Impresión final

Éstas son imágenes de la impresión final del rin que modelé en Rhino, el detalle quizá no es el mejor al final por que la pieza es pequeña y el primer con la pintura quitan detalle, pero al final el resultado es muy satisfactorio.

Experimento Perilla

El viernes 6 de Noviembre realizamos un experimento de resistencia al impacto, a las tres impresiones de la perilla que se modeló en la clase del Miércoles. Debido a que las impresiones se realizaron con diferente orientación los resultados fueron distintos con respecto al otro, debido a las diferencias de resistencia que se producen con la dirección que tiene la estereolitografía. Encontramos que las diferencias en tamaño no fueron muy significativas, mas que quizá la impresión realizada horizontalmente, fué un poco mayor de tamaño.

Los resultados de resistencia que tuvimos si tuvieron mucha diferencia relativamente, los objetos fueron lanzados de diferentes alturas, midiendo la altura que requería el objeto para romperse. Los resultados fueron los siguientes, y el análisis de las razones aparentes para su ruptura los documentamos en un reporte aparte.

Modelación Zcorp

Éstas son imágenes de mi modelación de el rin para mi carro, está en proceso de validación pues tiene todavía un error pequeño en la parte frontal. Es un diseño dinámico y deportivo, que creo se verá muy bien en el carro final. En los próximos días, después de que lo repare, lo imprimiremos en la Zprint, esperaremos buenos resultados.

Perilla

La clase pasada nos separamos en dos grupos para modelar una perilla a partir de planos que nos dieron, la modelación fué muy sencilla. Dentro del programa Rhino 4.0 se multiplicó el modelo de la perilla y se giró para tener perillas verticales y encontradas, ésto fue para en las siguientes semanas, imprimir el modelo en la máquina Zprint, y realizar pruebas de resistencia a los modelos que por estar girados la dirección de las capas de polvo impresas en la máquina cambian también de dirección, dándoles diferentes niveles de resistencia a presión o golpes. Analizaremos los resultados en diferentes pruebas y compararemos los resultados en un futuro reporte.

Zprint

En la clase pasada, continuamos agregando a la modelación de nuestro auto, y durante la clase fuimos a ver una demostración de cómo funciona la impresora de sólidos Zprint 310 en el salón de prototipado rápido del edificio de Diseño Industrial. Comenzando por verificar el modelo a imprimir en el software VisCAM view, revisando aperturas en las superficies y problemas en las uniones de éstas, el archivo ya verificado debe ser importado al programa .............. de control de la Zprint, como archivo .STL, el grosor minimo que debe tener un superficie es de 2 mm, evitando desde la modelación que haya superficies con un ángulo de 90°, puesto que ésto créa demasiada tension en ese quiebre y puede resultar en una ruptura de la pieza si no se pone el soporte necesario, asi también es necesario redondear los vertices entre las superficies para evitar éstos esfuerzos. Déntro del programa de control, al igual que en la máquina Roland MDX-20, se debe colocar la pieza siempre partiendo de la esquina superior derecha, puesto que es la más cercana al cabezal. Se puede simplemente copiar y pegar el objeto para obtener más copias de el mismo modelo, tomando en cuenta que la impresion es por capas y es necesario tomar en cuenta su dirección y orden. La impresora Zprint imprime cápas de un polvo de yeso y ótros polímeros que son pegados con un pegamento suave para dárle forma. Déntro de la máquina hay dos contenedores cuadrados uno donde se encuentra el polvo que se va a utilizar y otro donde será depositado y formada la capa, para comenzar se verifica el nivel de polvo disponible y se rellena si es necesario, tomando más polvo de el contenedor que se encuentra en la parte inferior frontal de la máquina, se rellena siempre pasando el polvo por un colador para evitar que pedazos de otras piezas rotas entren y provoquen un problema, se comprime un poco con una herramienta perforada y plana para nivelarlo, y después con ayuda de una espátula se empareja, la máquina cuenta con un brazo que nivela y empareja completamente la superficie del polvo para que no haya problemas en la impresión barriendo pequeñas capas de polvo de un contenedor a otro. De lado derecho de la impresora se encuentra el depósito de pegamento, hay que revisar que se encuentre el nivel de pegamento hasta el cuello del contenedor. El cabezal de la Zprint, no es un cabezal de impresión especial, sino un cartucho de impresora HP, que se compra por separado, la máquina vacía la tinta del cartucho y lo deposita en el contenedor de tinta a un lado del contenedor de polvo, y lo llena de pegamento. Siempre al finalizar una impresión hay que tener cuidado de limpiar el polvo que se haya esparcido dentro de la máquina, para mantenerla en buen estado y lista para la siguiente impresión. Cuando ya esté impreso nuestro modelo, éste es muy frágil pero manejable, por ésto hay que sellarlo y endurecerlo con una mezcla de resina y catalizador en una determinada proporción que ya está previamente preparada en frascos para evitar su desperdicio.

Avances del Auto

La clase del 14 de Octubre fué basicamente continuar con la modelación del Auto que estámos preparando para la competencia al final del semestre, después de haber hecho la validación del carro de forma física mediante encuestas, presentando el modelo creado en la máquina Roland MDX-20, termoformado y detallado, ahora es tiempo de afinar detalles, modelar las llantas, los espejos retrovisores, detalles de las defensas, etc. En éste caso, no es necesario preocuparse por superficies negativas a solo un eje, puesto que será para su impresión en la máquina Zprint, una impresora 3D que produce el modelo por capas mediante la utilización de polvos y un pegamento muy ligero. Por ahora, hemos modelado las llantas y hemos puesto detalles en la parte frontal y posterior del carro, para indicar donde están los faros y las salidas de aire y ventilaciones, se

redondeó la parte inferior de los laterales de manera que se vea un poco más integrado el diseño y se está trabajando en la modelación de defensas, espejos y relieves que indiquen ventanas, quizá habrá un cambio en a forma general pero será minimo relativamente.

Resultados Encuestas

Las siguientes gráficas representan los resultados de las encuestas realizadas con los modelos en demostración, las personas respondieron distintas preguntas que a nosotros nos indicaban diferentes cosas dependiendo también de su relación con las respuestas en las preguntas consiguientes. En general la información que se obtuvo, fué de que carro les había parecido mas interesante, aerodinámico, cual había gustado mas, y diversas preguntas que nos daban datos de que cosa faltaba o sobraba en cada diseño, creemos que la información obtenida fue de mucha utilidad para saber dónde estabamos en cuanto a errores y aciertos en cuanto a nuestro diseño.

Termoformado

Después de preparar el molde de MDF que se imprimió en la máquina Roland MDX-650, se termoformó el prototipo final en PVC, el cuál se pintó y decoró para así mostrar los razgos finales del automóvil. En lo personal me gustó mucho el resultado final, que aunque es un modelo en una escala muy reducida, de una buena idea de como luce el producto, y está listo para ser evaluado por las personas potenciales consumidoras, obteniendo con esto datos sobre, qué es lo que les gusta del carro, lo que no les gusta, por que les gusta o no, y las cosas que cambiarían o agregarían para que llegue a ser un producto que se adapte a sus gustos y llegue a ser consumido.

Roland MDX - 650

Después de haber completado la modelación, y haberse verificado las superficies en el programa VisCAm View, se importa el modelo en formato .STL y se selecciona la Máquina Roland MDX-650. En el programa se selecciona madera blanda como material puesto que se usará MDF. Se revisa si las dimensiones son correctas o especificarlas, y especificar el origen. Se escoje profundidad y la cara a desbastar, se ingresa la pendiente para que la broca no lastime el prototipo, y se escoge la broca de desbaste. Se seleccionan las propiedades del desbastado, se escoge la vista superior. Se verifica y se especifican los mismos datos ya ingresados, al finalizar se crean las rutas finales y el programa muestra una simulación de como quedará el prototipado. El bloque de madera a desbastar se coloca en la plataforma que tiene unas ranuras en los que se sujetan los canchos que serán atorillados a la base para sujetar el bloque de madera. Algo aprendimos con nuestro prototipado, que las capas de madera deben estar muy bien pegadas, desgraciadamente mi modelo se rompió debido a éste problema, sin embargo fué posible rescatarlo y pegar la pieza que se separó, al final se lijó y quedó el maquinado en buen estado. Ésta herramienta es muy util en el momento de producir en éste caso moldes para termoformar un prototipo final, partiendo de un modelo producido por computadora. Aunque en éste caso quizá no valía tanto la pena puesto que el modelo no era tan complejo, las posibilidades de facilitar el trabajo de modelado y prototipado con la máquina Roland MDX-650 son muy grandes.

Las siguientes imágenes son tres propuestas de color para el carro que modelé. Creo que aunque no estoy muy convencido con la concordancia de forma entre la parte trasera, y la parte delantera del carro, resultó algo parecido a lo que había pensado. Será interesante verlo hecho.

Validación de modelo en VisCAm View

Éstas son imágenes de mi modelación para la clase de Prototipos, está modelado en Rhino 4.0, lo que más tomo tiempo fué ajustar la base con la referencia que tenía de la digitalización, y al mismo tiempo procurando que no hubiera superficies que no dieran hacia arriba, puesto que no es posible producirlas en la impresora Roland.

Es un auto deportivo pero no muy complicado, de hecho es muy simple. Intenté que el frente sobre todo se sintiera seguro y fuerte.

Ésta es una imagen de la validación del modelo en VisCAM view, aparentemente tengo 409 superficies que no cuadran, así que tendré que quizá importarlo después a un programa que pueda leer las aperturas entre superficies un poco mejor que Rhino.

ZScanner 700

La clase del 2 de Septiembre, aprendimos sobre la tecnología de escaneo láser ZScanner 700, que consiste en una pieza manual parecida a una pistola, que escanea y digitaliza superficies marcadas con pequeños puntos de referencia en el objeto a escanear, escáner registra el reflejo del laser que emitió en el objeto marcado. Éste escaner tiene diversas ventajas sobre las diferentes tecnologías existentes, sobre todo su fácil manejo, el que se puede manejar con una mano y mover el objeto mientras es escaneado es una grán ventaja puesto que al final obtiene mejores lecturas de objetos más complejos en tiempo real, y en una sola lectura, guiándose a si mismo con los puntos de referencia sobre el objeto. En comparación con otras tecnologías de escaneo que se basan en el posicionamiento del objeto y necesitan de tripié, el escaner ZScanner 700 es ligero y permite leer superficies en espacios reducidos de una manera práctica. Pienso que ésta tecnología, apesar de su alto costo de alrededor de $40 000 USD, es una herramienta que abre las posibilidades de un proceso de escaneado tridimensional normal, permitiendo la lectura de objetos instalados ya en espacios reducidos como interiores de un carro.

VisCam View 3.43

La clase del 2 de Septiembre, vimos cómo utilizar el programa VisCAM View 3.43, que verifica de errores los modelos realizados en diferentes programas de modelación digital como Rhinoceros, Alias, Solid Edge, Solid Works, etc. Ésto para poder enviar un modelo a algúna herramienta de prototipado rápido sin tener problemas de que la herramienta tenga algún error en la lectura del modelo y no reconozca las superficies o imprima protuberancias en el modelo. El proceso para realizar esta verificación es el siguiente: Se importa un archivo .STL al software VisCAM View. Una vez importado éste archivo, el programa indicará en una tabla los datos necesarios para saber el estado de nuestro modelo, como por ejemplo si algúnas caras o superficies de un modelo no coinciden; muchas veces los modelos tridimensionales aparentan tener las caras juntas, mientras en realidad tienen pequeñas separaciones y errores que el programa de impresión registra de manera errónea. Así también, el programa registra el orden de las normales, indican hacia donde se leen las superficies, el programa lo señala con flechas de color rojo cuando estan mal, y verde cuando esta correcto. Esta herramienta facilita el proceso de impresión de manera considerable, indicando los errores ántes de realizar la impresión cuando los errores ya implican una pérdida de material y económica. Sobre todo, proviniendo de programas en ocaciones un poco inestables como lo puede ser Rhino, ésta herramienta optimiza el proceso e implica ganancia de tiempo y dinero.

Imágenes de escaneo Roland MDX-20

Éstas son las imágenes de el escáner Roland MDX-20, comenzamos por nivelar el carro en la plataforma:Se hace un escaneo de área delimitando en tres planos la información que será ingresada por el escáner Roland. Después se mide la altura máxima bloqueando el área a escanear para optimizar el tiempo de escaneado.

Una vez delimitada el área y definido el espacio a escanear, el software de Dr. Picza rectifica el modelo y da un tiempo estimado de escaneado:

Éste es el resultado de el escaneo final.

Aún siendo un escáner que ingresa información mas bien de referencia, el resultado del mallado es muy completo, aún cuando sea un escaneado muy general con medidas de puntos amplias, las referencias son muy precisas. Para procesos de ensamble, ésta herramienta nos brinda una ayuda invaluable en el momento de recuperar piezas para su modificación o para crear piezas de ensamble.

Brazo digitalizador Microscribe

El lunes 31 de Agosto, en el laboratorio de prototipado rápido del edificio de Diseño Industrial, llevamos a cabo la práctica que consistía en obtener una lectura digital de la carrocería del carro con el cuál nosotros vamos a trabajar en éste proyecto. Ésta lectura se hizo con el brazo digitalizador Microscribe, que es un brazo articulado con una punta de metal que registra puntos que servirán de referencia después para reconstruir el modelo digitalmente. En éste post, indicaré los pasos que seguimos para obtener la información de nuestro modelo.


El brazo digitalizador, obtiene datos del modelo mediante puntos que son ingresados por el usuario con ayuda de el brazo con punta de metal y un pedal que ordena al digitalizador a registrar el punto en el que se encuentra referente a los 3 ejes "x", "y" y "z". El proceso de digitalización comienza con establecer los puntos que serán leídos directamente en el modelo, nosotros decidimos cubrir el carro con masking tape y marcar puntos a lo largo y ancho del carro, después indicamos puntos que seguían los rasgos más específicos, como las ventanas y los faros, esto para darnos más información de posicionamiento y proporción al momento de reconstruir el carro. Ya posicionado el carro, la información es ingresada directamente al programa de modelación Rhinoceros, para esto, fué necesario abrir los íconos de herramientas necesarias para controlar el digitalizador, la ruta fué: Herramientas/configuración de herramientas/digitalización 3D, cuando aparece el menú, ordena ingresar el modelo del digitalizador, y es cuando hay que elegir Microscribe 3D.

A continuación, es necesario ingresar la herramienta que se utilizará para ingresar la información que leerá el digitalizador. Durante la clase, el profesor Raúl Moysen nos indicó utilizar la herramienta dependiendo del trabajo a realizar, y cualquiera con la que nos sintamos más cómodos al trabajar. Las principales herramientas que nos mostró fueron el escaneo por nube de puntos, que en lo personal nos pareció un poco confuso debido a que no existe relación de continuidad entre puntos de referencia, lo cuál puede llegar a ser confuso cuando se quiere reconstruir el modelo, el icono es el siguiente:


Ésta es una muestra de el escaneo que obtuvimos con ésta herramienta:


Al final decidimos utilizar la herramienta de curva por interpolación de puntos, que traza una línea curva continua entre punto y punto ingresado, ésta herramienta nos pareció mucho más cómoda de usar al final, dado que era más fácil identificar las curvas que únicamente puntos. Ésta herramienta, al final nos dió un resultado muy satisfactorio, con una lectura fácil de leer que estoy seguro será de gran ventaja al momento de reconstruir el modelo y construir un diseño encima de la referencia. El icono de ésta herramienta es el siguiente:


La manera en que obtuvimos la lectura fué mediante las líneas que habíamos trazado en el carro, después de haber elegido la herramienta que funcionaba para nosotros, únicamente había que asegurarse de mantener el carro sin mover. En el piso, como parte del brazo digitalizador, hay un pequeño dispositivo con dos pedales, el izquierdo sirve para desactivar y activar la herramienta en Rhino, al momento de pisarlo dos veces se desactivaba por completo la función de digitalización. El pedal derecho en cambio, servía para indicar al brazo que ingresara el punto en el que se encuentra la punta de metal, ingresando así el punto de referencia en Rhino. Al final lo desarrollamos obtuviendo la siguiente imagen:

Ésta herramienta en lo personal me pareció mucho mejor y más precisa de lo que imaginé que sería, quizá en algún punto las curvas que leía Rhino, no eran las que yo quería ingresar, pero al final el producto es muy legible y sobre todo me pareció múy cómodo el hecho de que yo ingreso los puntos de referencia que necesito, teniendo en mente mi proceso de reconstrucción en Rhino. Me pareció una herramienta de verdad necesaria, puesto que brinda oportunidades de lectura a mayor escala que la herramienta de escaneo Roland, aún siendo automática, el área de escaneo es mucho mayor con el brazo digitalizador. Aún cuando es una herramienta manual, la velocidad de ingreso de información, ya cuando el usuario se acostumbra al modo de operación de la herramienta, es múy veloz y práctico. Me gustaría poder experimentar las ventajas de un escáner de láser también, ahora que tengo ésta referencia, que por ahora me ha dejado complacido.