Guía de inicio en Impresión 3D para Principiantes 2021

La primera vez que me hablaron sobre impresoras 3D no tenía idea de que existía un gran ecosistema alrededor de esta tecnología y los grandes avances que se habían alcanzando a lo largo de los años. Cuando me hablaban de cama de impresión, cabezal de impresión o resinas pensaba que estaba en un lugar totalmente extraño.

Peor aún, la información disponible no era la más clara y cada nuevo vídeo que veía o cada nuevo artículo que leía de internet me confundía más porque siempre aparecían nuevos términos y acrónimos por aprender.

Debo decir que una buena guía de inicio me hubiera ayudado mucho a acortar mi curva de aprendizaje y, por eso, he decidido crear una para ayudarte a ti, ya que seguramente estás en la misma posición que estaba yo hace años atrás.

Esta es una guía básica para alguien totalmente nuevo en impresión 3D y la he organizado para ir de menos a más ya que considero que esa es la mejor forma de aprender algo nuevo. Al final de la guía te explico cuales son los mejores programas que debes usar y la mejor impresora 3D para empezar, así que espero que aproveches al máximo este artículo.

¿Qué significa Imprimir en 2D?

La mejor forma de enseñar un concepto nuevo es comparándolo con algo que ya conoces. En este caso, usaremos las impresoras 2D comunes como medio de comparación.

impresora 3d novato

Imagina que tienes que hacer un discurso para mañana. Aunque el discurso lo tienes en tu mente, aun necesitas crearlo en un archivo de texto y luego imprimirlo para poder llevarlo al lugar del discurso.

El archivo lo haces con un programa como Google Docs o MS Word. Estos son programas de textos y con ellos desarrollamos lo que queremos imprimir.

Una vez que has creado el discurso, lo guardas y automáticamente se crea un archivo en formato .docx o similar. Todos los archivos digitales tienen un formato. En este caso, .docx es el formato de archivo para textos creados con el programa MS Word.

Puntos clave
  • Para crear un discurso necesito un programa de procesamiento de texto como MS Word.
  • Una vez creado el discurso, al guardarlo se crea un archivo en formato .docx.

Ahora que tengo mi texto guardado en un archivo con formato .docx, el siguiente paso es imprimir.

La impresora 2D es una máquina con la capacidad de plasmar imágenes y textos sobre hojas de papel. Para ellos necesita varios materiales: hojas de papel, tóner o tinta.

Ahora bien, la impresora necesita cierta información para poder plasmar esos textos e imágenes. Hay que entender que dicha impresora es una computadora de uso específico y por ello habla un lenguaje específico llamado lenguaje máquina. El lenguaje máquina usado por las impresoras 2D de hoy se llama PDL.

¿Cómo hacemos para convertir nuestro archivo de texto en PDL? Para ello necesitamos un traductor.

Las impresoras vienen con un programa propio que incorpora la función de traducción del archivo en PDL, entre otras funciones importantes.

Para imprimir necesitamos cargar el archivo de texto en la impresora. Para ello, podemos hacerlo mediante cualquiera de los puertos de conexión que trae la impresora. Los medios de conexión típicos son: 

  1. Cable de red Ethernet (RJ-45).
  2. Puerto HDMI.
  3. WiFi.
  4. Bluetooth.
  5. Puerto USB.

Podemos conectar nuestra PC a la impresora directamente mediante los 4 primeros medios de conexión y enviar el archivo desde la PC. Si la impresora está conectada a la red Ethernet, se puede imprimir de forma remota también.

Para imprimir desde el puerto USB se debe guardar el archivo en una unidad USB (Pendrive) y conectarla a la impresora. Desde la pantalla de la impresora se selecciona el archivo a imprimir.

En este punto, podríamos hacer algunos ajustes adicionales en la impresora como calidad de la impresión, tamaño del papel, impresión de bordes, impresión a color o negro, etc. Estos ajustes se hacen usando el programa de la propia impresora que se instala en la PC o desde la pantalla de la impresora. También existen programas genéricos que te permiten controlar la impresora y hacer ajustes de impresión.

El tiempo para imprimir una hoja de papel de solo texto en negro de unos pocos segundos.

Finalmente, una vez impresa la hoja, puede ser necesario rellenar algunas cosas a mano como una firma, un formulario, etc.

Puntos clave
  • Las impresoras 2D solo entienden lenguaje máquina PDL.
  • Las impresoras vienen con un programa propio que se encarga de hacer la traducción del archivo de texto en lenguaje máquina PDL de forma automática.
  • Puedo ingresar el archivo a la impresora 2D usando cualquiera de los medios de conexión que tenga disponible.
  • Es posible hacer ajustes adicionales con el programa propio de la impresora.
  • Una impresión sencilla puede tomar unos pocos segundos.

Proceso de impresión 2D

Hemos creado un papel escrito respetando un esquema llamado Proceso de Impresión. Este proceso es así:

  1. Se crea el documento que necesitamos imprimir usando un programa de procesamiento de texto.
  2. Se guarda un archivo en un formato específico (.docx, en este caso).
  3. Se hacen ajustes de impresión usando el programa propio de la impresora o un programa genérico de control de impresoras. El archivo también es convertido a código máquina.
  4. Nos conectamos con la impresora usando la PC o una unidad Flash.
  5. Se inicia la impresión.
  6. Se hacen tareas adicionales después que la hoja está impresa.

¿Qué es Imprimir en 3D?

Ahora imagina que, en vez de un discurso, necesitas una pieza tridimensional como la maqueta de una torre que se quiere construir. Aunque podrías hacerla en 2D sobre una hoja de papel, lo mejor es hacer una copia 3D a escala para una mejor demostración y detección temprana de posibles problemas.

impresora 3d novatos

Aunque las herramientas y materiales son diferentes, el proceso de impresión es el mismo. En este caso, necesitamos imprimir un objeto en 3 dimensiones y no solo una hoja de papel, así que debemos usar un programa que permita diseñar objetos en 3D.

Programas como 3D Slash o Tinkercad te permiten crear objetos tridimensionales desde cero. Es decir, en vez de usar un procesador de texto como Google Docs para crear un texto, debes usar programas de diseño 3D para crear un modelo 3D.

Crear un archivo de texto no es una tarea difícil una vez que has dominado el programa y sabes los trucos como insertar tablas, colocar imágenes, agregar gráficos, etc. Para crear un modelo 3D es necesario saber usar algunos de esos programas 3D y conocer los trucos del diseño 3D como el rellenado, los soportes, espesor de las paredes, etc. Así como hay expertos en redacción de texto, también hay expertos en diseño 3D.

Nota importante: También es posible descargar modelos 3D ya creados desde páginas como Thingiverse. Por otro lado, se pueden hacer copias 3D de objetos existentes usando un escáner 3D.

Una vez que has creado el modelo 3D, lo debes guardar con un formato de archivo que luego será convertido en código máquina. El formato de archivo para modelos 3D más común es .stl. También se suelen usar los formatos .obj, X3D, y muchos otros más.

Puntos clave
  • Para imprimir un objeto 3D debemos diseñar un modelo 3D con un programa de diseño 3D.
  • También se puede descargar el modelo 3D desde Thingiverse o se puede hacer escaneo 3D del objeto que queremos replicar.
  • Una vez creado el modelo 3D, al guardarlo se crea un archivo en formato .stl.

Debemos entender que la impresora 3D es una máquina capaz de crear un objeto tridimensional usando una técnica llamada Fabricación Aditiva. Esto significa que va depositando poco a poco material de impresión sobre una base. Y luego va depositando más material sobre el material ya depositado y así sucesivamente hasta darle la forma al objeto. Por eso se dice que es un proceso de fabricación capa por capa. Es algo similar a crear un muñeco con plastilina pero con mayor precisión. Mejor es verlo en el video siguiente:

El material que usan las impresoras 3D depende del tipo de impresora pero los más comunes de uso doméstico son: Filamentos (usado en el video de arriba) y Resinas.

Al igual que pasa con una impresora 2D, tu modelo 3D, guardado en un archivo .stl, lo debes ingresar en la impresora 3D para que sea impreso. Sin embargo, también es necesario traducir el archivo .stl y convertirlo en el lenguaje máquina que entienden las impresoras 3D. El lenguaje máquina que entienden la mayoría de las impresoras 3D se conoce como Gcode.

Los fabricantes de impresoras 3D proveen sus propios programas traductores llamados Slicers o laminadores. Estos laminadores también permiten hacer ajustes de impresión, colocación de soportes y control (host) del proceso de impresión.

En el mundo de la impresión 3D es más común usar programas laminadores genéricos como Cura 3D, Slic3r o Simplify3D. Con estos laminadores puedes preparar el archivo 3D antes de enviarlo a la impresora 3D. Esta fase es crucial ya que determina si la impresión sale correctamente sin daños de la pieza, buenos soportes o mala adherencia.

Una vez que el archivo está preparado (laminado y convertido a gcode), podemos cargar el archivo gcode en la impresora 3D por cualquiera de los medios de conexión que tenga disponible la impresora 3D. El medio de conexión más típico para una impresora 3D es el puerto USB desde el cual puedes conectarte con la PC o conectar el disco USB (impresión autónoma) para cargar el archivo.

Una vez conectado, puedes seleccionar el archivo a imprimir desde la PC o desde la pantalla de la impresora 3D. A diferencia de la impresión 2D, una impresión 3D sencilla puede tardar varias horas en completarse.

Puntos clave

  • Las impresoras 3D usan el proceso de Fabricación Aditiva para la creación de objetos.
  • Los materiales de uso doméstico en impresión 3D son los Filamentos y las Resinas.
  • El lenguaje máquina de la mayoría de impresoras 3D se conoce como Gcode.
  • El modelo 3D en formato .stl debe ser convertido a lenguaje Gcode usando un traductor conocido como Slicer o laminador.
  • Con el laminador también se hacen los ajustes de impresión y preparación del archivo para la impresora 3D en particular.
  • El medio de conexión más típico de las impresoras 3D actuales es el puerto USB.
  • Una impresión 3D sencilla puede tomar varias horas en completarse.

Una vez que la pieza está lista, puede ser necesario hacer tareas adicionales como pintar, lijar, soplar o diluir en alcohol, etc. Esto se conoce como post-procesamiento.

Proceso de impresión 3D

Como viste, el proceso de impresión 3D es similar al proceso de impresión 2D y respeta los siguientes pasos:

  1. Se crea el modelo 3D que necesitamos imprimir usando un programa de diseño 3D.
  2. Se guarda el archivo en un formato específico .stl.
  3. El archivo es laminado y convertido a Gcode (lenguaje máquina)
  4. Nos conectamos con la impresora 3D a través del puerto USB.
  5. Se ejecuta la impresión del objeto 3D.
  6. Se hacen tareas adicionales después que la pieza está impresa.

Ahora es momento de ir más al detalle y conocer a los protagonistas: el objeto 3D, la impresora 3D, los materiales y los programas.

El objeto 3D

Siempre que empezamos a investigar sobre impresión 3D nos enfocamos en las impresoras y dejamos de lado lo más importante: la pieza que queremos imprimir.

Para armar un rompecabezas necesitamos primero la imagen de lo que vamos a armar. En este caso, el modelo 3D representa el objeto que queremos imprimir. Una vez que sabemos lo que vamos a imprimir, podemos seleccionar el tipo de impresora 3D, los materiales a usar y los programas necesarios para modelar ese objeto.

El objeto a imprimir tiene ciertas características que debemos tomar en cuenta como: la altura, el ancho, la rigidez requerida, la complejidad del diseño en general, etc, Hay objetos que son solo decorativos pero que requieren un gran nivel de detalle, también hay juguetes de plástico que no requieren un acabado tan detallado pero sí una buena resistencia a golpes. Por otro lado, hay piezas que son más funcionales como ganchos, cajas de paso, portapapeles, y demás.

Las impresoras de resina se suelen usar para imprimir piezas más visuales y menos resistentes, mientras que las impresoras de filamento se usan para imprimir objetos más fuertes y funcionales. Puedes ver más en nuestra comparativa entre Impresoras de Resina y Filamento.

El objeto puede ser una pieza única o puede estar formada por varias piezas separadas que luego son ensambladas. En cualquier caso, el volumen de impresión de la impresora 3D juega un papel importante. Con mayor volumen de impresión no sólo puedes imprimir objetos más grandes, sino que también puedes imprimir varias piezas al mismo tiempo. Esto se traduce en ahorro de tiempo, teniendo en cuenta que una impresión puede tardar varias horas.

Si el objeto 3D es muy completo puede requerir la ayuda de elementos para soportarlo durante el proceso de impresión. No queremos que la pieza se caiga y el trabajo se arruine por completo.

Los soportes son muy importantes y se deben planificar muy bien durante las etapas de diseño del modelo 3D y colocados durante la etapa de laminado 3D. Un buen programa de laminado con capacidad de colocación de soportes es importante. Cura 3D (gratuito) y Simplify3D (de pago), permiten la colocación automática de soportes sobre la pieza.

En definitiva, debemos tener claro lo que queremos imprimir antes de seleccionar la impresora 3D que necesitamos.

Tipos de impresoras 3D

Ya sabes lo que es una impresora 3D: 

Una máquina que puede crear objetos tridimensionales a partir de un modelo 3D, usando material de impresión y usando el proceso de Fabricación Aditiva.

Hay muchos tipos de impresora 3D, pero en el rango de uso doméstico predominan los siguientes:

  • Impresoras 3D de filamento.
  • Impresoras 3D de resina.

Cada tipo tiene sus propias clasificaciones que se explican en artículos dedicados a ello.

Impresoras de Filamento (FDM o FFF)

Seguramente, tu primera impresora 3D será de filamento, debido a que son más baratas, más limpias y más populares. Las impresoras de Filamento (también conocidas como impresoras FFF o FDM) derriten rollos de filamento termoplástico y lo depositan sobre una base de forma precisa para ir creando la pieza. Existen muchos tipos de filamento como el PLA y ABS, cada uno con sus propiedades de uso particular.

Cada hilo de filamento va pasando por una boquilla caliente donde es derretida. Esta boquilla está dentro de un cabezal y se va moviendo sobre la cama de impresión para darle forma al objeto tridimensional capa por capa. Hay 2 tipos de impresoras de Filamento según el movimiento del cabezal: Cartesianas y Delta.

Las impresoras 3D cartesianas siguen un movimiento sobre los 3 ejes X, Y y Z, mientras que las impresoras 3D Delta siguen un movimiento basado en funciones trigonométricas. Ya tenemos un artículo sobre las impresoras Delta y Cartesianas que puedes revisar más tarde.

impresora 3d para principiante
Impresora 3D Cartesiana
Guia de inicio en impresion 3d
Impresora 3D Delta

Aunque puedes comprar una impresora 3D completamente preensamblada como la Flashforge Finde, lo más común para iniciar con una impresora DIY (Do It Yourself) que debes armar por tu cuenta. La Ender 3 Pro es una de las mejores impresoras 3D para iniciar debido a su facilidad de montaje, bajo precio y buenos resultados de impresión.

Debes tener en cuenta algo, las Impresoras 3D DIY requieren una inversión de tiempo adicional y cierta pericia para realizar el montaje y calibración. Lo bueno es que aprenderás un montón durante el ensamblado. Las impresoras preensambladas son Plug and Play, es decir, las recibes, las enciendes, cargas el modelo 3D, colocas el material y listo. Sin embargo, suelen ser más pequeñas, más caras y cerradas. Puedes ver más sobre las impresoras cerradas y DIY en el artículo sobre el tema.

Impresoras 3D de Resina

Las impresoras de resina se están volviendo cada vez más populares en el sector doméstico debido a la gran precisión que brindan. Son impresoras 3D intrínsecamente cerradas que usan luz para solidificar resina de polímeros que se encuentra contenida en un tanque. Esta luz se encuentra ubicada debajo del tanque y sigue la trayectoria especificada en el código máquina con el modelo 3D deseado. Ya tenemos una sección específica donde hablamos de las impresoras de resina donde se explica el detalle de su funcionamiento.

tutorial impresora 3D
Impresora 3D de resina

El trabajo con resina es un poco delicado y es necesario mantener la zona de trabajo con buena ventilación y usar guantes, lentes y tapabocas mientras se trabaja con la resina. Esto hace que muchas personas no se animen a comprar una impresora de resina en primera instancia. Hay impresoras 3D de resina que disminuyen los olores de resina mediante el uso de carbón activado como la Elegoo Mars 2 Pro.

Si quieres crear objetos diminutos con acabados muy detallados, lo mejor es comprar una impresora de resina.

Programas de Impresión 3D

Tener un buen programa 3D es clave. En primer lugar, necesitas un programa de diseño tridimensional para diseñar la pieza desde cero. Los programas Google Sketchup, Tinkercad y 3DSlash son ejemplos de programas gratuitos con los cuales puedes empezar a practicar. No es difícil aprender diseño 3D.

Es importante que el programa que uses te permita exportar el archivo al formato .stl u .obj. Todos los programas enfocados a diseño para impresoras 3D lo permiten, pero pueden haber programas más generales que no tengan esa función.

Por otro lado, también necesitas un programa laminador (Slicer) para preparar la pieza antes de imprimirla. Con el laminador puedes hacer los ajustes de la impresora 3D, colocar los soportes de la pieza, filetear (laminar) el objeto y hacer la conversión del archivo .stl en gcode, entre otras cosas. Programas como Repetier Host, Cura 3D o Slic3r son ejemplos de programas Slicer que puedes usar de forma gratuita.

Tus primeros pasos en Impresión 3D

Ahora que ya tienes una idea básica de lo que significa imprimir en 3D, te voy a dar mis recomendaciones para empezar. 

  • Si aún no tienes impresora 3D, la mejor para empezar es la Ender 3 Pro. Debes montar la impresora 3D y asegurarte que haya quedado bien calibrada.
  • Debes comprar 1 rollo de Filamento PLA y colocarlo en la impresora.
  • Anda a la página de Thingiverse y descarga este modelo 3D sencillo. Es importante que sea sencillo para que no tardes mucho en imprimir y puedas ver los resultados rápido.Este modelo no requiere soportes.
  • Descarga el programa Cura 3D y realiza los ajustes que te explicamos en este otro artículo para crear el perfil de Cura para la Ender 3 Pro.
  • Carga el modelo laminado en una tarjeta SD y cargalo en la impresora 3D.
  • Presiona el botón de imprimir y deja que se haga la magia.
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