Autor: Lic. Roberto Felipe Castro / roberto.felipe@ssp.jovenclub.cu
Create a 3D Printer with Recyclable Materials
Resumen
El mundo de las impresoras 3D ha suscitado un interés generalizado en los últimos años, a pesar de existir desde hace tiempo, estos dispositivos capaces de crear piezas u objetos por sí mismos estaban reservados, por su complejidad y precio, para entornos industriales o de investigación. El presente trabajo tiene como objetivo construir una impresora 3D con material reciclable en los Joven Club. Una vez construida se puede utilizar en la confección de piezas para la enseñanza de la robótica educativa la cual favorece el desarrollo de habilidades cognitivas entre niños y jóvenes que integran los círculos de interés.
Abstract
The world of 3D printers has garnered widespread interest in recent years. Despite their long existence, these devices capable of creating parts or objects themselves were reserved for industrial or research settings due to their complexity and price. This project aims to build a 3D printer using recyclable materials for Youth Clubs. Once built, it can be used to create parts for teaching educational robotics, which promotes the development of cognitive skills among children and young people who participate in these interest groups.
Una de las nuevas tecnologías que poco a poco está irrumpiendo en las aulas es la impresora 3D. Hace unos años las impresoras 3D no tenían un ámbito de aplicación muy amplio, este hecho se debía a dos principales factores, su alto coste y su poca aplicabilidad debido a que se trataba de una tecnología muy novedosa y poco desarrollada.
El utilizar las impresoras 3D como herramientas educativas, puede permitir al docente ampliar el abanico de posibilidades a la hora de planificar y diseñar actividades, pudiendo ofrecer a los alumnos un mayor protagonismo en la experiencia de enseñanza-aprendizaje al tener un papel más activo al interactuar con las nuevas tecnologías, facilitando de esta forma que experimenten aprendizajes significativos.
Proceso de creación de la impresora 3D
Las actuales impresoras 3D caseras son una evolución de las máquinas control numérico computarizado caseras, que constan de varios ejes y una fresadora para moldear materiales con formas previamente diseñadas en el ordenador. Con ellas es posible imprimir de todo, desde objetos prácticos para el día a día, diseños propios, prototipos y hasta figuras de juegos.
El desarrollo de dichas impresoras es una de las estrategias de los Joven Club, para demostrar que en Cuba se puede construir y llevar a feliz término dichos proyectos, resultando además, funcionales y con alta calidad. De esta manera se cumple con la tarea encomendada de desarrollar la electrónica y la robótica a nivel nacional a partir del trabajo realizado en las instalaciones. Es objetivo de este trabajo construir una impresora 3D con material reciclable en los Joven Club de Sancti Spíritus.
El sistema más utilizado para las impresoras 3D caseras es el de adición o deposición. Este sistema se basa en fundir un material, generalmente ABS o PLA, y depositarlo en forma de capas sobre una superficie, de tal forma que se pueda ir formando la pieza u objeto deseado mediante la impresión en 3D.
Elementos utilizados para la construcción de la impresora
- 1 Marco de Madera contrachapada para la estructura (recuperado de nuestras mesas)
- 1 Base de aluminio para la cama (zona sobre la que se imprime)
- Varillas lisas de diferentes medidas
- Hobbed bolt (tornillo con una zona “fileteada” para empujar el filamento)
- Tornillos y tuercas de diferentes diámetros.
- Arandelas
- 6 Muelles (los podéis encontrar en las pinzas de tender la ropa con muelle)
- 30-100 bridas pequeñas y medianas (muchas, siempre hacen falta bridas)
- 5 motores NEMA 17 1,7 Amp (pueden ser recuperados de impresoras matriciales)
- 2 acopladores flexibles de 5 mm para los motores (pedacitos de mangueritas de goma)
- Rodamientos
- Poleas
- Correas dentadas GT2 (recuperadas de impresoras carro largo de pines)
- Lubricante (aceite de silicona o en su defecto 15W40)
- 1 placa ARDUINO MEGA 2560 (Importada)
- 1 placa controladora RAMPS 1,4 (Importada)
Detalles del procedimiento
En las figuras 1, 2, 3 y 4 se muestra de forma detallada como se construye de la impresora con madera contrachapada (que es con lo que podemos contar). El firmware que se utilizó para el Arduino se llama MARLIN y para poder cargárselo a la impresora deberemos instalar el IDE de Arduino.
Una vez que se instala el IDE de Arduino, se abre desde el archivo Marlin.ino que se encuentra dentro de la carpeta Marlin que se ha descargado. En este punto se define: el número de pasos por unidad y aceleración, es decir, hay que indicar cuantos pasos tiene que dar cada motor para que la impresora se mueva una cierta distancia. También se define la aceleración de cada motor. Esta primera línea indica los pasos por unidad del eje X, Y, Z y extrusor, en ese orden.
Para la construcción de la impresora se utilizará el sistema Prusa i3 de la manera más sencilla y económica posible. La Prusa i3 es la tercera iteración del diseño Prusa de impresoras RepRap. Se trata de una impresora auto-replicable donde la mayoría de pieza pueden imprimirse con otra impresora 3D idéntica o similar. La estructura básica consiste de varillas roscadas y lisas, además de incorporar un marco vertical que puede ser de distintos materiales (acero, aluminio, madera, metacrilato, etc.). Se utilizó la madera por tratarse del material más asequible.
Se debe destacar que los componentes básicos como Arduino Mega 2560, placa controladora RAMPS 1,4, drivers A4988 (POLOLUS) y otros componentes son económicos para su importación y para obtenerlos serían a un costo reducido.
Una impresora 3D al menos, para los niveles provinciales de Joven Club es una forma práctica y eficaz para introducir la robótica educativa a nivel nacional.
Imágenes con detalles específicos de la impresora 3D
Referencias bibliográficas
Impresoras 3D. (2025). https://es.wikipedia.org/wiki/Impresora_3D
Karla Maribel Ortiz Chimbo, Harry Luna Aveiga, José Medina Moreira y Robin Leonardo Soledispa Tumbaco (2016). “Los beneficios de las impresoras 3D como herramienta de innovación en la medicina”, Revista Caribeña de Ciencias Sociales (junio 2016). http://www.eumed.net/rev/caribe/2016/06/3d.html
Las 10 mejores impresiones calidad precio 2025. https://servitec3d.com/blog/mejores-impresoras-3d/
Agradecimientos
Nota del autor: Agradezco a todos los compañeros que me han apoyado en la realización práctica de este proyecto y muy en especial a los dos administradores de RED de la Dirección Provincial de Joven Club, al Ing. Marcos Antonio Mirabales Torres y al Tec. Jorge Antonio Iglesias Ortega, que ha colaborado con prueba y criterios del desarrollo de la impresora 3D. Ambos han colaborado con la descarga siempre oportuna de los programas desde los sitios oficiales para poder estar seguro que no representan peligro de virus. Al grupo de Inteligencia Artificial de la Universidad de Sancti Spíritus y, en especial, al profesor Luis Quintero, quien amablemente nos dio todo el apoyo para la realización del proyecto en cuestión. El apoyo incondicional de todo mi equipo de trabajo, sus opiniones y críticas sin las cuales no podría desarrollar el resultado final.
Ortiz, A. (2019). Las impresoras 3D como herramientas científicas. Encuentros multidisciplinares, No. 61, enero-abril 2019. http://encuentros-multidisciplinares.org/revista-61/amelia_ortiz_gil.pdf
Síntesis Curricular del Autor
Roberto Felipe Castro (Jatibonico, 1960). Graduado de Licenciado en Educación, mención Informática. Especialista en Informática en la Dirección Provincial de los Joven Club de Computación y Electrónica Sancti Spíritus.