La red mundial de FABLab es una organización que agrupa laboratorios de prototipado bajo las directrices del MIT, con la premisa de que "En un FABLab el límite lo debe poner la imaginación y no las máquinas". Para ingresar a esta red, un laboratorio debe acreditar el más alto nivel de tecnología y conocimiento.
En este artículo, abordaremos el equipamiento clave necesario para implementar un Fab Lab, especialmente en el sector educativo, y las diversas aplicaciones que se pueden desarrollar con estos equipos.
Los equipos fundamentales para implementar un Fab Lab son: Impresoras 3D, Cortadoras Láser, Ruteadoras CNC, Escáneres 3D y Robots. Aunque el borrador se enfoca en los tres primeros, exploraremos sus capacidades a fondo.
Impresoras 3D
Hablar de las impresoras 3D es hablar de proyectos de corto tiempo con grandes beneficios. Una impresora 3D es un equipo capaz de producir objetos, prototipos y piezas finales, que previamente son diseñados en un software CAD.
Para obtener una pieza, esta debe ser diseñada en un programa CAD. Posteriormente, en el software de laminación, se deben establecer los parámetros adecuados para conseguir una impresión de calidad. Existen muchas tecnologías de impresión 3D, que utilizan una gran variedad de materiales como nylon, resina, metal o hasta vidrio. Las más utilizadas en los FAB LABs del sector educativo son las de Tecnología FDM, que permite crear objetos capa por capa (proceso aditivo) usando filamento de plástico como ABS o PLA, un tipo de plástico amigable con el medio ambiente. A través de un módulo de extrusión que alcanza altas temperaturas, un polímero es extruido sobre una plataforma caliente hasta obtener el modelo 3D en físico.
Aplicaciones de las Impresoras 3D
Las impresoras 3D se ajustan a las necesidades de cualquier profesional de Ingeniería, Arquitectura, Diseño, entre otras carreras. Esta máquina permite imprimir cualquier objeto como piezas mecánicas, réplicas, maquetas, prototipos, etc.
Ingeniería:
- Robótica de bajo costo: Con la impresión 3D se pueden desarrollar proyectos tales como un robot desactivador de explosivos, un robot cuadrúpedo para exploración de sitios inaccesibles o turbinas eólicas para la generación de energía con componentes resistentes y ligeros.
- Piezas mecánicas y repuestos: Se pueden fabricar componentes funcionales con formas complejas o imposibles de obtener mediante los procesos de manufactura tradicional, permitiendo trabajar en una combinación óptima de resistencia, peso y costos de producción para los elementos de máquinas.
Arquitectura:
- Fabricación de maquetas en tiempo récord: Agiliza el proceso de elaboración de una maqueta sin perder calidad, ideal para la presentación de proyectos estudiantiles, donde se evalúa el diseño, la distribución y resistencia.
Diseño:
- Modelos Conceptuales: La impresora 3D permite al diseñador crear proyectos que nunca hubieran sido posibles utilizando técnicas convencionales, de manera rápida y versátil para validar formas, dimensiones, ensamblajes y ergonomía en un producto.
Prototipado e Impresión 3D en Oro Verde
Cortadora y Grabado Láser
Esta tecnología también forma parte fundamental de los laboratorios de fabricación digital. Las máquinas de corte y grabado láser cuentan con una fuente láser de alta precisión que permite realizar trabajos de corte y grabado en diferentes materiales como acrílico, madera, mármol, vidrio y muchos más.
El funcionamiento principal de las máquinas de grabado láser inicia con la luz láser que emiten al momento del grabado. Un sistema láser es un conjunto de dispositivos diseñados para concentrar un haz de luz en un punto específico. Esto se compone de un par de espejos y de un haz o corriente eléctrica que dará la energía al medio. Además, estos equipos tienen un funcionamiento automatizado basado en el sistema CNC, que permite programar comandos que controlan la velocidad y recorridos según la necesidad de cada corte y material.
Aplicaciones de las Máquinas de Corte y Grabado Láser
Las máquinas de corte láser permiten desarrollar trabajos con diseños complejos, alcanzando una alta precisión. Además, según la potencia del equipo, este podrá cortar diversos espesores según la necesidad.
Arquitectura:
- Fabricación de maquetas: El sistema de corte láser es usado principalmente en proyectos de arquitectura que requieren sumo cuidado en el detalle, perfecto para quien desee evaluar el diseño y la distribución de cada espacio, pasando directamente del CAD a la maqueta sin la necesidad de trabajarla artesanalmente (de manera manual).
Ingeniería:
- Desarrollo de Prototipos: El sistema de corte láser permite una amplia gama de aplicaciones posibles, como por ejemplo soportes para sensores, carcasas para máquinas y sistemas electrónicos, engranajes, componentes de robots, maquetas de proyectos, etc.
Diseño:
- Personalización de productos: Por medio del grabado láser se puede resaltar la apariencia de diferentes productos finales, con formas de grabados desde lo más simple a lo más complejo, en superficies planas, curvas y circulares.
Ruteadora CNC
El Router CNC permite realizar cortes por medio de una herramienta giratoria controlada por computadora, es por ello que gracias a la precisión y a su control se pueden lograr piezas con diseños complejos que difícilmente se pueden realizar con routers manuales.
Además, según el tipo de fresa que se utilice, la velocidad de corte y las características técnicas del equipo, se puede emplear para cortar materiales como madera, tableros de aglomerado MDF, acrílico, aluminio, cobre, bronce, policarbonato, resinas con fibra de vidrio, PVC y compuestos de otros materiales. La máquina funciona de manera automatizada siguiendo patrones y parámetros establecidos por el usuario a través de un software CAM (Manufactura Asistida por Computadora). El diseño realizado se traduce en un código G, que guía a la herramienta de corte para tallar la forma de un bloque.
Aplicaciones de la Ruteadora CNC
Un router CNC puede ser usado para proyectos educativos como por ejemplo: cortar logotipos, para hacer carteles de acrílico, fabricar señalética, trabajos de madera rústicos y mueblería, tallados y prototipos en 2D y 3D.
Ingeniería:
- Tarjetas electrónicas: El router CNC permite cortar materiales blandos, sin dañarlos, con la precisión del CNC. Puede trabajar en materiales blancos como la vaquelita, donde se pueden rutear pistas electrónicas. Se puede emplear también aluminio para desarrollar componentes más funcionales.
Arquitectura:
- Estructuras y construcción: La utilización del router CNC es perfecta para las carreras profesionales que diseñan estructuras modulares y maquetas a tamaño real, con materiales funcionales como planchas de madera y triplay gruesas, que se pueden trabajar de manera modular para realizar domos y otros modelos.
Diseño:
- Ergonomía: Con el router también se pueden trabajar en el desarrollo de mobiliario a escala real para comprobar la comodidad en el diseño. Además de poder desarrollar grabados en 3D, ya sean en alto relieve o bajo relieve en madera, MDF, acrílico, plástico, etc., para diversos proyectos de acabado.
Tabla Comparativa de Equipos Fab Lab
| Equipo | Principio de Funcionamiento | Materiales Comunes | Aplicaciones Destacadas |
|---|---|---|---|
| Impresora 3D | Fabricación aditiva (capa por capa) | ABS, PLA, Nylon, Resina, Metal | Prototipado rápido, maquetas, piezas mecánicas, robótica de bajo costo |
| Cortadora Láser | Haz de luz concentrado | Acrílico, Madera, Mármol, Vidrio, Cuero | Corte y grabado de precisión, maquetas arquitectónicas, prototipos, personalización |
| Ruteadora CNC | Herramienta giratoria controlada por computadora | Madera, MDF, Acrílico, Aluminio, PVC, Policarbonato | Corte de logotipos, señalética, mobiliario, estructuras modulares, tarjetas electrónicas |
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