Descripció
Una impressora 3D és un dispositiu que té la capacitat de realitzar peces volumètriques (és a dir, en tres dimensions) basades en models que poden ser transmesos mitjançant arxius de l’ordinador. També és possible fer impressions a partir d’escàners 3D.
Les impressores 3D han estat tota una revolució en el sector educatiu. Els estudiants que assimilaven conceptes sobre geometria, mecànica, disseny i, en general, modelat en tres dimensiones, havien de fer un exercici d’imaginació quan acabaven el model o el projecte amb què treballaven, perquè la materialització final del treball no era possible a causa de l’elevat cost i la manca de recursos tècnics per a dur-lo a terme.
A partir de l’aparició en el mercat d’impressores 3D més econòmiques i senzilles d’utilitzar, moltes organitzacions i centres educatius les han adquirit per a enriquir els ensenyaments. Gràcies a la impressió en 3D, els estudiants poden veure els treballs desenvolupats, comprovar-ne la resistència i efectivitat en el disseny, etc.
No totes les aplicacions educatives estan vinculades a camps tècnics. Per exemple, les impressores 3D podrien utilitzar-se en una classe d’història per a reproduir estris que la humanitat emprava en el passat i que ara són difícils de trobar; també serviria per a replicar les parts de l’anatomia de qualsevol ésser viu per al seu estudi en l’assignatura de biologia; o bé per a imprimir mapes topogràfics de qualsevol àrea de geografia.
A continuació, es detallen les tipologies d’impressores 3D:
1) Modelat per deposició fosa (FDM): és el mètode d’impressió 3D més comú en impressores 3D d’escriptori. El filament termoplàstic s’escalfa i el capçal imprimeix sobre coordenades X i Y. La superfície d’impressió, en canvi, baixa l’objecte capa per capa sobre la coordenada Z. D’aquesta manera s’imprimeix de dalt a baix. Aquest tipus d’impressora 3D és una manera rendible de desenvolupar un producte i de crear, ràpidament, prototips, ja que és capaç de fabricar peces robustes de manera eficient.
Font: http://imprimista.es/
2) Estereolitografia (SLA): aquesta tecnologia funciona mitjançant una capa de resina líquida fotosensible a un raig làser perquè s’endureixi i se solidifiqui. Una vegada el làser recorre una capa de resina en el patró desitjat, la plataforma d’impressió del model, ubicada al tanc líquid de la impressora, baixa una capa i el làser comença a formar la següent capa. Cada capa es construeix sobre l’anterior.
Font: http://imprimista.es/
3) Processament digital de llum (DLP): aquesta tecnologia empra una xarxa elèctrica de miralls controlats per ordinador disposats en un motlle sobre un xip semiconductor. Aquests miralls s’inclinen endavant i enrere. Quan un mirall està inclinat, reflecteix la llum, la qual cosa equival a un píxel brillant. Quan el mirall estigui inclinat cap al costat contrari, el píxel serà fosc. Aquest tipus de tecnologia s’utilitza en projectors de pel·lícules, telèfons mòbils…
Font: http://imprimista.es/
4) Sintetitzat selectiu per làser (SLS): aquesta tecnologia és molt semblant a la SLA, però la principal diferència és que aquest tipus d’impressora 3D utilitza material en pols a l’àrea d’impressió en comptes de resina líquida. S’utilitza un làser per a sintetitzar selectivament una capa de grànuls, i uneix el material per a crear una estructura sòlida. Quan l’objecte està completament constituït, es deixa refredar a la màquina abans de treure’l.
Font: http://imprimista.es/
5) Fusió selectiva per làser (SLM): aquesta tecnologia es considera una subcategoria del tipus d’impressora 3D SLS. La tecnologia SLM utilitza un raig làser d’alta potència per a fondre completament la pols metàl·lica utilitzada, transformant-la en peces sòlides tridimensionals. Els materials emprats en aquest tipus d’impressores 3D són l’acer inoxidable, l’alumini, el titani, el crom, el cobalt…
Font: http://imprimista.es/
6) Fusió per feix d’electrons (EBM): aquesta tecnologia s’aplica amb una alta pressió al buit i utilitzant altes temperatures (fins als 1.000 ºC) per a poder fondre completament la pols metàl·lica. Aquest tipus d’impressora 3D acostuma a utilitzar titani pur per a fabricar peces aeroespacials o implants mèdics.
Font: http://imprimista.es/
7) Fabricació mitjançant laminat d’objectes (LOM): aquesta tecnologia utilitza capes de paper, plàstic o laminats metàl·lics recoberts amb adhesiu, que es fonen sota calor i pressió, i que es tallen amb un làser o una fulla de tall controlats per ordinador. L’objecte 3D es crea capa per capa i, després de tallar l’excés de material, es pot pintar. També pot imprimir objectes 3D a tot color.
Font: http://imprimista.es/
8) Injecció d’aglutinant (BJ): és un procés de fabricació additiva. Aquest tipus d’impressora 3D utilitza dos materials: un material a base de pols (sovint guix) i un agent adhesiu, que actua unint les capes de pols. Es pot imprimir a color agregant pigments a l’aglutinant.
Font: http://imprimista.es/
9) Injecció de material (MJ): és un procés de producció que permet fabricar, principalment, joies personalitzables d’alta qualitat amb diferents metalls. El motllo es crea amb cera fosa que es diposita en capes sobre una plataforma d’alumini mitjançant diferents boques que recorren l’àrea de construcció. A mida que el material calent entra en la superfície d’impressió, se solidifica. En aquest cas, s’utilitza un tipus diferent de cera amb una temperatura de fusió baixa que es diposita sota les parts que sobresurten del producte, actuant com a suport de l’estructura. Quan finalitza la impressió, es col·loca en un bany calent que fon el material de suport.
Font: http://imprimista.es/
Les impressores 3D poden aportar creativitat en el procés d’ensenyament-aprenentatge. Ofereixen la possibilitat de materialitzar idees per a crear prototips de diferents nivells de complexitat i permeten desenvolupar la capacitat d’innovació de l’alumnat. Un tema interessant en la utilització d’impressores 3D a l’aula és el fet d’emprar aquesta tecnologia de manera multidisciplinària per a aconseguir que l’alumnat tingui una major connexió amb les diferents matèries dels seus estudis.
Exemples
Com a exemple de la utilització de la impressió 3D, es mostra el cas de dos alumnes de l’escola pública El Turó, de Montcada i Reixac, que amb una impressora domèstica van fer una mà biònica per a la seva companya Mariam.
Podeu trobar més informació sobre aquest cas en el següent enllaç:
https://www.fundaciontelefonica.com/2017/08/11/herramientas-modelado-impresion-3d/
Dos estudiants de segon de batxillerat, de Mataró, creen Building a hand, una pròtesi de mà creada mitjançant una impressora 3D. Podeu trobar més informació a:
Recursos
Beltrán, P.; Rodríguez, C. (2017). «Modelado e impresión 3D en la enseñanza de las matemáticas: un estudio exploratorio». ReiDoCrea (vol. 6, núm. 2, pàg. 16-28).
Bull G.; Haj-Hariri H.; Atkins R.; Moran P. (2015). «An Educational Framework for Digital Manufacturing in Schools». 3D Printing and Additive Manufacturing (vol. 2, núm. 2, pàg. 42-49).
Lütolf, G. (2014). Uso de impresoras 3D en la Escuela: La experiencia de 3druncken.ch. Berna: University of Teacher Education. Recuperat a: https://impresion3denelictp.files.wordpress.com/2014/03/uso-de-impresoras-3d-en-la-escuela-la-experiencia-de-3drucken-ch_gregor-lc3bctolf1.pdf
Moreno, N. M; Leiva, J.; López, E. (2016). «Robótica, modelado 3D y realidad aumentada en educación para el desarrollo de las inteligencias múltiples». Aula de encuentro (vol. 18, núm. 2, pàg. 158-183).