Cómo crear una impresora 3D con Arduino

Crear una impresora 3D con Arduino integrado es uno de los múltiples proyectos en los que cualquier aficionado a la programación puede embarcarse. Echando mano de la experiencia de un experto ingeniero mecánico, desde el sitio web Programar Fácil se intenta explicar punto por punto cómo iniciarse en la impresión tridimensional y cómo puede aplicarse Arduino a este proyecto.

Cuestiones preliminares del proyecto

La tremenda versatilidad de Arduino hace que haya una infinidad de proyectos en los que esta placa de programación puede ser útil, y en el sector de la impresión en 3D Arduino tiene mucho que decir. Sin embargo, para crear una impresora 3D con Arduino no basta con dominar el lenguaje de programación: se necesitan unos conocimientos previos en materia de ingeniería mecánica que puede que no todo el mundo tenga. Es decir, que no te bastará con ser bueno programando.

Por eso, todo lo relacionado con la impresión en 3D que recoge el portal digital de Luis del Valle está acompañado por los conocimientos especializados de Jorge, un ingeniero mecánico que ha conseguido desarrollar un proyecto con Arduino con la impresión en 3D como eje vertebrador. Los resultados son sorprendentes para bien.

Lo primero de todo es tener claro por qué capítulos hay que pasar y qué es necesario que sepamos de antemano. Para empezar, hay que tener claro qué impresora 3D elegir, ya que esa será la base sobre la que se cimentará todo el proyecto. Después, habrá que saber qué materiales necesitamos para crear la impresora con Arduino y, por último, qué tipo de softwares serán necesarios para controlarla.

Eligiendo el modelo de impresora 3D

Hay un gran abanico de opciones a la hora de elegir un modelo de impresora 3D con el que iniciar nuestro proyecto, pero no hace falta ir a por la más cara, ya que las posibilidades serán casi las mismas. Lo más recomendable, según Jorge y Programar Fácil, es optar por una opción intermedia. Su recomendación es la Ender 3 por prestaciones y precio, por lo que no vamos a complicarnos la vida y la vamos a utilizar de base.

Eso sí, es posible incluir una impresora algo más cerrada por un poco más de dinero. Si queremos pasar de rango y movernos en una horquilla de entre 200 y 300 euros, lo mejor será decantarse por la Anycubic 4Max, una impresora muy robusta y cerrada. ¿En qué se deja notar que sea cerrada? En la calidad de la impresión y en la reducción de la probabilidad de errores.

Aun así, y a pesar de que se puede subir el rango de precios, si nos atenemos a la impresión de Jorge nos mantenemos con la Ender 3. Se trata de un modelo barato, fácil de calibrar y que se monta en apenas una hora.

¿Qué materiales hacen falta para desarrollar el proyecto?

Hay tres componentes que son esenciales para el desarrollo de la impresora 3D: el PLA, el ABS y el PETG. Sabemos que todo esto suena a chino, así que vamos a hablar un poco de cada uno de ellos.

El PLA es un filamento que se utiliza para facilitar la impresión. Es barato y puede crear efectos muy variados en la impresión, incluyendo perlados y emulando la textura de la madera.

El ABS también es un filamento económico de enorme resistencia. Sin embargo, su hándicap es el warping y el cracking, dos fenómenos que se producen a causa de la contracción térmica ante un cambio brusco de temperatura. Una buena alternativa sería recurrir al ASA, que dispone de las mismas prestaciones, pero genera menos de warping. Y, sí: es algo más caro.

En cuanto al PETG, se trata de un filamento que se utiliza en las piezas de las impresoras 3D por su elevada ductilidad.

No obstante, tal y como expone acertadamente el equipo de desarrollo del proyecto en https://programarfacil.com/, hay dos factores en los que nos tendremos que basar para elegir el filamento: en la temperatura que incida en la pieza y el peso que esta sea capaz de soportar. Teniendo en cuenta estas características habrá que seleccionar el filamento más adecuado, lo que varía también en función del modelo de impresora.

Software necesario para imprimir en 3D

Hay que tener en cuenta que el proceso de impresión en 3D consta de cuatro partes en el que el software juega un papel fundamental. Primero se diseña o se descarga el modelo tridimensional, después se lamina convirtiéndolo a capas digitalmente, tras lo cual se traduce a G-Code (el lenguaje que utiliza la impresora 3D para ejecutar acciones) y, por último, se lleva a cabo la impresión.

Todos estos procesos se llevan a cabo gracias a diferentes softwares. Uno de los más populares es Cura Ultimaker, una aplicación específicamente diseñada para impresoras 3D que permite modificar los parámetros de impresión y transformarlos a código G.

Esto permite al programa laminador empezar a crear estriaciones para crear distintas capas para dar forma al proyecto. Los distintos softwares permiten ajustar la velocidad de impresión, la temperatura de fusión del filamento, la altura de las capas, el porcentaje de relleno… ¡y así hasta casi 300 parámetros distintos!

Es aquí donde Arduino cobra especial importancia, ya que se puede programar para automatizar ciertos procesos y personalizar algunas acciones durante la impresión.

La importancia de los retoques en la impresión final

Una impresión 3D es algo que se realiza con tiempo y no se obtiene de un momento a otro. Las impresoras tridimensionales trabajan de manea pausada para crear modelos 3D lámina a lámina. Aunque se puede personalizar la velocidad de impresión (a menor velocidad, mayor precisión), casi siempre existen fallos e impurezas que conviene ir arreglando conforme la impresora trabaja.

Este tipo de correcciones “al paso” son una buena forma de hacer que las correcciones vayan quedando bien sobre el prototipo conforme la impresora avanza en la impresión. Sin embargo, no te precipites porque una corrección abusiva puede dar al traste con el proyecto y obligarte a reiniciarlo.

Lo mejor en estos casos es tener un soldador a mano, ya que permiten rectificar, hacer agujeros y retirar los restos de plástico que se hayan podido quedar en la punta. Eso sí, nada de correcciones de envergadura, apresuradas e invasivas: hazlo con sutileza y deja que sea la impresora la que te vaya mostrando el resultado final. Mejor ir poco a poco y tener que repasar el molde que eliminar en exceso partes del mismo y tener que reiniciar la impresión.