos vamos de aquí… [pausa] …sin poder imprimir
  • ¡Nosotr@s decidimos! ¡Nosotr@s imprimimos!

Estos son algunos de los gritos y cánticos de un grupo de irreductibles que se agrupan cada mañana delante de cualquier empresa que se dedica a la impresión 3D. Al menos en la nuestra pasa… 😉

Lógicamente es una broma, pero me sirve para ilustrar a este grupo creciente de fanáticos que se han apuntado al carro de la impresion 3D, cueste lo que cueste, y que quieren imprimirlo todo.

DSC_3533Creo que el hecho de que haya en el mercado un buen puñado de fabricantes de máquinas de impresión haciendo su trabajo, que es vender sus máquinas, está ejerciendo un efecto hipnótico sobre algun@s: comprar las maravillas de la impresión 3D por lo que las máquinas son capaces de hacer. (Un Ferrari es una buena máquina pero, ¿sirve para todo?)

No digo esto como algo negativo, todo lo contrario, es positivo y necesario, pero no me queda más remedio que llamar a los Mythbusters y…

MITO 1 – En impresión 3D se puede hacer todo.

En términos relativos, vamos a decir que sí, dentro de lo que se entiende como impresión 3D se puede «imprimir todo»: hay mucha libertad en geometrías, hay bastantes materiales, existen bastantes tecnologías que ofrecen buenas prestaciones, etc. Pero la pregunta es: ¿vamos a mejorar algo imprimiendo?

Esa es la pregunta que cabe responder cuando alguien piensa en producir algo mediante impresión 3D, y para ello es imprescindible conocer:

  • prestaciones: plazo de fabricación, precisión geométrica, rentabilidad económica, etc. Estos son algunos ejemplos, y dependerán del sector y del objetivo.
  • condicionantes: temperatura de funcionamiento, marcos legales aplicables, requerimientos mecánicos, etc. Estos serán parámetros que debo cumplir cuando decida imprimir algo.

Cuando presento a muchas personas en industria las bonbades de la impresión 3D, resumo todo esto diciendo que en impresión 3D se puede fabricar todo, pero hay dos grandes preguntas que me ayudarán a decidir:

  • ¿va a mejorar algo sobre cualquier otro método de fabricación? El plazo, el peso, la durabilidad, el proceso, etc.
  • ¿es rentable hacerlo? Sí señores, imprimir cuesta dinero 🙂

En realidad la segunda podría estar perfectamente enmarcada en la primera, pero recordemos, al final las unidades de medida más habituales son los €,$…

MITO 2 – Adiós a la mecanización.

Esta es una de las frases que más escucho desde que hablo de impresión 3D. Y yo, ni creo que nadie, conoce la verdad absoluta, pero NO.

Creo que la mejor manera de entender la impresión 3D en la industria de fabricación mecánica, es integrándola como un proceso de fabricación más, y recurro al ejemplo que algunos están cansados de oirme:

«Si te compras un torno, harás piezas de torno, pero no podrás hacer otras operaciones para fabricar, por tanto, estarás limitado. Pues si te compras una impresora 3D, harás piezas de impresión 3D, pero no podrás ir más allá en la fabricación mecánica»

Tanto por el estado de la técnica actual, como lo que se intuye para los próximos años por fabricantes de maquinaria, la mecanización siempre formará parte de los entornos productivos. Existen hace tiempo máquinas híbridas que imprimen la pieza y a continuación mecanizan para obtener geometrías definitivas, eso tiene algunas ventajas, espero hablar de ello más adelante, pero es un claro ejemplo de la indisolubilidad de ambas tecnologías (te ha costado pronunciar indisolubilidad, pues prueba a escribirlo).

En cualquier caso es indudable que la combinación entre impresión 3D y mecanización forma parte del presente y del futuro, y en breve dará pie a un montón de oportunidades en el mercado laboral industrial desde el diseño optimizado hasta la fabricación  (nota para estudiantes).

MITO 3 – La impresión 3D ya forma parte de nuestro día a día ¡y no nos hemos dado ni cuenta!

La necesidad de generar notícias (esto vale para casi cualquier tema que tratemos hoy en día), ha creado un gran mito en casi cada sector:

  • ¡ya imprimen comida!
  • ¡ya imprimen piezas de aviones!
  • ¡ya imprimen orejas humanas!
  • ¡ya hay una impresora 3D en cada barco, aeropuerto, base militar y en la Luna!

Es cierto que es un campo de investigación en casi todos los sectores, pues puede aportar su valor, aunque creo que en algunos casos es puro marketing o simplemente entretenimiento.

En cualquier caso, me gusta remitirme en este caso a la famosa curva de Gartner sobre el estado de la impresión 3D donde podréis situar a través de un análisis especializado el estado de cada una de la aplicaciones de impresión 3D en diferentes sectores y especialidades. Aquí podéis encontrar un buen artículo en castellano con una representación gráfica de la curva que os ayudará a visualizar esto.

Suelo explicar que las expectativas son muy altas, pero por poner simplemente dos ejemplos: introducir una pieza en el proceso de fabricación de un avión comercial, o más todavía, introducir una pieza en el cuerpo humano, son resultados de procesos complejos y lentos con muchos estudios, ensayos, pruebas, etc. Y sí, se están haciendo, pero no con el nivel, profundidad y asiduidad que pueda parecer por la notícias.

 

¿Os suenan más mitos? Hacerlos llegar y miramos de desmontarlos… 😉

Pues no hay más que ser un pelín perspicaz para darse cuenta que el proceso de fabricación por conformado se compone de dos partes, «termo» y «conformado», que aunque por separado tienen muchas acepciones, algunas más o menos graciosas ahora mismo, juntas son bastante concisas (que es justo lo que no estoy siendo yo ahora), y definen perfectamente el proceso.

El proceso de fabricación por termoconformado suele referirse a la producción de piezas plásticas, aunque existen procesos similares con otros materiales, como pueden ser los metales, que dejaremos para otro día.

Ya llevo dos frases y aún no he explicado nada, voy al grano.

Para citar rápidamente varios ejemplos antes de explicar el proceso en sí, quiero que penséis en los envases, llamados blister, habitualmente transparentes, en los que protegen elementos como bolígrafos, bombillas, pilas, encendedores, utensilios de cocina, y por supuesto mis amigas las pastillas (no penséis mal, las ilegales no se venden en blister, digo yo 😉 ). También es fácil comprar algún pequeño gadget o electrodoméstico que al abrir el envoltorio exterior, tiene una o varias piezas plásticas obtenidas por este proceso protegiendo la compra o robo realizado.

Todos estos elementos han sido obtenidos por el proceso de termoconformado, al igual que se obtienen por termoconformado las bañeras y platos de ducha acrílicos, aunque estos posteriormente son reforzados por la partes trasera mediante aportación de estructuras rígidas (normalmente tablas de madera), y posteriormente recubiertos con resinas mezcladas con trozos de fibra para dar resistencia a las cargas a soportar, que en algunos casos…

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Volviendo, más bien empezando:

– fase «termo». Lo que tenemos es una lámina, de material plástico (habitualmente polietileno PE), que variará su grosor en función de la pieza y del nivel inviolabilidad a obtener del blister, y que por supuesto a veces define la calidad del objeto que protege, y que puede ir desde una décima de milímetro hasta varias de ellas. Tanto si el proceso es manual, como si es automatizado, se calienta esta lámina para que cuando sea calentada y enfriada rápidamente, haya facilitado que el material haya alcanzado su zona de deformación plástica, y pueda adquirir fácilmente la forma del molde, a través del cual se ha hecho vacío para atraer la lámina.

– fase «conformado». Como he avanzado en el punto anterior, al haber calentado la lámina, se usa un molde, que normalmente es el negativo de la forma a obtener (sobre todo en procesos automatizados), aunque puede ser el positivo, y se sujeta perimetralmente la lámina, provocando el vacío entre el molde y la lámina a través de unos orificios habilitados a tal efecto, que generan una succión que produce la deformación plástica de la lámina precalentada sobre la forma a obtener.

En 100 años encontraría un vídeo más molón para mostrar un ejemplo de este proceso:

Si lo que queréis ver es como continua habitualmente el proceso de fabricación que se inicia con el termoconformado, que veréis en los 90 primeros segundos de este video, podéis verlo luego completamente.

Artículos anteriores: La inyección de plásticos 1 ¿qué es?, La inyección de plásticos 2 ¿qué necesitamos?La inyección de plásticos 3 – El molde 1

Hace casi dos años, prometí este artículo… lo que ha pasado es que lo he estado retocando…

Comenté que haríamos una simulación de cómo se obtiene un molde de inyección. Por supuesto, vamos a presentar una visión esquematizada, muy esquematizada, y resumida de la realidad, pero tampoco nos pidáis la luna.

¿Por qué digo «pidáis»? Pues porque he contado con la inestimable colaboración de… ¡mi mujer! Sí, han sido muchos años de estudios y prácticas por los talleres de la comarca, pero al final se ha hecho moldista, nooooo, modista no. Que duras noches, esperando en cualquier barra de bar a que saliera de clase con las manos endurecidas de apretar gruesos tornillos…o eso era mi padre…

Como seguro recordáis de hace dos años, habíamos hablado que para realizar un molde nos hacía falta obtener una figura sobre las placas del molde,sea mecanizada o por otro medio, para que cuando este se rellene del material fundido (líquido), obtengamos la pieza tal y como la hemos diseñado.

Para evitar poner en peligro nuestra casa, hemos comprado un tarugo de masilla de pasta de papel, pero se pueden hacer con otros materiales tan peligrosos como arcilla, silicona, resina… De hecho, os recomiendo que utilicéis arcilla.

Primero, cortamos dos mitades, porque lo mínimo que necesitamos para moldear una pieza es partirla (para moldearla) por la mitad. Por eso, si miráis piezas que están moldeadas, siempre veréis por algún sitio donde se observa un filo (a veces muy bien disimulado), llamado línea de partición. De esta manera, cogeremos la pieza y haremos un bocadillo entre las dos piezas, donde quedará grabada la pieza, en cada mitad de la figura.

Cortando dos mitades de masilla ¡qué arte!
Cortando dos mitades de masilla ¡qué arte!

Colocando El buho borracho para obtener la cavidad
Colocando «El buho borracho» para obtener la cavidad

El buho borracho
«El buho borracho»

Cuando tenemos algo partido en dos mitades, necesitamos algo que las guíe cuando se abren y cierran (como las guías de un cojón cajón), para que siempre acaben en la misma posición, y la pieza moldeada, sea correcta. A estas guías se les llama columnas.

Columnas

El resultado es este, dos mitades (llamadas cavidades), guiadas por cuatro columnas. O sea, un molde.

El molde ¡qué profesional!

Finalmente, lo empaquetamos entre dos planchas rígidas, y con unos sargentes, mantenemos un poco de presión durante unos días para que la masilla se seque y poder extraer «El buho borracho».

Aplicando presión
Aplicando presión

Tras esto, sólo queda hacer un agujero en la parte superior para poder rellenar el molde con algún material fundido. Nosotros utlizamos cera del Ceranova de mi mujer, y el resultado fue tan desastroso, que no vamos a poner imágenes por no quedar mal (hasta ahora parecía todo muy profesional).

¡Estoy convencido que vosotros lo haréis bien!

Resumiendo y esquematizando esto es un molde, varias piezas que al cerrarse forman una cavidad, que al ser rellanada con un material fundido, conforman la pieza diseñada.

Por cierto, para el que ya esté pensado, esto no sirve para copiar moneda oficial, eso se obtiene por otro método, que algún día explicaremos (el de copiar no, el de fabricar ¡piratas!)

¡Ah! Si utilizáis arcilla, recordar poner un plástico entre las cavidad para que no se queden pegadas al secarse…

Hasta hace poco no tenía mucha idea de cómo y qué hacían las papeleras, y ahora no es que tenga un master, pero si que puedo contaros algunas cosas interesantes sobre este tipo de industria, apasionante desde mi punto de vista frikingenieril (el lado oscuro de la ingeniería ¿a ver si voy a ser el Darth Vader de la ingeniería?)

La industria papelera, como su nombre indica, se dedica a la fabricación de papel (yo siempre subiendo el nivel intelectual), ese que utilizáis para tomar apuntes, para envolver regalos, para enviar cartas o paquetes a otros lugares, para leer libros (sin el papel, las letras se caerían), para limpiaros los morros en las barras de los bares, y el culo en otros sitios…o eso espero (iba a ser fino, pero ¿para qué?)

Las papeleras las podemos separar en las que trabajan con material virgen (obtenido directamente de las fibras de madera o otras fibras), y las que trabajan con material reciclado (papel y cartón de recogida selectiva).

agujero-1Aunque no entraré en este tema, trabajar con un proceso u otro es muy diferente desde el punto de vista técnico, ya que la pasta de papel reciclada es mucho más abrasiva, y por tanto deteriora más los equipos e instalaciones ¡no os podríais imaginar como se come el acero! Mejor os lo muestro, jeje. En la foto podéis ver una agujero en una bomba (que ni siquiera está en contacto directo con la pasta de papel), cuya espesor original de pared, podría ser de unos 15 ó 20 mm…

La obtención de papel se hace a través de fibras naturales, sean madereras o no madereras (algodón, lino o cáñamo), así que existen bastantes tipos de pastas (un enlace más profesional), con las que se producen muchos tipos de papel. No hace falta ser muy observador para ver que, el papel de periódico, tiene una calidad diferente que la de los DIN A4 satinados, o que el cartón de las cajas. Y ya no entramos en las calidad del papel higiénico, tema escabroso…

Como suelo hacerlo así, os describo un proceso típico de la industria papelera, sabiendo que en función de lo comentado antes, tipos de pastas y de papel, puede variar este proceso. Al menos ya tendremos una idea ¿no? (las quejas sobre este tema las podéis enviar a nometokeslos@webs.com)

Primero – Obtención de la pasta (o pulpa) de papel

  • Limpieza para la eliminación de impurezas, bichos, pájaros carpinteros…
  • Reducción de la cantidad de corteza (en función de la pureza deseada)
  • Y… dale caña. A triturar la madera (mecánicamente) y como no, empezar a meter productos químicos.
  • Se mete la pasta en una «batidora gigante» llamada pulper, se hecha agua (99%) y unos cuantos productos químicos (¡qué raro!) y se agita. Con papel reciclado, este sería el punto donde lo meteríamos.
  • Con esta pasta pasamos a la fase de refino, que lo que busca es darle la forma final de fibras (hilos cortos o hebras) antes de pasar a…»la máquina».
  • Resultado final, una cuba gigante con mucha agua y un montón de fibras en suspensión, ávidas de enlazarse con otras fibras, pero sin guarrerías.

Segundo – Producción del papel o «la peaso máquina»

  • Se tira la pasta sobre una cinta transportadora (como la de los aeropuertos), pero que es de malla y muy grande, que permite que gran cantidad de agua se cuele hacia abajo. Así nos queda encima de la malla, una especie de manta gruesa, húmeda y nada consistente.
  • En el prensado, que se hace a través de rodillos, que reducen el espesor de la tela y comienzan a darle consistencia a la misma.
  • Tras esto pasan por el secado, otra serie de rodillos que conducen el papel por encima de una serie de potentes bombas de vacío, que succionan y secan la tela.
  • A veces, entre estas fases, o directamente dentro de ellas, existen cilindros con temperatura que aceleran el secado y prensado de la tela
  • El calandrado es el proceso que busca otorgarle un acabado más fino al papel si es necesario, o directamente darle un grosor deseado.
  • Por último, y si se precisa, aquí se añaden por alguna de las caras resina, cola o otros elementos para darle al papel la característica deseada.
  • Resultado final, una lámina de papel enrollada sobre un eje, que pesa un… o dos.

Tercero – Manipulación del papel

  • Esta parte ya casi no tiene ni gracia, básicamente se envían los rollos que hemos obtenido con diferentes tipos de papel, a cada uno de los manipuladores, y a fabricar producto final.

Os dejo un esquema sobre el proceso de una papelera, donde «más o menos», podréis haber seguido el proceso que hemos visto. Y perdonar que haga tanto hincapié en el tema de productos químicos en la industria papelera, porque aunque pocos procesos se «libran» hoy de la química, me sorprendió conocer esta empresa, NOPCO, que se dedica única y exclusivamente a la fabricación de productos químicos para la industria papelera, o ¿os pensábais que el papel reciclado se hace solo?

Es un tema lo suficiente interesante, y amplio, como para que podamos volver algún día a explicar más cosas, así que, en un tiempo igual os hago un examen de esto… ¡a estudiar!

proceso-papelera

Artículos anteriores: Rapid manufacturing 12

Pues para acabar con este tema del rapid manufacturing, os dejo aquí la tercera parte del texto que nos ha preparado Javier, donde nos describe las ventajas de esta tecnología, algunos enlaces, y por último, os hablaremos de un concurso organizado precisamente por Javier ¡qué casualidad! Ya os parecía extraño todo esto ¿eh? Vamos allá…

La posibilidad de acceder a una forma alternativa de fabricación derivada de las técnicas aditivas del RP incluye ventajas como:

  • La eliminación de utillajes, herramientas, moldes, dados y otros útiles de producción para ser reemplazados por la fabricación directa
  • Algunas restricciones del Diseño para la manufactura (DFM) ya no serán necesariamente válidas. Se tendrá una mayor libertad geométrica.
  • Utilizar RM como alternativa puede llevar al fabricante a entrar de lleno en el campo de la customización masiva de productos
  • En el futuro el mismo proceso para generar prototipos y modelos conceptuales, será utilizado para la producción final

La gran barrera que existe es que no todos tenemos acceso a algunas de estas tecnologías: un equipo de Estereolitografía puede ir de los 170.000 hasta cerca 300.000 Euros, aunque un equipo de FDM, uno de los más utilizados por trabajar en materiales como ABS y cera tiene un precio de 15.000Euros.

En todo caso, si eres diseñador o simplemente tienes habilidades con algún sistema CAD en 3D y te apetece ver como sería tu diseño físicamente, tienes una gran oferta de centros de servicio que imprimirán tu pieza en el proceso y material que elijas.

Para aprender más sobre Prototipado Rápido y Rapid Manufacturing recomiendo
los siguientes vínculos:

  • www.aserm.net – Web de la asociación Española de Rapid Manufacturing con información detallada de todas las tecnologías disponibles en el mercado.
  • home.att.net/~castleisland/ – La pagina de recursos generales más extensa en información de RP y RM (inglés)
  • www.time-compression.com/x/default.html – Revista dedicada a tecnologías aditivas con calendario de eventos y fotografías (inglés)

En cuanto al diseño del que os íbamos a hablar, aquí tenéis la información, a ver si os animáis.

1ª EDICIÓN CONCURSO RAPID-MANUFACTURING

¡Diseña con Rapid Manufacturing!

Se ha abierto un nuevo concurso, organizado por ASERM (Asociación Española de RM) y la SME (Society of Manufacturing Engineer, EE.UU), dirigido a estudiantes universitarios, técnicos o de posgrado con cualquier nivel de dominio de sistemas CAD, para el diseño de en 3D de un innovador componente periférico o accesorio general para automovil, que utilice al máximo el potencial de Rapid Manufacturing. Puedes consultar las bases del concurso en la web: www.aserm.net.

La fecha límite para presentar diseños es el 1 de abril de 2008.Los diseños de los tres finalistas del concurso serán enviados a participar en la final mundial a celebrarse durante la feria de Rapid Manufacturing: “Rapid Conference 2008” en Florida, Estados Unidos.

Pues nada, hasta aquí las aportaciones de Javier al blog, esperamos vuestros comentarios, para ver si debemos romperle el teclado, comprarle un CERANOVA, o…se admiten ideas.

Artículos anteriores: Rapid manufacturing 1

Seguimos con las entradas sobre Rapid Manufacturing escritas por Javier, a ver que nota le ponemos al final…

Originalmente las tecnologías del Prototipado Rápido surgieron para ese fin, precisamente, para aliviar las largas y tediosas tareas de fabricación de prototipos que tradicionalmente se hacen de forma manual por gente con algo de talento artístico y/o técnico, pero que suponían una gran inversión de recursos y prolongaba en exceso los plazos para las decisiones de diseño.

La primera tecnología, la Estereolitografía apareció en 1989 de la mano de 3D systems, que introdujo comercialmente esta tecnología basada en el curado de foto polímeros. Las siguientes tecnologías eligieron otros enfoques para ampliar el rango de materiales disponibles, desde Poliamida, Policarbonato, hasta papel, cerámica, metales y aleaciones.

Actualmente las tecnologías han mejorado de tal manera en cuanto a tiempos y propiedades de los materiales que ya hay quien las usa como proceso de fabricación final. Entre estos pioneros se encuentran el equipo de Formula 1 de Renault y Williams que cuentan con sendos laboratorios de fabricación aditiva para piezas hechas a medida según sus propios diseños y en cantidades tan bajas como 1 pieza.

Otros sectores también han aprovechado las ventajas de producir mediante “Rapid Manufacturing” (RM): arquitectura, medicina, la industria automototriz, ocio e incluso arte. Esto ultimo, aprovechado por diseñadores y artistas que tienen la flexibilidad de hacer diseños únicos y personalizados con materiales de producción como Poliamida, Policarbonato o metales, directamente desde un diseño en 3D.

Estas imágenes provienen de la Web de la empresa holandesa: Freedom of creation, una de las únicas firmas que concentran su producción de artículos de diseño al RM, específicamente al sinterizado láser de Poliamida.

Aquí tenemos unos ejemplos de piezas realizadas:

RM1RM2

También podéis ver este en vídeo, cómo crean una mariconada un bolso, es realmente sorprendente. Visitando su web, podréis ver como queda la mariconada el bolso realmente.

Ir a rapid manufacturing 3

Si recordáis, hace unos días hablábamos de las impresoras del futuro, y en ese mismo artículo, os decía que quedaba pendiente hablar del rapid manufacturing.

Pues bien, al final, vamos a tener suerte, y no sólo vamos a hablar sobre él, sino que lo va a hacer un especialista en el tema. Javier trabaja en el FPS-UPC, que es el Grupo de Investigación sobre Fabricación de Pequeñas series, o sea un grupo dedicado al estudio de nuevas técnicas de fabricación (en pequeñas series). Por supuesto, como pago a su trabajo, va a recibir unos cromos de la colección de Pokemon que le faltan, y así todos contentos. Igualmente ¡muchas gracias Javier!

Como es un tema bastante amplio, y para no dejarnos cosas en el tintero, va a ser más de un artículo dedicado a esta tecnología, así que encadenaros a la silla, que ahí vamos…

Rapid prototyping y Rapid Manufacturing ¿Qué son?

Rapid 01Los que alguna vez siguieron la serie de TV Star Trek, en alguna ocasión habrán visto al “replicador de partículas” en acción, este dispositivo que generaba por sí solo cualquier objeto tangible que los tripulantes de la nave le solicitara, prácticamente cualquier objeto siempre y cuando su estructura molecular estuviera en la base de datos, sus únicas limitaciones era la antimateria, tejidos vivos y elementos orgánicos. Pues bien, para los que pensaron que ese era el futuro de la fabricación, acertaron! Para los que pensaron que no sucedería sino hasta algunos cientos de años, siento decepcionarles. La tecnología ya está aquí, y desde 1992, su nombre: Rapid Prototyping o Prototipado Rápido (RP).

Las tecnologías de RP son distintas, algunas se basan en la foto-polimerización de materiales sensibles a los rayos UV, otros a la sinterización de polvos metálicos o polímeros, mientras que otros se basan en la deposición selectiva de material sólido o semi-líquido , tal y como lo hacen las impresoras de inyección de tinta (jetting systems). Los nombres más comunes que seguramente muchos habrán escuchado ya son:

  • Estereolitografía (SLA)
  • Sinterizado Láser (SLS)
  • Impresión en 3D (3DP) (En la imagen abajo)
  • Deposición de hilo fundido. (FDM)

Aunque sus mecanismos y los materiales con los que trabajan son distintos, todas estas tecnologías se basan en la llamada fabricación aditiva, es decir, a partir de un diseño en 3D creado en cualquier sistema CAD, este es transmitido a la máquina que se encarga se seccionar el diseño en capas tan finas como 0.1mm que después son fabricadas iterativamente por el equipo hasta finalizar la geometría final.

Los pasos básicos del RP se pueden definir como en la gráfica de abajo.

Rapid 03

De momento, a manera de presentación, tenemos ya suficiente. Si tenéis preguntas sobre el tema, aprovechar que aún no le he dado los cromos a Javier, en cuanto se los dé…

Me gustaría remarcar que pongáis atención en el párrafo final, donde Javier nos resumía el procedimiento de fabricación para estas tecnologías, la adición de capas. Para que tengáis un ejemplo mentalmente muy representativo de cómo funcionan estos procesos de fabricación, os comento lo siguiente: imaginar que tenemos que reproducir una maqueta de un monte como el de la foto (sacada de la Wikipedia). Este es un plano de topografía, y en el se muestran las líneas de altura, pues bien, si tuviéramos la paciencia de ir recortando todas y cada una de estas líneas, e irlas pegando sobre planchas de poliestireno expandido, vulgarmente llamado corchopán, cuando luego apiláramos estas planchas en orden, tendríamos un perfil en 3D de ese monte. Pues este procesos de fabricación, realiza este mismo procedimiento, pero de manera automatizada, computerizada, y con otros materiales, y mucho más rápido 😉

Ir a Rapid manufacturing 2

Artículos anteriores: ¿Qué es mecanizar?El limadoEl serradoEl taladrado

Muchas personas, cuando oyen la palabra torno, que es la herramienta, o torneado, que es la operación, le viene a la mente la imagen del típico alfarero moldeando el barro, y esa imagen es perfecta para empezar a hablar del torneado, y luego llevarla a nuestro campo, al de la ingeniería, la industria o la mecánica (foto de Javier Díaz)

Los principios válidos para este tipo de torneado, lo son para todos los demás, lógicamente, cambian las herramientas, las operaciones, las velocidades, los materiales y algunos parámetros más que iremos viendo a lo largo del artículo. Si veo que se alarga mucho el artículo, lo haré en dos partes, no sea que con un exceso de datos, os fastidie el primer día de la semana.

Ya que hemos empezado con el torno de alfarero, explicaremos que se trata de una máquina, que en sus inicios era accionada a través de tracción humana, más concretamente, accionando un pedal continuamente, que transforma el movimiento alternativo del pedal (accionado por la persona), en movimiento rotativo en el plato donde se tornean las piezas. Aunque este sistema es el más habitual, existen otras muchas variedades, podéis ver una interesante variante en el minuto 4:45 de este vídeo, donde el hombre hace girar una gran piedra en la parte baja del torno, que por su forma y colocación, aprovecha la fuerza de la inercia en ella, para girar el plato. Como podéis imaginar, con la modernización de todos los oficios, este no ha sido una excepción, y podríamos decir que el mayor avance, fue utilizar la corriente eléctrica, como accionamiento del torno. Hasta esos días, los equipos de fútbol buscaban alfareros para su defensa, desde entonces…

Las herramientas de un alfarero, a parte del torno, son principalmente sus manos con las que da forma al barro, pero también suelen ayudarse de maderas con diferentes formas, esponjas y trapos para suavizar y hilo para cortar.

Así que, como os he dicho antes, los principios del torneado de un alfarero, y de un tornero mecánico son los mismos (salvando las distancias), y los iremos viendo poco a poco.

Primero vamos a por la máquina, el torno. Es una máquina herramienta, cuyo elemento más característico, es que la pieza que fabricamos, está anclada a una parte de la máquina, y tiene un movimiento de rotación alrededor de un eje (igual que en un torno de alfarero, el barro da vueltas sobre el plato). Sus partes principales son:

  1. bancada. Se podría decir que es la estructura de la máquina, que soportará todos los otras partes de la máquina.
  2. cabezal. Se encuentra en un extremo de la bancada y contiene por un lado, los engranajes que transmiten el movimiento al plato que sostiene la pieza, por otro lado, las palancas que el tornero manipula para conseguir diferentes parámetros en el torno, y finalmente el plato, que mediante un sistema de garras, sostiene la pieza para que podamos mecanizarla.
  3. contracabezal. Es un cabezal móvil, que se puede desplazar sobre la bancada, y sobre el que se suelen montar herramientas, generalmente brocas, para realizar operaciones sobre el eje de rotación de la pieza.
  4. carro principal. Como ya dice su nombre «principal», es la parte muy importante del torno, sobre el que se montan las herramientas que mecanizan la pieza, y sobre el que el tornero, regula los movimientos de esta. Este dispositivo, que sujeta las herramientas, se llamo torre portaherramientas o «torreta».

Por supuesto, existen muchísimos otros mecanismos y accesorios en un torno, pero de momento nos quedaremos con esto. Ya que es suficiente para poder explicar brevemente, dónde se tornea una pieza.

Antes de entrar en el proceso de torneado, debe quedar claro, que en un torno convencional, únicamente se pueden mecanizar piezas cilíndricas o de revolución, o sea, piezas que giran sobre un eje que se encuentra alineado con el eje de la máquina. Por supuesto, este eje, no tiene porque ser siempre el mismo. Para que quede claro, ejemplos de piezas de revolución: jarrones, patas de sillas y mesas (si son redondas claro), un peón (pieza de ajedrez), etc.

¿Cómo se tornea?

Principalmente hace falta un torno, un tornero, herramientas y material para fabricar (pero que gracioso soy). El tornero, coloca el material, generalmente barra redonda (que puede ser de acero, latón, plástico, madera…), en el plato, y mediante una herramienta y un mecanismo en este, aprieta las garras sobre la pieza, para que cuando empiece a girar, no salga despedida.

Cuando el tornero pone la máquina en marcha, la pieza empieza a girar a la velocidad que este haya configurado, y acerca, (mediante la manivela que podéis ver en la foto) el carro principal, que tiene la herramienta perfectamente sujeta, y conforme esta se acerca a la pieza, el tornero va regulando el movimiento del carro, y hace que la herramienta avance en una dirección o otra, arrancando material, y dándole la forma y dimensiones buscadas.

En este vídeo de Youtube, se puede ver como la pieza gira solidaria con el plato de garras, y como el carro principal, se va acercando a la pieza y mecanizando. En este caso, el movimiento de esta herramienta, no está controlado por el tornero directamente, sino que mediante un CNC, se programan sus movimientos.

Artículos anteriores: ¿Qué es mecanizar?El limado ese gran desconocido

Ante el gran interés que ha despertado el artículo sobre el limado, y como los blogs, al igual que muchas otras cosas en la vida, se rigen por la ley de la oferta y la demanda, voy a dedicar otro artículo a hablar específicamente de las herramientas de limado, o sea, las limas.

Las limas, a parte de ser una fruta con muchas variedades, son herramientas de mecanizado, habitualmente manuales, que se fabrican en acero templado, y que se utilizan tanto para rebajar, como para pulir metales. Todo dependerá del tipo de lima utilizada.

Para dejar clara la nomenclatura, y empezar desde ahora a hablar con propiedad, os presento una imagen con las partes principales de una lima:

Partes de una lima

A partir de aquí, vamos a hablar de las características de las limas.

I. La forma

Se entiende por forma, la figura geométrica que se obtiene de su sección transversal, o sea, la figura que veremos si partimos una lima por la mitad (si es que alguien tiene lo que hay que tener para partirla). También afecta a su clasificación la forma de la lima, aquí podéis ver unos ejemplos, que no son todos los que existen, pero sí los más comunes:

Formas de las limas

1 – Carleta / 2 – Plana paralela: son los dos tipos de limas planas, y son las de uso más habitual.

3 – Cuadrada: también tiene todas sus caras planas y se utiliza para agujeros cuadrados o chaveteros.

4 – Redonda: se utiliza para agujeros y formas curvas. Si acaba en punta totalmente, se les llama «cola de ratón», que ocurrencia.

5 – Media caña: es un híbrido entre plana y redonda, teniendo ambas funciones en una sola herramienta.

6 – Triangular: sobre todo es utilizado para limar sobre ángulos.

II. El tamaño

Aunque a muchos nos sigue amparando la frase de que el tamaño no importa, en este caso sí que lo es.

Los tamaños de las limas se clasifican en pulgadas y los más corrientes van desde 3″ hasta 14″, en unidades métricas: de ~76mm hasta ~356mm. Estas medidas se refieren a la longitud del cuerpo.

Y el tamaño sí que es importante porque como vosotros comprenderéis, no es lo mismo limar el pendiente (aunque sea del tamaño de un Donut), que limar un dedo de la estatua de la Libertad. Así que como única regla, el tamaño de una lima, siempre tendrá que ser mayor que la longitud de la superficie a limar.

III. El picado

El picado, a parte de ser un amigo mío que no le puede ganar nadie ni a las canicas (vaya chiste más malo), se le llama a la rugosidad de la lima, y que puede ser de los tipos siguientes:

1 – Sencillo: es el producido por entallas paralelas que forman 70º con el eje de la lima. Este tipo de picado se utilizada para trabajar metales blandos como el plomo, el aluminio, el estaño, cobre, latón, etc.

Picado-sencillo

2 – Doble: se obtiene a partir de un picado sencillo, pero se añade otro cruzado con el primero, y a 45° grados del eje de la lima, dando lugar a los dientes de la lima.

Picado doble

3 – Especiales: existen el curvilíneo que se utiliza para metales muy blandos; y los picados de escofina que son utilizadas sobre todo por carpinteros.

Curvil�neo y escofina

Para acabar, comentar que el picado determinado el grado de corte de la lima, y este hará distinguir tres tipos de limas:

  • Bastas. Para rebajar material a lo bestia.
  • Entrefinas. Para aproximarse a la medida que se quiere obtener
  • Finas. Para dejar la superficie bien acabada.

Un ejemplo: resulta que necesito un libro de mentira para poder rellenar una de las estanterías de mi biblioteca, y no que no quede un hueco feo (ya sé que no es un buen ejemplo, pero casi es verdad). Resulta que mido el hueco y necesito un grueso de 21mm. Me voy a la carpintería y no tienen madera de 21mm de grosor, sólo de 25mm, después de regatear el precio, me llevo un trozo a casa y cojo mi espléndido juego de limas. Como tengo que rebajar mucha medida, cojo una lima plana con escopina basta, y comienzo a limar. Cuando voy midiendo y me acerco a la medida de 22mm, dejo la lima anterior, y cojo una lima plana con escopina entrefina hasta que obtengo una medida de 21,2mm, entonces cojo la lima plana con escopina fina y acabo de darle la medida y un acabado suave, para que no ralle mis otros preciados libros. Luego lo pinto, y le grabo el título en el lomo «Crónicas de un limador», y solucionado.

Otro ejemplo: si tenéis un amigo en la cárcel, y os pide que le llevéis una lima metida en un bocadillo de atún, la mejor opción es que dejéis de ser su amigo, pero como dicen que amigos hasta en el infierno, le llevaría una lima media caña picado doble basta. Aunque si tengo un día gracioso, igual le llevaba una lima de uñas fina.

En el primer ejemplo podría haberme acercado a la librería más cercana a comprar un libro, pero queda feo elegir un libro por su grosor. Eso sí, comprar madera+viaje+horas del limador+pintado+grabado = 240€; comprar libro = 30€, pero todo sea por mis lectores…

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