Manual:Preparing models for 3D printing/es

Uno de los principales usos de FreeCAD es producir objetos del mundo real. Estos pueden ser diseñados en FreeCAD, y luego hacerse realidad de diferentes maneras, como comunicándolos a otras personas que luego los construirán, o, cada vez más frecuentemente, enviándolos directamente a una impresora 3D o a una fresadora CNC. Este capítulo le mostrará cómo preparar sus modelos para enviarlos a estas máquinas.

Si has sido precavido al modelar, la mayor parte de las dificultades que puedes encontrar al imprimir tu modelo en 3D ya han sido evitadas. Esto implica básicamente:

Cuando se imprime en 3D, siempre hay que asegurarse de que esta pérdida de calidad se mantiene por debajo de los requisitos mínimos.
 * Asegúrate de que tus objetos 3D son sólidos. Los objetos del mundo real son sólidos, el modelo 3D debe ser sólido también. Hemos visto en capítulos anteriores que FreeCAD te ayuda mucho en ese aspecto, y que el Ambiente de trabajo DiseñoPiezas te notificará si haces una operación que impide que tu modelo sea sólido. El Ambiente de Trabajo Pieza también contiene un [[Image:Part_CheckGeometry.svg|16px]] Comprobar geometría que es muy útil para comprobar posibles defectos.
 * Asegurarse de las dimensiones de sus objetos. Un milímetro será un milímetro en la vida real. Cada dimensión es importante.
 * Controlar la degradación. Ningún sistema de impresión 3D o de fresado CNC puede tomar archivos FreeCAD directamente. La mayoría de ellos sólo entienden un lenguaje de máquina llamado G-Code. El G-code tiene docenas de dialectos diferentes, cada máquina o proveedor suele tener el suyo propio. La conversión de tus modelos en G-Code puede ser fácil y automática, pero también puedes hacerlo manualmente, con un control total sobre la salida. En cualquier caso, es inevitable que se produzca alguna pérdida de calidad de tu modelo durante el proceso.

Abajo, supondremos que se cumplen los dos primeros criterios y que, a estas alturas, usted es capaz de producir objetos sólidos con dimensiones correctas. Ahora veremos cómo abordar el tercer punto.

Exportación a slicers
Esta es la técnica más utilizada para impresión 3D. El objeto 3D se exporta a otro programa (el slicer) que generará el G-code del objeto, cortándolo en finas capas (de ahí el nombre), que reproducirán los movimientos que hará la impresora 3D. Como muchas de esas impresoras son de fabricación casera, suele haber pequeñas diferencias entre unas y otras. Estos programas suelen ofrecer posibilidades de configuración avanzadas que permiten adaptar la salida exactamente a las características de su impresora 3D.

La impresión 3D real, sin embargo, es un tema demasiado amplio para este manual. Pero veremos cómo exportar y utilizar estos cortadores para comprobar que la salida es correcta.

Convertir objetos en mallas
Ninguno de los slicers, en este momento, tomará directamente la geometría sólida como la que producimos en FreeCAD. Así que tendremos que convertir cualquier objeto que queramos imprimir en 3D en una Malla poligonal primero, que el slicer pueda abrir. Afortunadamente, así como convertir una malla en un sólido es una operación complicada, lo contrario, convertir un sólido en una malla, es muy sencillo. Lo único que debemos tener cuidado, es que es aquí donde se producirá la degradación que mencionamos anteriormente. Debemos comprobar que la degradación se mantiene dentro de unos límites aceptables.

Todo el manejo de la malla, en FreeCAD, se hace mediante otro banco de trabajo específico, el Ambiente de trabajo Malla. Este ambiente de trabajo contiene, además de las herramientas más importantes que convierten entre objetos Pieza y Malla, varias utilidades destinadas a analizar y reparar mallas. Aunque el trabajo con mallas no es el objetivo de FreeCAD, cuando se trabaja con el modelado 3D, a menudo se necesita tratar con objetos de malla, ya que su uso está muy extendido entre otras aplicaciones. Este ambiente de trabajo te permite manejarlos completamente en FreeCAD.


 * Convirtamos uno de los objetos que hemos modelado en los capítulos anteriores, como la pieza de lego (que puedes descargar desde el final del capítulo anterior).
 * Abre el archivo de FreeCAD que contiene la pieza de lego.
 * Cambia al Ambiente de trabajo Malla
 * Selecciona el ladrillo lego
 * Selecciona el menú Mallas -> Crear malla desde forma
 * Se abrirá un panel de tareas con varias opciones. Algunos algoritmos de malla adicionales (Mefisto o Netgen) pueden no estar disponibles, dependiendo de cómo se haya compilado tu versión de FreeCAD. El algoritmo de malla estándar siempre estará presente. Ofrece menos posibilidades que los otros dos, pero es totalmente suficiente para objetos pequeños que se ajustan al tamaño máximo de impresión de una impresora 3D.




 * Seleccione el mallado Estándar, y deje el valor de la desviación en el valor por defecto de 0,10. Pulse Ok.
 * Se creará un objeto de malla, exactamente encima de nuestro objeto sólido. Oculta el sólido, o mueve uno de los objetos a un lado, para poder comparar ambos.
 * Cambie la propiedad Vista -> Modo de visualización del nuevo objeto malla a Líneas planas, para ver cómo se ha producido la triangulación.
 * Si no estás contento, y crees que el resultado es demasiado grueso, puedes repetir la operación, bajando el valor de la desviación. En el ejemplo de abajo, la malla de la izquierda utiliza el valor por defecto de 0,10, mientras que la de la derecha utiliza 0,01:



Sin embargo, en la mayoría de los casos, los valores por defecto darán un resultado satisfactorio.


 * Ahora podemos exportar nuestra malla a un formato de malla, como STL, que es actualmente el formato más utilizado en la impresión 3D, utilizando el menú Archivo -> Exportar y eligiendo el formato de archivo STL.

Si no tienes una impresora 3D, suele ser muy fácil encontrar servicios comerciales que imprimen y te envían los objetos impresos por correo. Entre los más famosos están Shapeways y Sculpteo, pero normalmente encontrarás muchos otros en tu propia ciudad. En todas las ciudades importantes, hoy en día se encuentran Fab labs, que son talleres equipados con una serie de máquinas de fabricación en 3D, que casi siempre incluyen al menos una impresora 3D. Los Fab labs suelen ser espacios comunitarios, que te permitirán utilizar sus máquinas, de forma gratuita o de pago, dependiendo del Fab lab, pero también te enseñarán a utilizarlas y promoverán otras actividades en torno a la fabricación 3D.

Usando Slic3r
Slic3r es una aplicación que convierte objetos STL en G-code que puede enviarse directamente a las impresoras 3D. Al igual que FreeCAD, es gratuito, de código abierto y funciona en Windows, Mac OS y Linux. Configurar correctamente las cosas para la impresión 3D es un proceso complicado, en el que debes tener un buen conocimiento de tu impresora 3D, por lo que no es muy útil generar el G-code antes de ir a imprimir (tu archivo de G-code podría no funcionar bien en otra impresora), pero de todos modos nos es útil para comprobar que nuestro archivo STL será imprimible sin problemas.

Este es nuestro archivo STL exportado abierto en Slic3r. Usando la pestaña vista previa, y moviendo el deslizador de la derecha, podemos visualizar la trayectoria que seguirá el cabezal de la impresora 3D para construir nuestro objeto.



Usando el complemento Cura
Cura es otra aplicación gratuita y de código abierto para Windows, Mac y Linux, mantenida por el fabricante de impresoras 3D Ultimaker. Algunos usuarios de FreeCAD han creado un Ambiente de trabajo Cura que utiliza cura internamente. El Ambiente de trabajo Cura está disponible en el repositorio FreeCAD complementos. Para utilizar el Ambiente de trabajo Cura, también necesitas instalar el propio Cura, que no está incluido en el ambiente de trabajo.

Una vez que hayas instalado tanto Cura como el Ambiente de trabajo Cura, podrás utilizarlo para producir el archivo de G-code directamente desde los objetos de la pieza, sin necesidad de convertirlos en mallas, y sin necesidad de abrir una aplicación externa. La producción de otro archivo de G-code a partir de nuestro ladrillo Lego, utilizando esta vez el Ambiente de trabajo Cura, se realiza de la siguiente manera:


 * Load the file containing our Lego brick (it can be downloaded at the end of the previous chapter)
 * Switch to the Cura Workbench
 * Setup the printer space by choosing menu 3D printing -> Create a 3D printer definition. Since we aren't going to print for real, we can leave the settings as they are. The geometry of the printing bed and available space will be shown in the 3D view.
 * Move the Lego brick to a suitable location, such as the center of the printing bed. Remember that PartDesign objects cannot be moved directly, so you need either to move its very first sketch (the first rectangle), or to move (and print) a copy, which can be made with the Part -> Create Simple Copy tool. The copy can be moved, for example with [[Image:Draft_Move.svg|16px]] Draft -> Move.
 * Select the object to be printed, and select menu 3D printing -> Slice with Cura Engine.
 * In the task panel that will open, make sure the path to the Cura executable is correctly set. Since we are not going to really print, we can leave all other options as they are. Press Ok. Two files will be generated in the same directory as your FreeCAD file, an STL file and a G-code file.




 * El G-code generado también puede ser reimportado a FreeCAD (usando el preprocesador slic3r) para su comprobación.

Generación de G-code
FreeCAD también ofrece formas más avanzadas de generar G-code directamente. Esto es a menudo mucho más complicado que el uso de herramientas automáticas como vimos anteriormente, pero tiene la ventaja de permitirte controlar completamente la salida. Esto no suele ser necesario cuando se utilizan impresoras 3D, pero se vuelve muy importante cuando se trata de fresado CNC, ya que las máquinas son mucho más complejas.

La generación de trayectorias en G-code en FreeCAD se realiza con el Ambiente de trabajo trayectoria. Cuenta con herramientas que generan trayectorias de máquina completas y otras que generan sólo partes de un proyecto de G-code, que luego pueden ser ensambladas para formar una operación de fresado completa.

La generación de trayectorias de fresado CNC es otro tema demasiado extenso para que quepa en este manual, por lo que vamos a mostrar cómo construir un proyecto sencillo de trayectorias, sin preocuparnos mucho de la mayoría de los detalles del mecanizado CNC real.


 * Cargue el archivo que contiene nuestra pieza de lego, y cambie al Ambiente de trabajobtrayectoria.
 * Como la pieza final ya no contiene una cara superior rectangular, oculta la pieza final de lego, y muestra el primer pad cúbico que hicimos, que tiene una cara superior rectangular.
 * Selecciona la cara superior y pulsa el [[Image:Path_Profile.svg|16px]] Perfil.
 * Establece su propiedad Desplazamiento a 1mm.




 * A continuación, vamos a duplicar este primer bucle un par de veces, para que la herramienta esculpa todo el bloque. Seleccionamos el trazado del Perfil, y pulsamos el botón [[Image:Path_Array.svg|16px]] Arreglo.
 * Ajuste la propiedad Copias de l'arreglo a 8, y su Desplazamiento' a -2mm en la dirección Z, y mueva la colocación de l'arreglo 2mm en la dirección Z, para que el corte comience un poco por encima de la almohadilla, e incluya también la altura de los puntos.




 * Now we have defined a path that, when followed by the milling machine, will carve a rectangular volume out of a block of material. We now need to carve out the space between the dots, in order to reveal them. Hide the Pad, and show the final piece again, so we can select the face that lies between the dots.
 * Select the top face, and press the [[Image:Path_Pocket_Shape.svg|16px]] Pocket Shape button. Set the Offset property to 1mm, and the retraction height to 20mm. That is the height to where the cutter will travel when switching from one loop to another. Otherwise, the cutter might cut right through one of our dots:




 * Once again, make an array. Select the Pocket object, and press the [[Image:Path_Array.svg|16px]] Array button. Set the Copies number to 1 and the offset to -2mm in the Z direction. Move the placement of the array by 2mm in the Z direction. Our two operations are now done:




 * Now all that is left to do is to join these two operations into one. This can be done with a Path Compound or a Path Job. Since we will need nothing more and will be ready to export already, we will use the job. Press the [[Image:Path_Job.svg|16px]] Job button.
 * Set the Use Placements property of the project is to True, because we changed the placement of the arrays, and we want that to be taken into account in the project.
 * In the tree view, drag and drop the two arrays into the project. You can reorder the arrays inside the project if needed, by double-clicking it.
 * The project can now be exported to G-code, by selecting it, choosing menu File -> Export, selecting the G-code format, and in the pop-up dialog that will open, selecting a post-processing script according to your machine.

Hay muchas aplicaciones disponibles para simular el corte real, una de ellas que también es multiplataforma y de código abierto, como FreeCAD, es Camotics.

Descargas'


 * El archivo STL generado en este ejercicio: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCAD-manual/blob/master/files/lego.stl
 * El archivo generado en este ejercicio: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCAD-manual/blob/master/files/path.FCStd
 * El archivo de G-code generado en este ejercicio: https://github.com/yorikvanhavre/FreeCAD-manual/blob/master/files/lego.gcode

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 * Ambiente de trabajo Malla
 * El formato de archivo STL
 * Slic3r
 * Cura
 * Ambiente de trabajo Cura
 * Ambiente de trabajo Trayectoria
 * Camotics