¿Que software necesito para imprimir en 3D?

Sin un software, ni el firmware que lleva la máquina, la impresión 3D no existiría. Hablaremos del firmware, de los slicers, y de programas de creación de objetos.  Sobretodo de sus versiones Open Source, que es lo que ha permitido popularizar esta tecnología (que se utiliza desde los años 70).

 

Firmware

El firmware es el programa cargado en la memoria ROM (o EPROM) de la placa principal de la impresora. Y es el que controla la impresora, tiene los parámetros cargados, sabe como hacer actuar cada componente en cada pin, y transforma las órdenes del gCode en señales hacia esos pins.

Puede además tener otras funciones de seguridad, como límites de temperatura establecidos, o detectar si un termistor se daña y parar la resistencia asociada (y evitar un incendio).

Si la impresora tiene interfaz de pantalla y botones además permitirá operar a través de esta. O incluso tener operaciones automatizadas ya integradas. Como es el autolevel, el cargado de filamento, limpieza de cabezales, etc …

  • Marlin: Es el firmware open source más completo que existe. Tiene compatibilidad con muchas placas de control. Y permite adaptarlo a multitud de configuraciones de impresoras, desde lo más simple de un solo extrusor, a multimateriales, y diferentes configuraciones de ejes. Además de incorporar operaciones automáticas y de seguridad muy avanzadas. Todo lo que se ha desarrollado en impresión 3D FDM se ha acabado volcando en Marlin, y está bien documentado. Es el firmware por excelencia para tu impresora DIY.
  • Sprinter: Un firmware más sencillo, sin tantas opciones. No es tan versátil ni avanzado, pero está muy bien resuelto y da un movimiento muy suave de los motores, y un control muy fino de temperaturas. Ideal para iniciarse con una impresora de configuración simple y típica. Ya que no tienes que editar ni compilar. En una aplicación metes los parámetros y te flashea la EPROM via USB.
  • Repetier: Es un firmware abierto, pero especializado para ser utilizado con la plataforma de repetier y da funcionalidades unicas desde ese software. El gcode difiere del RepRap (utilizado por Marlin y otros).
  • Otros RepRap: Encontrarás muchos más firmware de codigo abierto en: https://reprap.org/wiki/List_of_Firmware
  • Propios: Hay impresoras cerradas, o no, que utilizan su propio firmware. No siempre es mejor, pero en general tener un firmware especializado es de esperar que esté mejor optimizado. A veces estos slicers funcionan con un formato propio de gcode que solo puede generar su slicer y puede leer su impresora (.x3g de makerbot por ejemplo).

 

Slicer: 

cura slicer ejemploEste es el software que tienes en el PC para utilizar la impresora 3D. En este software cargas el modelo en 3D, y configuras los parámetros de impresión (temperaturas de materiales, concretar formas, como el grosor de paredes, y el relleno interior, velocidades, ajustes dimensionales, y un largo etcétera específico para cada uno). Para luego generar el gcode concreto para esa pieza y esa configuración.

Algunos además incluyen mandos de control para manipular la impresora si la tienes conectada al PC. Esto es útil durante la preparación o las operaciones de mantenimiento. Pero en general es mejor imprimir el gcode desde una memoria SD.

  • Skeinforge: El más añejo y curtido. Complejo, y poco user friendly. Es una aplicación muy básica que no permite controlar la impresora. Solo sirve para generar el gcode.
  • Pronterface+Slic3r: Pronterface es un programa hecho para controlar la impresora desde USB. Viene de una época que no incluían interfaz de control. Se trabaja separadamente con Pronterface y Skeinforge. Luego incorporó en su propia interface a Slic3r, un delaminador open source con aplicación propia, pero que hacen muy buena pareja.
  • Repetier (multi slicer): Repetier no es solo un programa de control. Es un sistema de control. Tiene un interfaz para controlar la impresora, e incorpora varios slicers (skeinforge, slic3r, prusa…). Puede visualizar los gcodes y ver el recorrido del cabezal. Además veremos que tiene en su suite un programa host y uno server.
  • Cura: Es un slicer con parametros propios desarrollado por Ultimaker. Ha recorrido mucho camino hasta convertirse en un slicer bastante decente, además de ser muy amigable visualmente, y muy configurable. Pudiendo mostrar solo los parámetros (entre su infinitud existente) que el usuario decida. Así se va escalando en detallar parámetros a medida que es necesario. Es un buen slicer para novatos. Ahora ya incorpora muchas funciones de otros slicers, como la visualización comprensible de gcodes, y el control de la impresora.
  • Simplify3D: Este es un slicer cerrado. Pero supera con creces a todos los demás. Es muy configurable, tiene parámetros muy específicos. Te da un detalle espectacular en la visualización del gcode. Y permite tener varias configuraciones a la vez para diferentes piezas. E incluso para diferentes partes de las piezas. Lo que te permite acotar muy bien los resultados y la calidad. Permite definir manualmente los soportes… y un largo etcétera. No es barato, ni fácil de utilizar. Solo es para usuarios avanzados que requieran esas funciones avanzadas, y que vayan a sacar un rendimiento de ellas.
  • IdeaMaker: Es el slicer de Raise3D, pero que puede ser compatible con otras impresoras que usen Marlin. Muy intuitivo y con funciones interesantes, como poder reparar mallas insitu, o partir el objeto en trozos si no te cabe en el volumen de impresión. Trabaja con obj, stl y 3mx. Pero las impresiones salen un poco más lentas que con simplify3D. Tiene cuenta demo.

 

Control remoto

octoprint control remoto desde el movilHay un tipo de programa que no es necesario para imprimir, pero muy útil para sacar rendimiento de producción. Los programas de control via wifi o red te permiten controlar a distancia a la impresora. Y combinados con una webcam te permiten hacer un seguimiento de la impresión aunque no estés presente. Además si has preparado con anterioridad la impresora y la tienes a punto, te permiten cargar el gcode y lanzarlo desde ahí.

Esto requerirá tener un pc conectado para tener cargado este programa, pero estos están preparados para funcionar en una raspberry o similar. El PC (o tablet o móvil) se conecta ahí y hace de terminal de control de la impresora.

Esto es útil también si tienes varias impresoras. Puedes manejar un cluster de impresión desde un solo PC, y ahorrando muchas tareas repetidas.

  • Repetier. Repetier suma a su host un programa server. El server se instala en la raspberry y permite utilizar el control de repetier como si la impresora estuviera conectada a ese PC.
  • Octopi: Es un sistema de control opensource muy popular. Tiene incluso su propio slicer desde donde cargas los objetos 3D. Pero igualmente es mejor utilizar otros slicers más especializados. Puedes conectar una cámara y ver la impresión en directo y controlar la impresora desde la web. Además tiene un bot de Telegram realmente muy práctico, para convertir ese chat en la interfaz de control.
  • 3D printer OS: Es un software completo de gestión de archivos, modificación de stl, gestión de impresoras e impresiones y usuarios. Útil para sitios con muchas impresoras muy activas.
  • Particular: Hay impresoras que ofrecen la posibilidad de ser controladas mediante una app, aplicación de escritorio propias de esa compañía. Esto te ahorra el coste de la raspberry, y es interesante tenerlo en cuenta si requieres de esta funcionalidad.

 

Modelado

Al principio puede ser divertido bajarte modelos de un repositorio e imprimir esas piezas. Esto es ideal para aprender. Pero el máximo potencial de la impresión 3D es cuando eres capaz de crearte tus propios objetos a tu medida y con tu arte.

Estas són las principales maneras de crear objetos para poder imprimirlos

CAD Paramétrico

cad parametrico dibujo cotasEste tipo de programa está muy dirigido a ingeniería. A partir de dibujos bidimensionales y diferentes operaciones que los transforman en tridimensionales se va creando un volumen. La ventaja de este sistema es que es paramétrico, es decir las operaciones quedan en un árbol y se pueden modificar en cualquier momento. E incluso pudiendo crear diferentes versiones de una pieza creando una tabla de parámetros. Al estar pensados para ingenieria muchos llevan incorporado funciones de cálculo de esfuerzos u operaciones de roscas, y herramientas de este estilo.

  • Fusion 360: Un mix de todas la funciones de los programas de CAD de autodesk, adaptado a la impresión 3D doméstica. Incluso tiene un módulo de optimización topográfica, con el que puedes calcular la forma óptima para una determinada aplicación de esfuerzos. También destaca por poder modelar con T-Splines, con lo que puedes conseguir carcasas muy orgánicas y ergonómicas. Está limitado en algunos aspectos, como la creación de ensamblajes complejos. Y tu trabajo queda en la nube de autodesk, para su deleite.
  • Onshape: Esta es una aplicación web. Funciona de la misma manera que los demás, pero requiere de un buen internet para tener un uso fluido. Es más básico, pero es que es gratuito. Los objetos quedan en su nube también, pero puedes pagar para tener cierto espacio propio y privado. Pero a la vez tienes disponible para buscar objetos de los demás y poder crearte tus propias versiones. Incluyendo scripts que añaden herramientas a la interfaz, con lo que ya no queda tan limitado.
  • FreeCAD: Versión opensource de un CAD paramétrico. No es muy intuitivo, y la interfaz es un poco engorrosa. Tiene mucho potencial de mejora. Pero no es la herramienta más eficiente que hay, digamos. Pero es gratuita y abierta. 
  • Solidworks: Es un software profesional. Ofrece una cantidad ingente de herramientas y funciones. Además entre las herramientas de este calibre es el más económico, y también el más popular. Y lo es también porque tiene la interfaz más intuitiva del mundillo profesional (junto con el Inventor de autodesk).
  • PTC Creo, Catia, etc: Son otros softwares profesionales. Con más renombre, más funciones, más capacidad de cálculo, pero también más caros. No son necesarios a nivel doméstico.

Nurbs

rhinoceros nurbsNurbs es un sistema matemático para calcular curvas y superficies complejas. Algunos programas lo utilizan como base para crear objetos a partir de esas curvas y superficies. Son muy buenos para crear formas orgánicas, o incluso artísticas. Pero algunos tienen problemas para crear objetos sólidos a partir de esas superficies. Además no son en general programas paramétricos, por lo que no se pueden volver a definir operaciones. No es un sistema fácil, pero tiene mucho potencial para ir más allá de las formas típicas de un CAD paramétrico.

  • Rhinoceros: Este es un programa todoterreno. Pero lo clasifico aquí por tener la mejor capacidad de generar Nurbs. Y a partir de ellas transformarlas en mesh, o en otro tipo de 3D. Tiene mucha capacidad para leer muchos formatos y para exportar en otros muchos, por lo que también es un buen programa puente entre formatos. Además también es un programa base para muchos plugins. El cual Grasshopper destaca por poder parametrizar operaciones en arrays de datos y hacer auténticas maravillas en 3D con ellos.
  • Moi3D:  Centrado en la creación por Nurbs. Es un rhinoceros simplificado, pero que tiene mejores opciones para trabajar con sólidos, o al menos da menos problemas. Complejo, pero intuitivo y fácil de aprender, en comparación con Rhinoceros.
  • Alias: Un mix de un CAD paramétrico y un generador de nurbs. No es sencillo de utilizar pero tiene mucho potencial y es muy utilizado en la industria para hacer carcasas, partes ergonómicas, o piezas decorativas…

Mesh

Estos programas funcionan creando polígonos en tres dimensiones que se unen formando una malla (o mesh). Esta malla se define en una nube de puntos, y de líneas que los unen, y estas forman los polígonos. Es la forma más laboriosa de trabajar en 3D, y en ella hay dos tendencias. Los de animación, que trabajan ese mesh para hacer imagen y animación. Y los que pueden modificar ese mesh como si fuera un objeto de barro para esculpir y crear figuras. Estos se llaman escultores o escultura 3D. Los objetos obtenidos són muy estiticos, pero es difícil obtener precisión dimensional.

  • Blender: Es un programa 3D total, pero como base trabaja con mallas. Es opensource y es lo mas completo, complejo y con una curva de aprendizaje más empinada de todos los programas de modelado y edición 3D.  Pero al ser opensource y permitir añadirle funciones propias fácilmente (si sabes programar), es utilizado tanto por programadores como por artistas del 3D.
  • 3D max: El programa de animación de autodesk. Muy utilizado en el mundo de los videojuegos. La creación de mallas es de lo más básico, pero es muy popular, por lo que se merece un sitio en esta lista. En la misma línea existe Maya.
  • MODO: Este es un programa de modelado de mallas. Así como programas como 3Dmax o cinema4D están muy orientados a la animación, MODO trabaja las mallas de manera similar pero más centrado en el modelado.
  • Zbrush: Un programa escultor de lo más completo, con muchas herramientas y modos de edición. Mirar speedruns de este programa es hipnótico.
  • Mudbox:  Otro programa de esculpido. Muy similar a Zbrush, pero con mejores funciones de texturado y coloreado.
  • Sculptris: Escultura básica para principiantes al 3D. Zbrush simplificado y completamente orientado a modelar de esta manera.
  • Vectary: Es un mix de CAD paramétrico que funciona sobre la creación de malla para luego crear superficies de tensión con esa malla de base. Es bastante sencillo e intuitivo. Muy orientado a la renderización de producto. Como onshape trabaja online desde el navegador.
  • Sketchup: Este programa va un poco aparte. És una herramienta ideada por google. Está basado en meshes, pue está pensado para poner objetos en el googlemaps. Y se ha popularizado mucho por ser fácil de utilizar, y para hacer presentaciones arquitectonicas va como anillo al dedo. Pero se pueden hacer muchos otros tipos de objetos. Pero para impresión 3D tiene dificultades para crear objetos cerrados imprimibles (sin necesitar retoques en otros programas). Tiene su equivalente parametrico con el plugin VIZ (muy interesante en arquitectura, similar a grasshopper).
  • 3DSlash: Es un programa muy curioso. Se basa en romper y dividir bloques para obtener formas. Si has jugado a minecraft te será muy fácil entrar en el modelado 3D con este programa. El resultado són objetos que parecen hechos con pixeles.

 

Programado

ejemplo blockscad programacion objeto 3dEste es un modo inusual de crear piezas en tres dimensiones. Se trata de programar (con un lenguaje de programación propio, se entiende) como hacer ese volumen utilizando formas básicas, moviendolas, e ir sumando, restando, definiendo límites, etc. Todo a partir de un lenguaje que permite crear variables, funciones y parametrizaciones. 

Es una manera poco intuitiva y muy abstracta de trabajar lo tridimensional, pero tiene mucho potencial. Se pueden crear programas en los que a partir de un formulario de entrada se saca una pieza determinada. Puede llevar mucho trabajo de idear y programar, pero a partir de ahí pueden salir infinidad de piezas. 

Y lo mejor es que se puede integrar en aplicaciones web. Lo que es ideal como repositorio 3D, pues te puedes bajar directamente el objeto que tú has personalizado. Thingiverse lo incluyó, pero ahora mismo el Customizer que lo utilizaba ha perdido soporte técnico y falla tanto como un fusil de feria.

  • OpenSCAD: Es el lenguaje que permite hacer todo lo nombrado. Su interfaz es un campo de texto en una mitad, y en la otra mitad una ventana tridimensional donde puedes renderizar y compilar los objetos.
  • BlocksCAD: Funciona con el lenguaje OpenSCAD, pero en una interfaz pensada para niños. Es como un juego de bloques que vas uniendolos y se va creando el código que genera el objeto. Es una manera muy intuitiva de aprender este lenguaje, e incluso para aprender a programar. Puede ser un ejercicio educativo muy interesante, para luego poder obtener físicamente las piezas diseñadas al imprimirlas. Puede bajarte la aplicación, o trabajar online.

Otros

Hay programas inclasificables. Cada uno en su particular rareza:

  • TinkerCad: Es una aplicación web, dividida en 3 partes. En la primera con se crean objetos 3D a partir de otros objetos 3D de la biblioteca. Es muy intuitivo y sencillo. Ideal para empezar si no has utilizado ningún programa en 3D. También lo pueden utilizar niños, de lo intuitivo que es. Es muy bueno en eso: para aprender 3D. Otra opción es añadir circuitos eléctricos y testearlos. Ideal para probar ideas para luego trastear. Y finalmente tiene un editor de código similar al BlockSCAD. Por lo que es un programa ideal para una clase de tecnología, y para hacer proyectos caseros, sin necesitar estudios de mecatrónica detrás.
  • DesignSpark: Más que un modelado, este es un programa con una biblioteca enorme (tienes todo RS-components metido), y en su version «mechanical» te permite poner esos componentes y diseñar carcasas. Su manera de trabajar es un mix entre CAD parametrico y mesh. Es bastante intuitivo, solo tienes que ir añadiendo objetos basicos y modificar superficies, bordes o puntos. Tiene más versiones para por ejemplo diseñar PCB. Facil, rápido y muy completo.
  • Meshmixer: Si funciona con malla, ¿porque no está con los otros programas de mallas? pues porqué no crea. Porque es un programa especializado para retocar y preparar los archivos .stl antes de cargarlos en el slicer. Algunos objetos no quedan bien cerrados a veces, por lo que el slicer puede tener problemas para saber que es dentro y que es fuera. Meshmixer te lo arregla. Además ofrece otras funciones de retoque muy interesantes, como añadir soportes en árbol, o crear patrones voronoy, entre otros. Es un “must have” para cualquier poseedor de una impresora en 3D. Y debería ser el primero de la lista.

 

Más contenido

Este artículo es parte de la serie: Todo lo que deberias saber sobre impresión 3D FDM.

 

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