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4.4.3. Nos convertimos en Maker

Diccionario

Obijuan

Imagen de Juan González Gómez

Definición:

Ingeniero español destacado en la creación de material libre. Su nombre es Juan González Gómez.

Ejemplo:

Los vídeos que estás viendo sobre FreeCAD los ha hecho él.

GitHub

Imagen del logo de GitHub

Definición:

Es una plataforma que está en la nube donde se pueden guardar archivos para compartirlos con otras personas ya que es libre.

Ejemplo:

Los ficheros del cohete que te has descargado están en GitHub.

Podcast

Imagen de la reproducción de un podcast en un móvil

Definición:

Es un archivo de audio que el usuario puede reproducir en un dispositivo digital.

Ejemplo:

Grabar en tu móvil la explicación de lo que hace una impresora 3D.

Compresor

Imagen de un compresor de aire

Definición:

Máquina que permite proporcionar aire a una cierta presión. Hay de diferentes tipos como  mecánicos y eléctricos.

Ejemplo:

Lo que se utiliza para inflar las ruedas de la bicicleta, es un ejemplo de compresor.

Neumática

Imagen de un esquema neumático

Definición:

Es una parte de la mecánica que estudia todo lo relacionado con el aire a presión.

Ejemplo:

¿Te gusta la Fórmula 1?  Las ruedas las quitan gracias a unas pistolas que funcionan con neumática.

Retor dice Imagen animada del cohete 3D Antes de nada quiero felicitarte por el gran trabajo que has realizado.

Pero aún tengo algo muy importante que mostrarte, cómo construir en 3D tu cohete de agua.

Aquí vas a aprender muchas herramientas que quizás no conozcas, pero no te preocupes. Como siempre, te lo enseñaré de una forma muy sencilla que te permitirá aprender cómodamente.

Pero basta de hablar, ¡es el momento de empezar!

1. Nuestras herramientas de trabajo

Antes de empezar a crear y fabricar, debemos conocer unas herramientas muy importantes. Por supuesto, todas son aplicaciones libres.

Como por ejemplo:

  1. FreeCAD: Diseño de las piezas en 3D.
  2. Inkscape: Diseño de figuras planas en formato svg.
  3. Cura: Preparación para la impresión 3D.
  4. Impresora 3D: Te permitirá obtener tu pieza diseñada.

No te preocupes, ahora te lo explico de forma clara y sencilla.

¡Empezamos!

FreeCAD

Imagen del logo de FreeCAD

Características:

  • Tipo de aplicación: programa para realizar modelos en 3D.
  • Tipo de licencia: software libre.
  • Fecha de inicial: apareció por primera vez el 29 de octubre de 2002.
  • Estado actual: Es una aplicación que sigue en desarrollo. Esto quiere decir que siguen trabajando y mejorando la aplicación.
  • Página oficial de descarga: Te recomiendo la descarga desde su página oficial.
  • Repositorio del código: Si tienes interés, puedes visitar esta página.

En el apartado 4.3. Nos comunicamos con el dibujo, tienes una vídeos donde se explica lo básico para manejar esta estupenda herramienta de diseño 3D.

Pero si quieres aprender más, te invito que visites la siguiente página donde encontrarás un tutorial estupendo de Obijuan.

Inkscape

Imagen del logo de la aplicación Inkscape

Características:

  • Tipo de aplicación: programa para realizar gráficos vectoriales en 2D.
  • Tipo de licencia: software libre.
  • Fecha de inicial: apareció por primera vez el 11 de noviembre de 2003.
  • Estado actual: Es una aplicación que sigue en desarrollo. Esto quiere decir que siguen trabajando y mejorando la aplicación.
  • Página oficial de descarga: Te recomiendo la descarga desde su página oficial.
  • Uso: Entre las muchas aplicaciones que puede tener como creación de diagramas, logos y mucho más. Nosotros lo podemos usar junto a FreeCAD para añadir, por ejemplo, texto.

Más abajo dispones de un tutorial completo que te permitirá aprender a usar esta estupenda aplicación.

UltiMaker Cura

Imagen del logo del programa Ultimaker Cura

Características:

  • UltiMaker Cura es un software de impresión 3D gratuito y de código abierto.
  • Es multiplataforma, es decir, se puede instalar en Windows, Mac y Linux.
  • Es compatible con diferentes tipos de archivos (TL, OBJ, X3D, 3MF, BMP, GIF, JPG, PNG). Nosotros usaremos los archivos STL.
  • Posee configuraciones recomendadas que facilita su uso.

A continuación, te comparto un curso completo sobre impresión 3D. Con él te convertirás en una experta o experto en impresión en 3D.

Impresoras 3D y sus filamentos

Imagen de una impresora 3D

Características:

  • Una impresora 3D es una máquina capaz de fabricar piezas, las más extendidas son por adición de material.
  • Puedes partir de un diseño hecho o hacerlo tú mismo. Para ello necesitarás de un programa de diseño 3D como por ejemplo FreeCAD.
  • Necesita de un programa que cree un archivo que entienda la impresora. Un ejemplo es UltiMaker Cura.
  • Una impresora de este tipo necesita de filamento, el más utilizado es el PLA.

También os puede interesar conocer qué tipos de filamentos se pueden usar con una impresora 3D

Imagen de Juan González Gómez Definición:

Ingeniero español destacado en la creación de material libre. Su nombre es Juan González Gómez.

Ejemplo:

Los vídeos que estás viendo sobre FreeCAD los ha hecho él.

2. Repasamos nuestras herramientas

En el apartado anterior has estudiado las herramientas que vas a utilizar en tu proyecto.

Ahora ha llegado el momento de repasar lo aprendido.

Para que te sea más sencillo, te he preparado diferentes opciones. Algunas las harás en pareja y otras de forma individual.

Te aconsejo que intentes hacerlas todas.

¡Seguro que te resultan muy fáciles!

Opción A: Buscando las respuestas correctas

Para hacer esta tarea deberás trabajar en pareja.

A continuación, te muestro diferentes afirmaciones. Debéis decidir si son verdaderas o falsas.

¡Comenzamos!

Pregunta 1

1. FreeCAD es una aplicación de diseño 2D.

Sugerencia

Volver a ver el apartado 1. Nuestras herramientas de trabajo.

Pregunta 2

2. El programa Inkscape permite realizar gráficos vectoriales.

Sugerencia

Volver a ver el apartado 1. Nuestras herramientas de trabajo.

Pregunta 3

3. UltiMaker Cura es un software de pago.

Sugerencia

Volver a ver el apartado 1. Nuestras herramientas de trabajo.

Pregunta 4

4. Una impresora 3D fabrica los objetos añadiendo material.

Sugerencia

Volver a ver el apartado 1. Nuestras herramientas de trabajo.

Pregunta 5

5. FeeCAD dejó de desarrollarse en 2002.

Sugerencia

Volver a ver el apartado 1. Nuestras herramientas de trabajo.

Pregunta 6

6. Inkscape se utiliza junto a FreeCAD para añadir textos.

Sugerencia

Volver a ver el apartado 1. Nuestras herramientas de trabajo.

Pregunta 7

7. UltiMaker Cura utiliza ficheros JPG para preparar los objetos antes de imprimirlos.

Sugerencia

Volver a ver el apartado 1. Nuestras herramientas de trabajo.

Pregunta 8

8. Nosotros utilizaremos el filamento tipo PLA para imprimir nuestros diseños.

Sugerencia

Volver a ver el apartado 1. Nuestras herramientas de trabajo.

Opción B: Anota lo importante

Ahora te toca trabajar de forma individual. Pero no te preocupes, seguro que te será fácil.

Deberás anotar los datos más importantes sobre las herramientas de trabajo que has visto en el apartado anterior.

Podrás hacerlo:

  • En tu cuaderno de clase.
  • En un fichero de texto usando el ordenador.
  • Si dispones de un cuaderno digital, puede ser el lugar ideal.

Lumen dice ¿Te puedo ayudar?

¿Te has quedado en blanco?, no te preocupes, sigue las siguientes indicaciones:

  • Toma papel y lápiz.
  • Vuelve al  apartado 1. Nuestras herramientas de trabajo.
  • Lee cada herramienta detenidamente y anota aquello que te parezca interesante.
  • Si algo no entiendes, pregunta a tu profesora/or.

Ahora todo saldrá mejor.

Opción C: Grabamos un podcast

Esta tarea deberás hacerla en pareja.

Se trata de grabar un podcast sobre dos de las herramientas que hemos visto en el apartado 1.

Podéis organizaros cómo mejor os parezca. Pero debéis cumplir los siguientes requisitos:

  • Se os debe oír hablar a los/as dos.
  • Debéis realizar una presentación y una despedida.
  • Debéis respetar las normas básicas de cortesía.

Podéis usar vuestro móvil para grabar el archivo de audio.

Imagen de la reproducción de un podcast en un móvilr Definición:

Es un archivo de audio que el usuario puede reproducir en un dispositivo digital.

Ejemplo:

Grabar en tu móvil la explicación de lo que hace una impresora 3D.

Kardia dice ¿Os gustaría mejorar el resultado de vuestro podcast?

No os podéis imaginar cómo puede cambiar el resultado si utilizáis algún programa de edición de audio.

A continuación, os recomiendo un programa que podéis instalar en vuestro ordenador y que es libre.

Yo suelo usar Audacity. Es muy fácil y potente, y da muy buenos resultados.

Si os animáis, os aseguro que lo pasaréis genial.

3. Vamos por partes..., a imprimir nuestro cohete

En este apartado encontrarás toda la información para realizar tu proyecto 3D.

De cada componente encontrarás una imagen animada para que veas como es el diseño 3D.

Además, te comparto los siguiente ficheros:

  • El fichero editable para FreeCAD. Esto es muy interesante puesto que lo podrás abrir y ver cómo está hecho. Si te atreves, podrás modificarlo.
  • El fichero para la impresora 3D. Si lo descargas, puedes imprimir tu pieza directamente. ¡No te parece genial!

Todos los ficheros están en GitHub. Siempre podrás acceder de forma libre y descargar lo que necesites.

Micro:bit

Imagen animada de la placa micro:bit

Es interesante tener la placa en 3D, de esta forma podemos saber el espacio que nos ocupa en el diseño de los demás componentes del cohete.

Aunque este componente no es necesario imprimirlo en 3D, conocer sus medidas exactas y el espacio que ocupará, te facilitará el diseño y te dará una mejor imagen del conjunto.

A continuación te comparto los archivos originales.

Imagen del logo corto de la aplicación FreeCAD

Zona de descarga del archivo para la aplicación FreeCAD:

Imagen del logo del programa Ultimaker Cura

Zona de descarga del archivo para la aplicación Ultimaker Cura:

Placa de expansión

Imagen animada de la placa de expansión de la micro:bit

Es interesante tener la placa en 3D, de esta forma podemos saber el espacio que nos ocupa en el diseño de los demás componentes del cohete.

Aunque este componente no es necesario imprimirlo en 3D, conocer sus medidas exactas y el espacio que ocupará, te facilitará el diseño y te dará una mejor imagen del conjunto.

A continuación te comparto los archivos originales.

Imagen del logo corto de la aplicación FreeCAD

Zona de descarga del archivo para la aplicación FreeCAD:

Imagen del logo del programa Ultimaker Cura

Zona de descarga del archivo para la aplicación Ultimaker Cura:

Servo motor

Imagen animada del servo motor

Es interesante tener la placa en 3D, de esta forma podemos saber el espacio que nos ocupa en el diseño de los demás componentes del cohete.

Aunque este componente no es necesario imprimirlo en 3D, conocer sus medidas exactas y el espacio que ocupará, te facilitará el diseño y te dará una mejor imagen del conjunto.

A continuación te comparto los archivos originales.

Imagen del logo corto de la aplicación FreeCAD

Zona de descarga del archivo para la aplicación FreeCAD:

Imagen del logo del programa Ultimaker Cura

Zona de descarga del archivo para la aplicación Ultimaker Cura:

Sensor DHT22

Imagen animada del sensor de temperatura y humedad DHT22

Es interesante tener la placa en 3D, de esta forma podemos saber el espacio que nos ocupa en el diseño de los demás componentes del cohete.

Aunque este componente no es necesario imprimirlo en 3D, conocer sus medidas exactas y el espacio que ocupará, te facilitará el diseño y te dará una mejor imagen del conjunto.

A continuación te comparto los archivos originales.

Imagen del logo corto de la aplicación FreeCAD

Zona de descarga del archivo para la aplicación FreeCAD:

Imagen del logo del programa Ultimaker Cura

Zona de descarga del archivo para la aplicación Ultimaker Cura:

Sensor de inclinación

Imagen animada del sensor de inclinación KS0025

Es interesante tener la placa en 3D, de esta forma podemos saber el espacio que nos ocupa en el diseño de los demás componentes del cohete.

Aunque este componente no es necesario imprimirlo en 3D, conocer sus medidas exactas y el espacio que ocupará, te facilitará el diseño y te dará una mejor imagen del conjunto.

A continuación te comparto los archivos originales.

Imagen del logo corto de la aplicación FreeCAD

Zona de descarga del archivo para la aplicación FreeCAD:

Imagen del logo del programa Ultimaker Cura

Zona de descarga del archivo para la aplicación Ultimaker Cura:

Cápsula de componentes

Imagen animada de la cápsula de componentes

Este es el componente más importante del cohete.

El tamaño dependerá de la botella que estés utilizando. Este componente sí deberás imprimirlo en tu impresora 3D.

Está diseñado para colocar los siguientes componentes:

  • Placa micro:bit.
  • Placa de expansión.
  • Sensor de inclinación.
  • Sensor de humedad.
  • Pila de 9v.
  • Servo motor que permitirá la liberación de la compuerta del paracaídas.
  • Resorte de expulsión del paracaídas.
  • Cableado de conexión.

Este componente está formado por cuatro partes:

  • Base inferior.
  • Base superior.
  • Lateral izquierdo.
  • Lateral derecho.

A continuación te comparto los archivos originales.

Imagen del logo corto de la aplicación FreeCAD

Zona de descarga del archivo para la aplicación FreeCAD:

Imagen del logo del programa Ultimaker Cura

Zona de descarga del archivo para la aplicación Ultimaker Cura:

Nariz del cohete

Imagen animada de la nariz del cohete

Este elemento es muy importante en la aerodinámica del cohete.

El tapón de la botella ajusta perfectamente en su interior, por lo que se une al cohete mediante rosca. Si quieres asegurar la unión, puedes pegar el tapón a este elemento.

En la configuración de la impresión es importante no poner una densidad de relleno elevada para evitar aumentar el peso del cohete.

A continuación te comparto los archivos originales.

Imagen del logo corto de la aplicación FreeCAD

Zona de descarga del archivo para la aplicación FreeCAD:

Nariz cohete.FCStd

Imagen del logo del programa Ultimaker Cura

Zona de descarga del archivo para la aplicación Ultimaker Cura:

Nariz cohete.stl

Faldón

Imagen animada del faldón del cohete

En este elemento se acoplarán las aletas del cohete.

Como puedes ver en la imagen, el faldón dispone de unas ranuras donde deberás colocar las aletas.

El faldón va abierto en su parte inferior para permitir cierta flexibilidad y mejorar la  adaptabilidad al cohete.

Es importante la colocación de la pieza sobre la superficie de impresión, para evitar la necesidad de crear soportes en la impresión.

A continuación te comparto los archivos originales.

Imagen del logo corto de la aplicación FreeCAD

Zona de descarga del archivo para la aplicación FreeCAD:

Faldon.FCStd

Imagen del logo del programa Ultimaker Cura

Zona de descarga del archivo para la aplicación Ultimaker Cura:

Faldon.stl

Aletas

Imagen animada de la aleta del cohete

Deberás hacer 4 aletas que encajarán en el faldón.

Es importante que todas sean iguales.

Aunque te comparto los archivos, yo te recomiendo que busques algún plástico rígido en lugar de usar la impresora 3D. ¡Tu decides!

A continuación te comparto los archivos originales.

Imagen del logo corto de la aplicación FreeCAD

Zona de descarga del archivo para la aplicación FreeCAD:

Aleta.FCStd

Imagen del logo del programa Ultimaker Cura

Zona de descarga del archivo para la aplicación Ultimaker Cura:

Aleta.stl

Botellas de agua

Imagen animada de cómo quedarían colocadas las botellas de agua

He compartido este fichero para que puedas comprobar el tamaño de las botellas. A continuación te doy algunos datos sobre ellas:

  • Diámetro externo: 87 mm.
  • Diámetro interno: 86 mm.
  • Altura: 320 mm.

En la imagen puedes ver cómo debe ir colocadas las botellas. Se aprecia como una de ellas va cortada, en ella se alojará la cápsula de componentes. La unión puedes hacerla usando la cinta adhesiva.

No olvides que la botella inferior, no debes manipularla.

A continuación te comparto los archivos originales.

Imagen del logo corto de la aplicación FreeCAD

Zona de descarga del archivo para la aplicación FreeCAD:

Botella.FCStd

Imagen del logo del programa Ultimaker Cura

Este objeto, por sus características, no se debe imprimir. Por este motivo no te he compartido el archivo STL.

Imagen del logo de GitHub Definición:

Es una plataforma que está en la nube donde se pueden guardar archivos para compartirlos con otras personas ya que es libre.

Ejemplo:

Los ficheros del cohete que te has descargado están en GitHub.

Lumen dice ¿No sabes cómo colocar los componentes?

Si tienes problemas para colocar los componentes, yo te puedo ayudar.

Nada mejor que una imagen. A continuación te muestro una imagen animada que seguro te ayudará:

Imagen animada del conjunto completo de la cápsula de componentes

Kardia dice ¿Te atreves con el cohete completo?

Para terminar, te invito que que intentes comprobar todos los componentes del cohete en la siguiente imagen:

Imagen animada del cohete completo en posición horizontal

4. Preparando el lanzamiento

Como ya has visto anteriormente, el cohete necesita dos ingredientes esenciales:

  • Agua. Debes llenar la botella de cargar del cohete 1/3 de agua. Ejemplo, si tu botella es de 1,5 L, deberás introducir aproximadamente 0,5 litros. Una vez completada esta tarea, coloca el tapón en la botella para evitar que se derrame.
  • Aire a presión. Debes llenar la botella de aire hasta que salte el tapón de presión, ¡entonces el cohete despegará!

Tapón de presión

Imagen del tapón de presión sin la válvula de aire

Información:

  • Este elemento lo puedes encontrar en las ferreterías.
  • Cualquier otro tipo de tapón os puede servir.
  • Medidas:
    • Diámetro cabeza: 25,7 mm.
    • Diámetro de ajuste con la botella: 23,1 mm.
    • Longitud máxima: 27,8 mm.
    • Diámetro interno: 14,1 mm.
    • Longitud de penetración en la botella: 19,6 mm.

Consejos:

  • Intenta no deformar las pestañas de ajuste.
  • Antes del lanzamiento, reseca el tapón para mejorar el ajuste.

Conector de presión

Imagen del tapón con la válvula en alzado

Imagen del tapón con válvula en planta

Información:

  • Este conector es un elemento utilizado en las instalaciones de neumática.
  • Puedes usar este tipo de conector u otro  similar que permita la unión del tapón de presión con el compresor de aire.

Consejos:

  • Debes introducirla en el tapón de presión como se muestra en la figura de la izquierda.

Compresor y conexión al cohete

Imagen de un compresor de aire con el detalle de nuestro proyecto

Imagen de conector del compresor

Imagen de la conexión del compresor a la válvula del tapón

Información:

  • Esta máquina permite almacenar aire a presión y utilizarlo en el lugar que deseemos.
  • En las imágenes de la izquierda puedes ver el detalle de conexión del compresor al tapón de presión del cohete.
  • Si tienes problemas para encontrar estos componentes habla con tu profesor/ra, seguro que te podrá dar una solución. Recuerda que esto es sólo una opción.

Consejos:

  • Al desplazar el compresor, hay que tener cuidado con la válvula de seguridad que tiene en la parte inferior.
  • Vigila la presión de inflado, no superes los 5 Kp/cm2.
  • Intenta alejarte lo máximo posible del cohete.

Medidas de seguridad:

  • Usar unas gafas de seguridad para proteger tus ojos.
  • Usar guantes de seguridad para proteger tus manos.

Además de la conexión del compresor al cohete, en este caso, vamos a necesitar imprimir en 3D una plataforma de lanzamiento que se adapte a estos conectores.

A continuación te comparto los archivos necesarios, tanto en FreeCAD como en Cura.

Adaptador del conector de presión

Para poder usar el conector de presión que te mostré anteriormente, necesitarás fabricarte un adaptador para que encaje perfectamente.

En la imagen de la izquierda puedes ver una animación del adaptador. Pero lo más interesante está en su interior. Si quieres ver los detalles internos sólo has de hacer clic sobre la imagen y la pieza se hará transparente en un 60%.

Fíjate que tiene cuatro orificios, uno en cada esquina. Esta pieza deberá sujetarse a la que te mostraré a continuación.

Además, en la parte superior del cilindro hay unos orificios para el pasador. Pero eso lo veremos más adelante.

Pero antes, te comparto todos los ficheros que vas a necesitar:

A continuación te comparto los archivos originales.

Imagen del logo corto de la aplicación FreeCAD

Zona de descarga del archivo para la aplicación FreeCAD:

Imagen del logo del programa Ultimaker Cura

Zona de descarga del archivo para la aplicación Ultimaker Cura:

Torre-Cohete

Imagen de la planta de la torre del cohete

Esta pieza deberás imprimirla con una densidad no inferior al 60%, ya que deberá soportar los esfuerzos del despegue del cohete.

En la imagen de la izquierda puedes ver una animación de la pieza.

Sobre esta pieza deberás acoplar el adaptador del conector mediante cuatro tornillos.

Si quieres ver los detalles internos de la pieza, sólo debes hacer clic sobre ella. Además, te muestro la planta de la pieza para que aprecies más detalles.

La torre-cohete debe ir anclada a una superficie de madera que le de estabilidad al conjunto. Para ello, cada pata dispone de dos orificios para los tornillos.

Pero antes, te comparto todos los ficheros que vas a necesitar:

A continuación te comparto los archivos originales.

Imagen del logo corto de la aplicación FreeCAD

Zona de descarga del archivo para la aplicación FreeCAD:

Imagen del logo del programa Ultimaker Cura

Zona de descarga del archivo para la aplicación Ultimaker Cura:

Pasador de lanzamiento

Imagen del pasador de lanzamiento

Esta pieza deberás hacerla tú  doblando un alambre.

El alambre no deberá tener un diámetro no superior a 2 mm y la longitud recomendada de 80 mm.

Para conseguir un buen resultado te recomiendo que utilices las herramientas adecuadas.

En la imagen de la izquierda puedes ver una forma posible.

Sobre esta pieza deberás colocar el hilo que te permita tirar del pasador a una distancia de seguridad.

Consejo:

Cando realices el lanzamiento del cohete, la persona encargada de tirar del pasador debe tener en cuenta lo siguiente:

  • Debe esperar la orden de OK de la persona que está introduciendo la presión al cohete.
  • El hilo debe estar lo más recogido posible.
  • Deberá dar un tirón a gran velocidad.

Imagen de un compresor de aire Definición:

Máquina que permite proporcionar aire a una cierta presión. Hay de diferentes tipos como  mecánicos y eléctricos.

Ejemplo:

Lo que se utiliza para inflar las ruedas de la bicicleta, es un ejemplo de compresor.

Imagen de un esquema neumático Definición:

Es una parte de la mecánica que estudia todo lo relacionado con el aire a presión.

Ejemplo:

¿Te gusta la Fórmula 1?  Las ruedas las quitan gracias a unas pistolas que funcionan con neumática.

Retor dicePara terminar, te quiero mostrar una imagen animada completa de todo el cohete

Espero que hayas disfrutado con todo lo que has visto.

Yo lo he pasado genial guiándote en todo el proceso.

¡Aquí puedes ver todo el conjunto en 3D!

Imagen animada de la vista de conjunto de todos los componentes

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