Situación de partida

Aprovechando que en nuestro centro se cuenta con una impresora 3D de precio económico y la experiencia de un proyecto donde se aprendió el uso y se puso en práctica en el aula, nuestro siguiente objetivo es intentar investigar las nuevas formas de este tipo de tecnologías para poder buscar, en futuros grupos, la aplicaciones en el aula, especialmente aplicadas a la electrónica, a la robótica y al diseño asistido por ordenador. En esta caso, la tecnología de impresión 3D a investigar, está basada en la solidificación de una resina fotosensible, con la cual, se obtiene el objeto 3D tras la unión de las distintas capas que lo forman, endurecidas y soldadas con cualquier dispositivo que proyecte dichas capas en forma de imágenes y que emita en mayor o menor medida, luz ultravioleta para el curado de la resina, por ejemplo, un proyector o pantalla LCD.

Esta nueva tecnología es:

• más rápida: debido al proceso químico de solidificación,

• más económica: al utilizar menos materiales mecánicos,

• más precisa: las pantallas de monitores, TV o proyectores cada vez tienen más resolución lo cual afecta a la realización de piezas con cada vez más detalle,

• más sencilla: al utilizar menos variables o factores que puedan acercarnos al fracaso,

• y por tanto, más fácil de aplicar en un aula: ya que los aspectos anteriores simplifican el grado de complejidad en comparación con las impresoras 3D clásicas.

Objetivos

• Investigar los diferentes tipos de resina y el tiempo de exposición necesario para curarla.

• Realizar una cubeta estanca donde curar la resina.

• Modificar (si es necesario para mejorar el curado de la resina) un elemento luminoso (monitor TFT o proyector) para que emita luz ultravioleta.

• Crear el sistema elevador que permita mover la pieza en el eje Z de forma nivelada.

• Crear el módulo de control que permita controlar todos los elementos de la impresora y comunicarlos con el usuario.

• Realizar el montaje de una impresora 3D (prototipo) de curado de resina.

• Documentar la investigación del prototipo desarrollado.

• Buscar software libre ya desarrollado para generar el corte de las capas del objeto. (Slicing)

 

Repercusión en el aula

A modo global, el alumnado aprenderá el sistema actual de impresión 3D, para a continuación aprender los nuevos sistemas que se están investigando, antes incluso de que lleguen a los mercados más accesibles.

A modo específico de cada clase, se aprende la multitransversalidad de las tecnologías:

• Se aprende el procesado de elementos químicos que producen el cambio de estado utilizando haces de luz ultravioleta (actualmente considerado el sistema más rápido y eficiente).

• El diseño de elementos y piezas que permitan una mejor comprensión de los contenidos de las materias aplicadas al diseño (especialmente al diseño asistido por ordenador).

• La tecnología electrónica del proceso de montaje de máquinas complejas (especialmente para las asignaturas de tecnología de diferentes niveles con vistas hacia la electrónica y la robótica) que necesitan un proceso, orden y precisión altos que ayude a fijar los conocimientos del montaje de máquinas complejas que usamos a diario.

• La realización de la programación necesaria para la comunicación, utilización y ejecución de aplicaciones informáticas, que en formación profesional de la rama informática tenemos presente en nuestro centro educativo y que múltiples estudios psicológicos han demostrado que ayuda a la estructuración, segmentación y ordenación de ideas y el afrontamiento de problemas complejos en el alumnado de secundaria.

Actuaciones

 

Actuación	Temporalización	Responsable
Investigar los diferentes tipos de resina y el tiempo de exposición necesario para curarla. Buscar resinas sensibles a UV documentándolo (web, tipo, viscosidad, precio, etc.) Hacer pruebas con una muestra de cada una de las resinas y documentar el tiempo de exposición	Noviembre-Diciembre	Responsables Lidia y Pilar, como participantes resto de compañeros/as.
Investigar y realizar una cubeta estanca donde curar la resina. Investigar formato de acceso de la resina líquida. Investigar formato de introducción/evacuación del aire. Crear cubeta estanca (transparente por debajo y... ¿opaca por los laterales?) con los accesos necesarios.	Noviembre-Diciembre-Enero	Responsable María José, Juan Castillo y Javier Cerezuela , como participantes resto de compañeros/as
Buscar software libre ya desarrollado para generar el corte de las capas del objeto (Slicing).	Diciembre-Enero	Responsable María José, Juan Castillo y Javier Cerezuela , como participantes resto de compañeros/as
Modificar (si es necesario para mejorar el curado de la resina) un elemento luminoso (monitor TFT o proyector) para que emita luz ultravioleta. Elegir entre TFT y proyector Si es TFT: Buscar un TFT Desmontar la parte trasera del TFT Sustituir las luces por luces UV Acoplarlo a la cubeta Si es proyector: Buscar un proyector Investigar la distancia mínima de proyección... crea tamaño mínimo (en planta) de la impresora Sustituir las luces por luces UV Localizar un espejo, orientarlo y acoplarlo a la cubeta Acoplarlo al conjunto cubeta+espejo	Noviembre - Diciembre	Responsables Alfredo y Juan G., como participantes resto de compañeros/as.
Investigar el sistema elevador que permita mover la pieza en el eje Z de forma nivelada. Cómo realizar y configurar la conexión electrónica+motor paso a paso. Cómo Diseñar sistema elevador. Cómo Crear y montar sistema elevador. Cómo Montar la electrónica y el motor al sistema elevador. Realizar pruebas y calibración del sistema. Investigar el módulo de control que permita controlar todos los elementos de la impresora y comunicarlos con el usuario.	Enero-Febrero	Responsables Juan Carlos, Rafael y Bartolomé, como participantes resto de compañeros/as.
Realizar el montaje de una impresora 3D (prototipo básico) de curado de resina.	Febrero-Abril-Mayo	Responsables Alfredo y Juan G., como participantes resto de compañeros/as.
Documentación	Abril	Todos/as

 

Recursos y apoyos

 

Tipo de Recurso	Descripción del recurso
Indique el tipo de recurso (Bibliografía, material del CEP, Ponente)	Realice una breve descripción del recurso utilizado.

 

Estrategias e indicadores para la valoración del trabajo

¿Se ha estudiado y documentado los tipos de resinas fotosensibles para impresión 3D existentes en el mercado?

¿Se ha estudiado y documentado las distintas tecnologías para impresión 3D SLA?

¿Se ha estudiado y documentado posibles diseños básicos para un prototipo de impresora 3D SLA (DLP / LCD)?

¿Se ha estudiado y documentado la electrónica necesaria para el prototipo?

¿Se ha estudiado y documentado la mecánica necesaria para el prototipo?