Curso de iniciación en la Tecnología de Impresión 3d.

DOCENTES [1]

Natalia Rizzuto

Juan José Tartaglia

Miguel Andrés Travería Montanaro

DESTINATARIOS

El alcance de la propuesta abarca tanto el sector académico de la institución solicitante, como también otras instituciones educativas, la comunidad productiva, emprendedores, pymes e industrias locales y regionales. Lo que se espera desde un espacio comprometido con la formación, será el agregado de nuevas competencias a los perfiles técnicos y artísticos profesionales o en formación de potenciales usuarios, articulando la tecnología de impresión 3D a sus actividades.  Requieren poseer título de formación básica según los parámetros del sistema educativo.

RESUMEN

La tecnología de impresión 3D la entendemos como un medio de transformación programable en etapas que, se inicia a partir de un modelado 3D generado en un sistema de representación de dibujo asistido por computadora (CAD), que luego se transfiere a una nueva interfase. En esta etapa, desde un programa de mecanizado asistido por computadora CAM, el programa interpreta la geometría -generando un código de programación específico- y le asigna parámetros de movimiento a un dispositivo mecánico que agrega y/o transforma material según el tipo. De este modo se obtiene una pieza que se corresponde a la forma proyectada en el dibujo inicial. Para la disciplina del diseño representa una herramienta útil que permite:

  • sustituir el método tradicional de maquetación;
  • generar prototipos funcionales, piezas individuales componentes de conjuntos y configurar mecanismos o partes componentes de un producto.

En cada caso permite observar, comparar y verificar las cualidades de un cuerpo tridimensional. Realizar mediciones y verificar como responde la geometría de una pieza sometida a diferentes situaciones de uso. Comprobar mediante ensayos limitadas propiedades físicas y mecánica de una pieza.

FUNDAMENTACION

El proyecto de extensión aquí presentado, se encuadra dentro del proyecto titulado “Difusión y adopción de Tecnología de Impresión 3D” [2], y se ubica específicamente en su segunda fase. Esta iniciativa desarrollada desde la Cátedra de Tecnología de Diseño Industrial I-II-III-A en conjunto con los docentes solicitantes, pretende establecerse como un proceso gradual de la adopción de la TI3D en dos momentos. El primero se inicia desde la capacitación hacia el interior de la cátedra y desde allí adaptar el contenido curricular al uso de la impresora. Y en un segundo momento, se propone dictar un seminario/curso abierto a la comunidad productiva local.

Desde nuestra unidad académica entendida como estructura de sostén y actor clave para el desarrollo, adherimos a la idea de innovación entendida no únicamente como un mecanismo económico o un proceso técnico. “Ante todo es un fenómeno social a través del cual los individuos y las sociedades expresan su creatividad, sus necesidades y sus deseos. De esta forma, independientemente de su finalidad, sus efectos o sus modalidades, la innovación está estrechamente imbricada en las condiciones sociales en que se produce. La historia, la cultura, la educación, la organización política institucional y la estructura económica de cada sociedad determinan, en último término, su capacidad de generar y aceptar las novedades. Ésta es una razón más para prestar una mayor atención a la aplicación del principio de subsidiariedad en las políticas de promoción de la innovación” [3].

Además asumimos que “la actual fase de desarrollo económico, basada en la incorporación de conocimientos, muestra la importancia de la introducción de innovaciones en los procesos productivos, un hecho que no es únicamente tecnoeconómico sino que incorpora, igualmente, un proceso social, político y cultural. Este proceso de incorporación de innovaciones no es lineal sino complejo, y requiere asegurar la vinculación territorial entre poseedores de conocimiento y usuarios del mismo”. [4]

Desde este enfoque y a través de nuestra labor, que adquiere un rol de articulador entre diferentes disciplinas (científicas, productivas, artísticas y culturales) reconocemos una oportunidad para adoptar esta tecnología en pos de estimular innovaciones, difundirlas y transferirlas, desde y para un ámbito de producción cultural como es el de las disciplinas artísticas. Los procedimientos y medios de producción se encuentran inmersos en un vertiginoso proceso de cambio que adquieren considerada relevancia, no solo en las formas de cultura productiva e industria cultural; sino además en los ámbitos de I&D de carácter científico.

La adecuada formación en esta tecnología, constituye una innovación en el “saber”, entendida no solo como una nueva fase de aprendizaje desde la incorporación de nuevos conocimientos dirigidos hacia disciplinas científicas como artísticas, sino tanto para la misma institución que la promueve;  y una actualización y transformación complementaria en el “hacer” sobre los medios de proyectación y producción contemporánea. En este sentido, afirmamos que incorporar este saber promoverá novedosas lógicas del hacer en diversas áreas del conocimiento, la producción y la cultura.

El alcance de la propuesta abarca tanto el sector académico de la institución solicitante, como también otras instituciones educativas, la comunidad productiva, emprendedores, pymes e industrias locales y regionales. Lo que se espera, desde un espacio comprometido con la formación, será el agregado de nuevas competencias a los perfiles técnicos y artísticos profesionales, articulando la tecnología de impresión 3D a sus actividades.

OBJETIVO GENERAL

Se propone adoptar el conocimiento en el manejo y la instrumentación de la Tecnología de Impresión 3D (TI3D) hacia el interior de un espacio de educación superior y, desde allí, dar inicio a la difusión del alcance de sus prestaciones a la comunidad, a partir de acercarle un Kit de impresión 3D, operarlo e imprimir diferentes cuerpos o piezas tridimensionales.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

-Orientar a los usuarios sobre la adquisición de la TI3D.

-Visualizar articulaciones entre las prestaciones de la tecnología y las actividades académicas y productivas cotidianas de los usuarios solicitantes.

-Teorizar sobre los principios de la tecnología

-Instrumentar la dinámica del proceso:

  • Observar y estudiar la dinámica secuencial del proceso
  • Estudiar el manejo de los diferentes componentes  del dispositivo
  • Instrumentar las operaciones del proceso de impresión y ejecutarlas
  • Reconocer, experimentar y ajustar las variables que intervienen en el proceso

-Reconocer y caracterizar dificultades y soluciones tentativas

-Analizar y reflexionar sobre los resultados

-Registrar y documentar : el comportamiento de los componentes del dispositivo ante variables de diseño en las piezas y los resultados en las piezas ante variaciones de las variables del proceso.

CONTENIDOS

1-Introducción al tema

2-Prototipado:

Definición

Tipos CAD/CAM

3- Que es un impresora 3d y como funciona.

Ventajas y desventajas del proceso

Aplicaciones

4- Panorama actual

5- Tipos de máquinas: Profesionales y domesticas

6- Dinámica de la tecnología (CAD)

¿Creación o elección de un modelo?[5]

8- Impresoras 3d tipo FDM

Definición

Componentes: software y hardware -  herramientas e insumos

8-1 Dinámica del manejo de softwear específico

Implementación de un archivo 3d para ser impreso

8-2 El sistema 3Rep Rap Mendel Clasic

Componentes del harward (caracterización-funciones y modos de uso)

Estructurales

Mecánicos

Electrónicos

8-3 Materiales de impresión

a- Tipos y fuentes de insumos

b- Instrumentación de operaciones para carga y descarga de filamentos

8-4 Dinámica de la tecnología de impresión

Secuencia para la impresión de un cuerpo tridimensional

Manejo y operaciones de componentes mecánicos

Manejo y operaciones de componentes electrónicos

9- Posibles Inconvenientes y soluciones tentativas

Sobre la pieza

a-       Deformación y defectos

b-       De la capa

Sobre el dispositivo

a-      Extrusor

b-      Cama

10- Relevamiento de datos. Conclusiones y reflexiones

METODOLOGIA

Las clases se implementarán principalmente sobre una modalidad taller; con abordaje teórico, observacional y práctica instrumentada, posibilitando además y según el perfil del grupo, espacio para la experimentación.  Los trabajos serán abordados de forma individual o en grupos constituidos por no más de 3 alumnos.

En otra perspectiva, auxiliar y complementaria al curso, el equipo docente implementará en simultáneo acciones desde el enfoque de la Investigación de Acción Participativa (IAP) a través de registros de los resultados según modificaciones en las diferentes variables que intervienen en el proceso de conformación de las piezas. El objeto será redactar los resultados en un informe titulado “Consideraciones de diseño para la tecnología de I3D” a fin de contribuir con los objetivos del proyecto que le dieron sustento a este proyecto de extensión.

La investigación acción propone un cambio en la realidad social que requiere de la cooperación grupal, y un cambio en los individuos, considerando ambos fenómenos como interrelacionados.

La IAP se encarna en grupos u asociaciones cuyos miembros se reúnen con el objetivo de mejorar las condiciones de sus vidas.

La IAP supone “apoyo metodológico”, y no necesariamente experticia por parte de los investigadores. Éstos ofrecen participación en el proceso investigativo, el cual muchas veces les exigirá una conciencia de posición ideológica, ya que los valores están incorporados al proceso.

Las hipótesis de investigación son también hipótesis de acción que impulsan el desarrollo.

El proceso de IAP se desarrolla siguiendo una espiral introspectiva y emancipadora: una espiral de ciclos de planificación, acción, observación sistemática, reflexión, y luego una re-planificación que dé paso a nuevas observaciones y reflexiones.

Se orienta hacia la creación de grupos de reflexión autocríticos de personas que se implican en un proceso de investigación.

La IAP es participativa. En un principio, sólo un pequeño grupo de personas trabajan por la mejora y el perfeccionamiento constante de sus propias prácticas, pero con el tiempo el proceso va ampliando sus efectos hacia más personas o hacia la comunidad entera.

Desde el punto de vista metodológico se concibe como un modo amplio y flexible. Opta por cierto eclecticismo metodológico aunque se suelen utilizar técnicas de recolección de información de tipo etnográfico – cualitativo. La flexibilidad se hace necesaria porque este tipo de investigación ofrece volver sobre los datos las veces que sea necesario, para reinterpretarlos y contrastarlos con otras fuentes. El proceso de investigación no puede ser lineal, ya que no sólo es necesaria la descripción exacta, sino que también se analizan y recopilan las impresiones del propio investigador.

La IAP parte de la práctica. Se trata de un tipo de investigación construida en y desde la realidad situacional, práctica de los sujetos implicados en los problemas que los aquejan en la vida cotidiana.

Pretende un determinado rigor metodológico y sistematización distinta de la investigación básica, pues tiene una visión más amplia de la noción de control.

Permite crear registros de las mejoras observadas y los cambios en el discurso, las relaciones y formas de organización. Tanto los resultados de la investigación como la acción que implican se presentan a toda la población, utilizando su propio código cultural (Miranda 2002).-

Desarrollo de clases

Desde el enfoque de la praxis, el objetivo principal del curso, es que cada alumno sea capaz de imprimir una pieza propia con el Kit de impresión 3D ofrecido, para lo cual, cada clase propondrá objetivos específicos y progresivos en el avance de la instrumentación de operaciones dirigidos desde el dictado de contenidos teóricos y enunciados de ejercicios prácticos. De esta manera, cada clase estará organizada por diferentes momentos y actividades:

1° Desarrollo de contenidos teóricos y metodológicos

2° Intercambio de intereses individuales y planteamientos de objetivos específicos de cada trabajo práctico.

3° Revisión y corrección de enunciados prácticos.

4° Demostraciones y ejemplificación de operaciones por los docentes

5° Ejecución de operaciones sobre el dispositivo por los alumnos

Esquema tentativo de clases:

  • Primera clase:

| Intercambio de intereses individuales y planteamientos de objetivos.

| Proyección a futuro: Que depara estas nuevas tecnologías.

| Panorama general de la impresora 3D.

- Domestica vs. Maquinas profesionales.

- Materiales de impresión

I Presentación del proyecto a desarrollar en el curso

  • Segunda clase:

-Implementación de un archivo digital.

-Relación con el medio ambiente.

-Aspectos positivos y negativos.

-Puesta a punto de las propuestas, para su ejecución.

- Se trabaja sobre los proyectos.

  • Tercera clase:

- Impresión de una pieza durante la clase.

- Ensayo de tratamientos y acabados superficiales.

- Se trabaja sobre los proyectos.

  • Cuarta clase:

- Finalización del proyecto.

- Puesta en común.

- Reflexión de los resultados.

DURACION

El programa del curso se desarrolla en un total de 5 clases y se organiza en una clase semanal de 3 horas que tendrá un intervalo de descanso de 15 minutos a la mitad de cada clase .

Dependiendo de la cantidad de alumnos inscriptos y en caso de ser necesario para cumplir con el objetivo del curso, se solicitará a los alumnos concurrir un día más para concluir las impresiones que no se hayan podido realizar en el tiempo acordado.

Dada su corta duración, el curso se repetirá 4 veces durante el año, dos correspondientes al primer cuatrimestre y dos al segundo.

Los cursos se dictarán los días sábado en el horario de 9 a 13 hs.

EVALUACION

Serán factores de evaluación:

  • la asistencia
  • la concreción de las prácticas
  • Verificar la correcta instrumentación secuencial de operaciones del proceso durante el desarrollo del proyecto individual/grupal de los alumnos.

RECURSOS

  • Infraestructura: se requiere de un espacio habilitado y equipado para el dictado de clases teórico-prácticas con capacidad para 20 alumnos.
  • Equipamiento:

a)      Un “kit de impresión3D” adjudicado a nuestra unidad académica por Resolución Nº 899/14 del 13 de Noviembre de 2014, encontrándose instalado en el laboratorio de investigación y desarrollo (LIDDI) que depende del Departamento de Diseño Industrial.

b)      Medios audiovisuales: cañón

MATERIALES

El equipo docente suministrará el material de impresión y al final de la cursada se le solicitará a cada alumno el pago del costo del insumo utilizado. Se calcula que la impresión de la pieza desarrollada en la cursada requiere aproximadamente 25g material y tendrá un costo adicional al curso estimado en $25 por pieza que el grupo o alumno decida imprimir.

La repetición de piezas impresas será factible siempre cuando: los defectos en las piezas no superen las expectativas de los docentes, cuando exista disponibilidad de insumos y sean suficientes los tiempos estimados por el curso.

BIBLIOGRAFIA

  • Alburquerque Llorens, F. Innovation, knowledge transfer and territorial economical development: a pending politics. Arbor CLXXXIV, 687–700 (2008).
  • Miranda Francisca y Durston John, “Experiencias y metodología de la investigación participativa”, CEPAL – SERIE Políticas sociales N°58, 2002.-
  • Diana, Carla. LEO the Maker Prince: Journeys in 3D Printing. Maker Media, Sebastopol, 2014.
  • Frumar, Jerome. Computation and Material Practice in Architecture: Intersecting Intention and Execution during Design Development. RMIT University, Melbourne, 2011. http://researchbank.rmit.edu.au/eserv/rmit:160047/Frumar_Part1.pdf
  • Kaziunas France, Anna (hrsg.). Make: 3D Printing. Maker Media, Sebastopol, 2014.
  • Kelly, Ja7mes Floyd. 3D Modeling and Printing with Tinkercad: Create and Print Your Own 3D Models. Que, Indianapolis, 2014.
  • Libow Martinez, Sylvia; Stager, Gary. Invent To Learn: Making, Tinkering, and Engineering in the Classroom. Constructing Modern Knowledge Press, Torrance, 2013.
  • Lipson, Hod; Kurman, Melba. Factory @ Home: The Emerging Economy of Personal Fabrication. US Office of Science and Technology Policy, 2010.
    https://www.ida.org/stpi/occasionalpapers/papers/OP-5-2010-PersonalFabrication-v3.pdf
  • Lipson, Hod; Kurman, Melba. Fabricated: The New World of 3D Printing. John Wiley & Sons, Inc., Chichester & N.Y, 2013.
  • Schreyer, Alexander. Architectural Design with SketchUp: Component-Based Modeling, Plugins, Rendering, and Scripting. John Wiley & Sons, Inc., Chichester & N.Y, 2012.
  • Singh, Sandeep. Beginning Google SketchUp for 3D Printing. Apress, 2010.
  • Thornburg, David; Thornburg, Norma; Armstrong, Sara. The Invent To Learn Guide to 3D Printing in the Classroom: Recipes for Success. cmkpress, 2014.
  • Walter-Herrmann, Julia; Büching, Corinne (Eds.). FabLab: Of Machines, Makers and Inventors. transcript Verlag, Bielefeld, 2013
  • Ressourcen zum 3D-Drucken in Schulen

https://3drucken.ch/2012/08/quellen-zu-3d-drucken-macht-schule.html


[1] Los docentes participantes presentan sus CVs adjuntos en digital en archivos llamados Anexo 1, 2 y 3 respectivamente.

[2] El proyecto presentado por la Facultad de Bellas Artes de la Universidad Nacional de La Plata aprobado y adjudicado por la Resolución Nº 899/14 del 13 de Noviembre de 2014 del Ministerio de Ciencia y Técnica de la Nación se adjunta como archivo digital con el nombre Anexo 4.

[3] Libro Verde sobre la Innovación. Comisión Europea (1996).

[4] Francisco Alburquerque Llorens. Instituto de Economía, Geografía y Demografía. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Coordinador de la Red de Desarrollo Económico Territorial y Empleo. Madrid.

[5] Existe software gratuito como Sketchup, licencia educativa libre de RhinoCeros, entre otros,  y/ o diferentes sitios  donde los usuarios pueden descargar modelos prediseñados.