Software di stampa 3D

Software de impresión 3D

Fuente: 3dnatives.com

En la base de toda pieza impresa en 3D hay un modelo digital, creado o modificado en un software de modelado 3D. Cuando hablamos de software de modelado 3D, la mayoría de las veces nos referimos a software CAD, pero también podemos referirnos a software de optimización y simulación o a software de laminado (slicing) y reparación de archivos STL. Además, en el mercado existen también programas para la gestión de los flujos de producción, que no tienen que ver con el modelado, pero que son cada vez más útiles para las empresas que desean industrializar su producción. De hecho, el sector del software para la impresión 3D es amplio, ¡por eso lo dividiremos para ti a continuación!

En términos de modelado, es importante recordar que cuando se trabaja en un modelo 3D hay que tener presentes numerosos parámetros. Por lo tanto, es importante planificar con antelación geometrías complejas, características mecánicas, peso, coste, soportes para la impresión 3D, etc. En esta guía, analizamos los diversos tipos de software para impresión 3D existentes en el mercado.

Software de modelado 3D

Cuando se trata de realizar el modelado de una pieza, el usuario tiene varias opciones: modelado sólido, de superficie u orgánico. La elección final del software se hará en función de las necesidades y del acabado que se desee dar al objeto impreso en 3D. En esto puede influir también la tecnología de impresión 3D o incluso el material deseado.

Modelado sólido

Para el modelado sólido, el software CAD es a menudo la solución más adecuada. La oferta para esta categoría de software es amplia. A la hora de elegir con qué software CAD realizar el modelado, deberías guiarte principalmente por tu nivel de experiencia. Si eres principiante, elige una solución más sencilla, porque el modelado al principio puede ser complejo. Tu elección dependerá también de algunas de las funciones que te puedan hacer falta, habitualmente dictadas por el sector en el que trabajas. Por último, pregúntate si deseas una solución en la nube o no.

Los software CAD emplean a menudo el diseño paramétrico que, como sugiere el nombre, permite que un modelo 3D sea definido por parámetros fácilmente sustituibles: el modelado toma forma mediante la programación, en lugar del dibujo.

Este tipo de solución permite al usuario cambiar las características de una pieza (longitud, ángulo, coordenadas respecto a un punto de referencia o una distancia). Todo comienza con un dibujo compuesto por curvas 2D cerradas; luego, el usuario añade una serie de funciones para crear una forma 3D.

Esta técnica es similar al diseño generativo, que hace posible definir objetivos de diseño y límites, así como analizar el rendimiento de cada parámetro (material, peso, resistencia, coste, etc.). El software explora todas las posibles permutaciones de un diseño, generando rápidamente diseños alternativos, y aprende en cada iteración qué funciona y qué no.

El diseño paramétrico es más rígido que el modelado directo y es utilizado principalmente por ingenieros mecánicos y diseñadores industriales. Algunos de los software más populares con tales funciones son Solidworks, Catia, CREO, Fusion 360 y FreeCAD para la versión gratuita.

Cabe destacar que, según una encuesta realizada por 3DHubs entre 750 profesionales, Solidworks es el software CAD más utilizado, por ingenieros (50%) y diseñadores (49%). Le siguen AutoCAD, Fusion 360 y las soluciones de Rhino, dirigidas a diseñadores.

Modelado de superficies

Este tipo de diseño suele ser apreciado por los usuarios que buscan la estética. Como su nombre indica, el software para el modelado de superficies define la superficie del objeto y no su interior. En la mayoría de los casos, se emplea en el sector artístico, en particular en el de la animación 3D. Las soluciones más conocidas son CATIA de Dassault Systèmes, Blender o Rhinoceros. Este último, por ejemplo, es una herramienta especialmente apreciada por diseñadores industriales y arquitectos.

Modelado orgánico

Permite crear superficies de forma libre con detalles extremadamente complejos y suele utilizarse para diseñar personajes o esculturas. Los dos programas más utilizados en el mercado son sin duda ZBrush de Pixologic y Mudbox de Autodesk. Estos últimos son extremadamente renombrados en el sector cinematográfico y entre los diseñadores de joyas.

Una vez creado el modelo 3D en un software de modelado, el siguiente paso es asegurarse de que sea imprimible en 3D. Existen numerosas soluciones para optimizar o incluso simular la impresión de la pieza, reduciendo así el riesgo de errores de impresión.

Software de simulación y optimización

El software de optimización topológica no puede dejar de mencionarse cuando se trata de modelado y simulación. Esta herramienta hace posible definir la mejor distribución de material en un volumen dado sujeto a límites. En otras palabras, elimina material de una pieza cuando no es necesario para su correcto funcionamiento. La optimización topológica permite respetar los límites de carga y resistencia, reduciendo de manera considerable el peso final. Estos software de optimización ofrecen geometrías más complejas, ahorro de peso y, en consecuencia, mejores prestaciones en sectores como el automovilístico o el aeronáutico. Entre las soluciones existentes, podemos mencionar solidThinking Inspire, Ansys o 4D_Additive, o Creo Simulate.

El software de simulación te permite, en cambio, prever digitalmente los resultados de un proceso de impresión 3D. Regalan tiempo valioso al usuario, ya que identifican posibles errores de impresión en pocos minutos, reduciendo así los costes asociados a los desechos de impresión. El usuario puede simular varios parámetros: distorsión, temperatura o posprocesamiento. Hace además posible evaluar la necesidad de soportes de impresión e identificar áreas críticas donde se pueden producir deformaciones.

Los parámetros que se deben simular dependen de la tecnología de impresión empleada. Por ejemplo, para el modelado por deposición fundida (FDM), el foco estará en la evaluación del riesgo de alabeo; en estos casos, la simulación ayudará a establecer si la pieza debe ser rediseñada o si la adhesión a la placa debe aumentarse, por ejemplo.

Si se ha utilizado la sinterización láser selectiva (SLS), podrías observar la formación de zonas más o menos calientes en la pieza, que causan la deformación de la propia pieza o una mala calidad superficial. Simulando las propiedades térmicas de tu modelo 3D, estos errores pueden evitarse en el momento de la impresión.

Slicers y software para reparar archivos STL

Los slicers

Es un imprescindible cuando deseas imprimir en 3D: el slicer, o software de laminado, corta el modelo 3D en finas capas digitales que corresponden a las capas de material extruido por la impresora 3D.

El slicer transmite a la impresora todas las instrucciones que debe seguir; estas suelen estar escritas en un lenguaje llamado G-code. Por ejemplo, el slicer define la resolución, la velocidad de impresión o la altura de la capa. Se trata, por tanto, de un software central en el proceso de fabricación aditiva. Para las impresoras 3D FDM hay dos categorías de slicers: software universal de código abierto, como Cura (desarrollado por Ultimaker), Repetier y Slic3r, o software de pago como Simplify3D, pero también software propietario como ReplicatorG de MakerBot, ZSuite de Zortrax o Voxelizer de ZMorph.

Reparación

Mientras que el software de simulación detecta los errores antes de la impresión, el software de reparación de archivos STL los puede corregir: se trata de un activo clave en el proceso de impresión. Algunos slicers son capaces de detectar los defectos básicos existentes a nivel del archivo 3D, pero no detectan necesariamente todo.

Afortunadamente, existe software dedicado para reparar archivos STL dañados, garantizando un proceso de impresión 3D óptimo. Algunas herramientas se pueden descargar, otras están disponibles en línea, de código abierto o no. Cualquiera que sea tu nivel, deberías ser capaz de encontrar una solución adecuada para ti. Entre los más conocidos están NetFabb y MakePrintable.

Herramientas de gestión de impresión 3D

Si debes realizar diversas impresiones 3D simultáneamente en diferentes puntos o si tu empresa tiene un amplio suministro de máquinas, hay soluciones de gestión de impresoras 3D disponibles para simplificar el flujo de trabajo. Estas suelen incluir monitoreo remoto, gestión multiusuario, llenado optimizado de los contenedores de producción o un mejor control de las máquinas, todo para facilitar la experiencia del usuario y automatizar los pasos de producción.

Algunos de los software actualmente disponibles son Octoprint, Astroprint o PrintRun. 3D Printer OS, por ejemplo, conecta las diferentes impresoras 3D presentes en una red para coordinar toda la impresión y aumentar la productividad. Para los fabricantes, empresas de software como Dassault Systèmes, Siemens, 3YOURMIND y AMFG también han lanzado soluciones para esta necesidad del sector.

Otros software de impresión 3D

Como habrás entendido, cuando se habla de software para la impresión 3D hay numerosas herramientas. Para completar este panorama, te presentamos otros 2 tipos de soluciones:

– Software para proteger tus diseños: en el mercado existen algunas soluciones diseñadas para proteger tus datos y permitir la repetibilidad y la trazabilidad de la producción. Cuando un usuario modela una pieza, puede ser muy importante proteger ciertos datos, más o menos sensibles, y garantizar que los flujos digitales estén cifrados. Algunos programas de software permiten ahora asegurar toda la línea, desde el CAD hasta la producción. Este es el caso, por ejemplo, de Identify3D.

– Aplicaciones de escaneo 3D: una opción de modelado es el escaneo 3D. El usuario puede crear directamente un archivo 3D a partir de un objeto escaneado. Hoy en día existen numerosos escáneres, pero a veces pueden ser complicados de usar o bastante inaccesibles. Las aplicaciones de escaneo 3D son una buena alternativa. Algunas se pueden descargar en teléfonos inteligentes y te permiten realizar el escaneo directamente desde la cámara de un teléfono. En particular, nos referimos al software de fotogrametría que, como su nombre indica, utiliza fotografías para recrear un modelo digital. Si deseas saber más, puedes echar un vistazo a nuestra clasificación de los mejores programas de fotogrametría presentes en el mercado.

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