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Debat0el PEC4 Diseño para impresión 3D
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Diseña para la impressión 3D
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¿Os suena eso del “diseño natural”? Bueno, debería. Porque básicamente, no existe mejor diseñadora que la propia naturaleza. La regla áurea, la…
¿Os suena eso del “diseño natural”? Bueno, debería. Porque básicamente, no existe mejor diseñadora que la propia naturaleza. La…
¿Os suena eso del “diseño natural”? Bueno, debería. Porque básicamente, no existe mejor diseñadora que la propia naturaleza. La regla áurea, la secuencia fibonacci, los fractales… Todo participa del mismo objetivo en el mundo de la biología para dotar a flora y fauna de las mejores herramientas tanto para desarrollarse en su entorno adecuadamente como para protegerse de los depredadores.
Quizá esto ya lo sabíais, pero… ¿os habéis dado cuenta de que estos patrones no sólo se repiten en ámbitos similares, sino también entre seres vivos con fisiologías y habilidades muy diferentes? El Museo de Historia Natural de Munich nos propuso realizar una pequeña pieza que pudiera servir para explicar estos patrones tan singulares, y no dudamos en ponernos manos a la obra. Si queréis hacer una pieza similar, os explico cómo podéis diseñarla e imprimirla en tres dimensiones, no sólo para jugar con vuestros pequeños o amigos, sino también para utilizarla en el baño como un bonito utensilio en el que depositar vuestra pastilla de jabón. ¿Empezamos?
Lo primero de todo: ¡escoge una buena foto!
Al fin y al cabo, de lo que se trata es de emular a la maravillosa naturaleza. Por ello, lo mejor es hacerse con una buena imagen capaz de ilustrar el patrón que pretendes reproducir. Yo me he decantado por un juego divertido, en el que me imagino al usuario dudando sobre si el patrón que tiene entre manos (supongamos que lo hace a ciegas) proviene de un animal, de una planta, o de un mineral. Lo más curioso es que… ¡el patrón que he escogido se puede ver en todos estos ámbitos! Es la estructura que usan los hongos bajo su cubierta exterior; las ondulaciones presentes en conchas como las vieiras, y también las caprichosas formas que a veces se ven en océanos o fallas montañosas. Aquí os dejo la imagen que he utilizado como referencia.
Ahora, ¡a diseñar!
Eso sí, con una ayudita. Puedes utilizar múltiples herramientas para hacerlo pero yo te recomiendo Fusion 360 de Autodesk. Deberás crear un sketch e importar la fotografía como canvas. Calibra la imagen al tamaño que más te guste y a partir de ahí… Mucho tiempo y ganas para reproducir las formas ondulatorias mediante curvas, o como las llama el programa, fit point splines. El sistema es similar al de otros programas; cuentas con keyframes y manejadores. Utiliza el mínimo de puntos posibles pero no te olvides de ser preciso. Mi recomendación… ¡No te esmeres con las ondulaciones pequeñas! Será difícil reproducirlas en 3D.
Cuando lo tengas todo, crea otro sketch en un plano inferior y… ¡a trabajar de nuevo! Crea las mismas ondulaciones pero ahora hazlo en los espacios entre las curvas, ya que entre un plano y otro levantarás las “dunas” u ondulaciones. Esto lo harás con la herramienta “loft”. Tenéis varios tutoriales en internet para ello; es muy sencillo. Sólo tienes que esmerarte en que no pisas unas curvas con otras… Y ya te adelanto que te llevará tiempo y cuidado.
Si ya has acabado… Casi lo tienes! Añade una extrusión en la parte de atrás lo suficientemente alta como para que aguante la pastilla de jabón, y tras combinar ambos “bodies”, ¡lo tienes! Exporta la pieza como archivo STL y asegúrate que la “mesh” resultante tiene la calidad suficiente. ¡A imprimir!
Imprimiendo imprimiendo…
Esta pieza la puedes imprimir en casi cualquier impresora pero los resultados serán lógicamente mejores en una de resina, con sistema SLA o similar. Si usas filamento, te animo a probar con PP: es un poco más complejo de utilizar y necesitarás ensayo-error en el software Cura, pero la gran ventaja es que es un material a prueba de agua y por tanto la podrás utilizar en el baño para el jabón como te decía al principio del post.
¡A difrutar makers!
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Introducción Dentro del mundo artístico, se dice que a la Naturaleza no le gusta la simetría absoluta, ya que siempre encontraremos pequeñas…
Introducción Dentro del mundo artístico, se dice que a la Naturaleza no le gusta la simetría absoluta, ya que…
Introducción
Dentro del mundo artístico, se dice que a la Naturaleza no le gusta la simetría absoluta, ya que siempre encontraremos pequeñas imperfecciones en aquello que observamos, empezando por nuestros propios rostros o incluso las constelaciones. SIn embargo, nos vemos atraídos por los casos donde observamos cierto componente matemático de carácter exacto en muchas formaciones naturales: la lava volcánica repentinamente enfriada, el patrón que encontramos en la coliflor romanescu o el patrón generado en la superfície de las burbujas de la espuma.
Para este trabajo, de todos los patrones naturales observados, escogeremos la combinación de uno de los patrones naturales más conocidos de la naturaleza y uno de los objetos geométricos más curiosos y complejos: el hexágono y el fractal.
Hexágono
Polígono de seis lados y seis vértices. Al inscribirlo dentro de una circunferencia (hexágono regular), esta pasa por todos sus vértices. La estructura del hexágono en la Naturaleza puede verse en infinidad de lugares: desde formaciones volcánicas hasta el conocido patrón hexagonal en los panales de abejas.
Estas estructuras son, con permiso de las estructuras triangulares de las que se deriva, una de las más fuertes y resistentes que se conoce, pero a diferencia de dichas formaciones triangulares, la cobertura resultante gana en eficiencia, llenando cualquier superficie sin superposiciones innecesarias y conservando gran parte de su fuerza estructural.
Fractal
Se trata de figuras basadas en la repetición de patrones a escalas proporcionales, repitiendose de manera iterativa, recursiva e infinita (fractal matemático) ya sea ampliando la escala o reduciéndola. Podemos encontrar fractales naturales en las estructuras de algunos cristales, la superfície en las burbujas de las espumas o incluso en algunos patrones vegetales (la coliflor romanescu, etc).
Curiosamente, los usos del fractal se aplican a conceptos tan dispares desde la simulación de fluidos complejos, la medicina, la compresión de imágenes digitales o el análisis financiero.
El Proyecto: El Panal de Nieve
Inspirados por composiciones naturales como la Calzada de los Gigantes (Irlanda), donde el enfriamiento repentino de la lava ha solidificado la piedra en una serie de escalones hexagonales de diferente altura, utilizaremos una composición hexagonal para encapsular diferentes formas de cristal de nieve. Esta composición se extrusionará en diferentes profundidades para generar una composición 3D que utilizaremos como decoración o incluso como difusor acústico.
¿Qué es un difusor acústico?
Estas piezas no solo cumplen una función estética: panelándolas sobre la pared conseguimos que las ondas acústicas que se produzcan en la estancia se dispersen de manera óptima por la estancia, consiguiendo no solo aislar el sonido externo, sino también mejorar el audio existente en la estancia: música reproducida, variedad y claridad en los tonos de voz, menor contaminación acústica…
El efecto puede potenciarse ampliando la composición en la pared. No obstante, si se desea, podemos darle un sencillo uso decorativo enfocando el proyecto hacia un tamaño menor o de sobremesa.
Proceso
1.- A partir del boceto inicial, haremos los trazados iniciales con cualquier programa vectorial, recomendando específicamente Adobe Illustrator en este caso, ya que algunos procesos posteriores los realizaremos con herramientas específicas de este programa. Dicho patrón inicial lo compondremos para un tamaño base de 100×100 cm, resultando en una composición ajustada a 100×97,42
Para construir el patrón de cristales de hielo usaremos las herramientas de rotación y composición del programa de Adobe. He recomendado el uso de este programa, pero podremos usar cualquiera si se dispone de las herramientas equivalentes.
2.- A continuación, exportaremos el archivo vectorial a nuestro programa 3D favorito. En mi caso he escogido Blender por su versatilidad y su condición de programa de distribución libre.
Tras exportar los archivos vectoriales en SVG, los importaremos en Blender donde convertiremos los trazados en mallas editables. Primero compondremos el patrón hexagonal, simplificando el número de caras y realizando extrusiones a diferente altura con cada cara. Una vez hecho este paso, realizaremos lo mismo con cada copo de nieve, pero en vez de modificar la distancia de extrusión, modificaremos su altura para hacerla coincidir con su hexágono correspondiente.
3.- Para reducir la carga poligonal y optimizar los archivos STL finales de exportación, utilizaremos en primer lugar el modificador Booleana, prescindiendo de la malla sobrante que intersecciona entre superfícies. Una vez hecho esto, uniemos todas las mallas y triangulizaremos su estructura con el modificador correspondiente.
El prototipo puede realizarse en cualquier impresora 3D compatible con STL.
Prototipo
Presentación con tres piezas (ejemplo de panelado a tres colores)
Prototipo II
Alternativa para figura de sobremesa
Para la creación de la figura alternativa de sobremesa, simplemente realizaremos una ampliación de la pieza original en su eje Z, disminuyendo posteriormente la altura de la base. Se recomienda un acabado en PLAtraslúcido o un material similar.
Bibliografía
https://www.anid.cl/blog/2022/03/02/investigan-la-formacion-de-patrones-en-la-naturaleza/#:~:text=En%20la%20naturaleza%20existen%20patrones,la%20piel%20de%20algunos%20peces.
https://www.climatizacionparapiscinas.es/noticias/hexagono-forma-mas-eficiente-naturaleza-inspiracion-diseno-fairland
https://es.wikipedia.org/wiki/Patrones_en_la_naturaleza
https://webs.um.es/jmz/DiseGrafSimula/alumnos_08_09/german_ros/index.files/fractal1_Intro%201.html
https://www.freepik.es/
Todos los derechos de las imágenes utilizadas en este trabajo son de sus respectivos autores. Fuente: Wikipedia y Freepik.es (licencia premium)
Debat1el Diseño para la impresión 3D: El panal de nieve
- Marilena Christodoulou says:
Muy bien! Gracias Román!
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Titulo: La onda en la superficie del agua. MATERIALES USADOS. Autodesk Fusión 360 Imagen como base: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-classificacao-das-ondas.htm# PASO 1: BUSQUEDA DE LA…
Titulo: La onda en la superficie del agua. MATERIALES USADOS. Autodesk Fusión 360 Imagen como base: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-classificacao-das-ondas.htm# PASO 1:…
Titulo: La onda en la superficie del agua.
MATERIALES USADOS.
Autodesk Fusión 360
Imagen como base: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-classificacao-das-ondas.htm#
PASO 1: BUSQUEDA DE LA IMAGEN
Para el procedimiento de este busto de una onda se ha utilizado el programa Fusion 360. Primero se buscó una imagen para utilizar como referencia, tras una búsqueda exhaustiva acabe encontrando la siguiente imagen en: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-classificacao-das-ondas.htm# mediante Google imágenes.
SEGUNDO PASO: CREAR EL LIENZO
Con la Imagen ya escogida la llevé al programa Fusion 360 y la puse como lienzo en la dimensión x, tras esto alteré su tamaño para que fuera de 250 mm de ancho
TERCER PASO: CIRCULOS SUPERIORES
Ahora empecé a crear los círculos de la parte superior siguiendo la forma de la plantilla con la herramienta circulo de diámetro central del menú de boceto.
QUARTO PASO: CREACIÓN DEL PLANO DE ABAJO
Ya con la parte superior de la onda hecha empecé con los círculos inferiores, pero antes para poder hacerlos tuve que crear un nuevo plano a -5mm en el eje Y, gracias a la herramienta de construir.
QUINTO PASO: CIRCULOS INFERIORES.
Ya con el segundo plano hecho en este empecé a crear los círculos inferiores de la misma manera que hicimos con los superiores.
SEXTO PASO: UNION DE LOS CIRCULOS.
Una vez ya teníamos los dos niveles de círculos empezamos a unirlos entre ellos gracias a la herramienta de sublevación.
SEPTIMO PASO: CURVAR LOS LADOS Y CERRAR EL CENTRO.
Gracias a la herramienta de empalme seleccionamos todos los lados superiores he inferiores y les dimos una curvatura para que tuviera la forma adecuada de onda lisa, y cerramos el centro con la herramienta de superficie de contorno.
OCTAVO PASO: CREARLE LA PLATAFORMA.
Ya en este paso ya tenemos la forma de la onda hecha, simplemente tenemos que crearle un base para que no sea completamente liso y estable, para eso cogemos la última de las líneas inferiores y extruimos hacia abajo unos 10 mm luego creamos una superficie en la parte inferior y ya tendremos la base hecha.
Materiales de Impresión:
Para su impresión 3D se recomienda utilizar el ABS (acrilonitrilo butadieno estireno) un material popular en la impresión 3D. El ABS es conocido por ser resistente y duradero, lo que podría ser beneficioso para una exposición en un museo y aun mas en este caso en el que la gente lo tocara. Eso si, hay que tener cuidado a la hora de imprimir con este material porque durante el proceso puede liberar gases tóxicos durante el proceso de impresión, por lo que se trabajar con el en un entorno bien ventilado.
Resultado Final.
Debat1el PEC 4. Fabricación Digital. Diseña para la impresión 3D
- Marilena Christodoulou says:
Súper! Muchas gracias Luis!
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Aquest és un espai de treball personal d'un/a estudiant de la Universitat Oberta de Catalunya. Qualsevol contingut publicat en aquest espai és responsabilitat del seu autor/a.
Súper! Muchas gracias Ben!