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¿Cómo conseguir un fichero 3D?
El proceso de fabricación aditiva empieza con un modelo 3D de la pieza que queremos obtener. Este modelo 3D se puede obtener de varios modos:
- Modelado directamente con un software de diseño asistido por ordenador (CAD).
- Escaneo 3D o digitalización en 3D.
- Descarga directa de una librería de ficheros específicos para impresión 3D.
Independientemente del método para obtener un modelo 3D, es necesario obtener un fichero digital, normalmente en formato STL aunque hay otros formatos. (LINK al apartado workflow)
1. Modelado directamente con un software de diseño asistido por ordenador (CAD)
El diseño asistido por ordenador (CAD) consiste en el uso de programas de ordenador para crear, modificar, analizar y documentar representaciones gráficas bidimensionales o tridimensionales (2D o 3D) de objetos físicos como una alternativa a los borradores manuales y a los prototipos de producto. Para el uso de un modelo CAD para fabricación aditiva es necesario obtener un modelo 3D a partir de un plano, boceto o una idea.
Existen distintos tipos de software CAD que permiten el diseño de un modelo 3D:
- Software de modelado libre o modelado orgánico, donde el usuario dibuja formas a partir de un objeto base con malla, modificando libremente su forma sin ninguna restricción numérica. Software: Zbrush, Mudbox.
Artstation: lukas_haven
- Software de modelado de malla o poligonal, el usuario empieza con una malla que modifica realizando operaciones sobre sus vértices, aristas o caras. Se dispone de cierto grado de control numérico sobre la malla, pero no todas las partes de la malla tienen relación con otras. El control de malla es limitado. Software: 3D Studio Max, Maya, Blender, Meshmixer Cinema4D y la opción gratuita Wings3D.
- Software de modelado paramétrico, las geometrías se construyen a base de condiciones y dimensiones, lo que produce formas y tamaños modificables. Los elementos se desarrollan uno a partir del otro creando un modelo con un árbol de historial que contiene toda la información de la construcción del modelo. El diseñador dispone de un mayor control de los parámetros de las operaciones de modelado. Es posible modelar mediante sólidos (método más sencillo) y mediante superficies donde hay más puntos de control de la geometría. Software: Solidworks, SolidEdge, CATIA, Nx Siemens, Inventor, Rhinoceros, Fusion 360, Creo, Alias, OnShape, FreeCAD, TinkerCAD, SketchUp, 3D Slash, BlocksCAD, Vectary.
Cabe destacar que actualmente la mayoría de los software de CAD son híbridos, y tienen herramientas y características de varios tipos de modelado.
2. Escaneo 3D o digitalización en 3D
Según UNE EN ISO/ASTM 52900, el escaneo 3D o digitalización en 3D es el método de adquisición de la forma y el tamaño de un objeto como una representación tridimensional mediante el registro de coordenadas X,Y,Z en la superficie del objeto y a través de un programa que convierte la recogida de puntos en datos digitales.
La digitalización 3D permite crear la réplica de un objeto en formato digital para poder en este caso de su uso para fabricación aditiva, reproducirla o modificarla en cualquier momento. Mediante la digitalización 3D se capturan formas, texturas y colores de la superficie de cualquier objeto.
Existen diferentes técnicas de digitalizado 3D:
- Por contacto. Se palpa la pieza u objeto con un elemento conectado a un control numérico que escribe las coordenadas XYZ en el espacio.
- Sin contacto. Actualmente es la técnica más utilizada. Existen principalmente dos tecnologías:
- Láser. Se lanza un haz de luz láser, bien sea como punto, haz de una cierta longitud o una cruz. Esta señal está calibrada y cuando una o varias cámaras captan la deformación de este haz, la convierten en coordenadas XYZ en el espacio, generando una nube de puntos 3D en el ordenador.
- Luz estructurada. El equipo proyecta una luz (blanca, azul o led roja o verde) sobre el objeto, calibradas y con unos patrones variables. Unas cámaras captan la deformación de esta luz, convirtiendo esta información en coordenadas XYZ en el espacio, generando la nube de puntos 3D en el ordenador.
Ha aparecido software, capaz de convertir imágenes tomadas desde el IPhone, o desde el Kinec de la Xbox, y convertirlos en nubes de puntos de más o menos precisión y resolución.
En general cada escáner incorpora su propio software para gestionar la captura de datos y mallar la nube de puntos para exportarlo a un STL como fichero estándar. Es importante destacar que para imprimir una pieza escaneada habrá que verificar que la malla esté correctamente cerrada. En ocasiones puede faltar algo de información que no ha podido captar el escáner y que debe repararse con un software de reparación de malla.
3. Descarga directa de una librería de ficheros específicos para impresión 3D
En los últimos años la fabricación aditiva o impresión 3D se ha hecho cada vez más popular, los ficheros STL, han aparecido numerosas plataformas (gratuitas y de pago) especializas en la descarga de modelos 3D en estos formatos. En muchas de ellas los usuarios comparten los ficheros. A continuación se muestra alguna de ellas: Thingiverse, Cults3D, Free3D , GrabCAD, MyMiniFactory, Pinshape, STLFinder, Sketchfab, Yeggi, YouMagine, 3DShook, 3DWarehouse, Printables by Josef Prusa, Turbosquid , NIH 3D Print Exchange ( de la agencia del gobierno de Estados Unidos para biomedicina e investigación publica en salud), NASA .
Referencias:
https://mesurex.com/digitalizacion-3d-de-piezas-y-formas-complejas-nota-de-aplicacion/
https://www.asorcad.es/blog/que-es-el-digitalizado-3d/