Jump to content

Revisión de la literatura sobre componentes fotovoltaicos imprimibles en 3D

From Appropedia

Tecnología RepRap

RepRap – el prototipador rápido replicable

R. Jones, P. Haufe, E. Sells, P. Iravani, V. Olliver, C. Palmer y A. Bowyer, "RepRap: el prototipo rápido replicador", Robotica , 29(1), 177-191, 2011.

Abstracto:

En este artículo se presentan los resultados obtenidos hasta la fecha por el proyecto RepRap, un proyecto en curso que ha creado y distribuido gratuitamente un prototipo rápido replicable. Se ofrecen los fundamentos que llevaron a la invención de la máquina, la selección de los procesos que nosotros y otros hemos utilizado para implementarla, los diseños de las partes clave de la máquina y cómo han evolucionado a partir de sus conceptos y experimentos iniciales, y se ofrecen estimaciones del éxito reproductivo de la máquina en el mundo hasta el momento de escribir este artículo (unas 4500 máquinas en dos años y medio).

Notas:

  • Dar la historia de RepRap
  • Comenzó en 2004
  • Primera autorreproducción de RepRap en 2008
  • Diseñado originalmente para imprimir ABS
  • Se eligió el PLA como material de impresión alternativo porque es de origen vegetal y biodegradable
  • 48% autorreplicante excluyendo sujetadores, 13% incluyendo sujetadores (tanto para Darwin como para Mendel)
  • Es posible la autorreplicación de Mendel del 57% (excluyendo los sujetadores) si se reemplazan los cojinetes por cojinetes lisos impresos.
  • De la Tabla 1- Mendel: Costo-350 Euros, Velocidad de Deposición-15 mL/h, Diámetro de Boquilla-0,5 mm, Precisión de Posicionamiento-0,1 mm,

Diseño abierto y el proyecto Reprap

D. Holland, G. O'Donnell y G. Bennett, "Diseño abierto y el proyecto Reprap", 27.ª Conferencia Internacional de Fabricación, 97-106, 2010.

Abstracto:

Este artículo detalla la investigación de una tendencia emergente dentro del desarrollo de la tecnología: el "diseño abierto". Las mejoras en las comunicaciones y la tecnología informática han hecho posible la colaboración a través de grandes distancias geográficas. Esta tecnología ya ha tenido un gran impacto en el campo de la ingeniería, desde el desarrollo de prácticas CAD/CAE/CAM hasta el surgimiento de la ingeniería concurrente. Siguiendo el ejemplo del software de código abierto, el diseño abierto es un enfoque para el desarrollo de tecnología en el que la información técnica de diseño se licencia de tal manera que cualquier persona puede acceder a ella, utilizarla, modificarla y redistribuirla. Las posibles implicaciones de este concepto se pueden inferir del impacto del software de código abierto. Se realizó una revisión de la literatura existente sobre el tema. Se realizó una demostración práctica del proceso, mediante un intento de contribuir a una tecnología de diseño abierto existente: el RepRap. Se trata de un prototipo rápido de bajo coste capaz de fabricar las piezas necesarias para hacer una copia de sí mismo. La capacidad de utilizar resina como material de construcción se identificó como un requisito del dispositivo. Se seleccionó un enfoque para integrar la extrusión de resina dentro del dispositivo, se identificó un material adecuado y se diseñó y montó un equipo experimental. Los resultados de las pruebas iniciales indicaron que la extrusión de resina es viable para RepRap.

Notas:

  • Se analizan los beneficios del "diseño abierto": el avance de la tecnología, la rápida evolución de los diseños, la depuración eficiente y la capacidad de lidiar con la incertidumbre sobre el éxito de una nueva tecnología.
  • Buena y breve historia del RepRap
  • Se investigó la posibilidad de utilizar resinas como materia prima. Se utilizó una resina adhesiva curable por UV.
  • Se creó una extrusora experimental basada en jeringa que funciona en una máquina CNC de escritorio de 3 ejes (no una RepRap)
  • Experimentos para investigar la viabilidad, los tiempos de curado, el efecto de mezclar resina con aditivos, el uso de ABS y resina, y el uso de ABS como estructura de soporte.
  • Se descubrió que solo las resinas de alta viscosidad producían una calidad de impresión aceptable sin ninguna estructura de soporte.
  • El ABS se puede utilizar con éxito como material de soporte en combinación con resinas de baja viscosidad. Posteriormente se puede eliminar sumergiendo la pieza en acetona, lo que disuelve el ABS pero mantiene intacta la resina.

Un proyecto de mecatrónica basado en hardware de código abierto: la impresora 3D replicante y rápida

J. Kentzer, B. Koch, M. Thiim, RW Jones y E. Villumsen, "Un proyecto de mecatrónica basado en hardware de código abierto: la impresora 3D rápida y replicadora", 4.ª Conferencia internacional sobre mecatrónica, 1-8, 2011.

Abstracto:

En este artículo se analiza la ejecución de un proyecto de hardware de código abierto (OSHW) como parte del programa de grado de maestría en mecatrónica de la Universidad del Sur de Dinamarca. Hubo varias razones que nos motivaron a llevar a cabo este proyecto: razones educativas, intelectuales y de investigación. Los proyectos de código abierto brindan oportunidades únicas para que los estudiantes adquieran experiencia en la resolución de problemas del mundo real. También hubo una consideración de investigación al llevar a cabo un proyecto de OSHW. Tres de los autores de este artículo están trabajando para obtener una maestría en Innovación y Negocios y querían llevar a cabo un proyecto de OSHW como precursor de un trabajo de investigación sobre la "Comercialización de proyectos de OSHW". La elección del proyecto fue muy importante y elegimos construir una impresora 3D utilizando información proporcionada por la comunidad de código abierto de RepRap porque satisfacía casi todas nuestras especificaciones para un proyecto de OSHW. Aquí se documentan nuestras experiencias en la construcción de una impresora 3D, así como la documentación de las áreas en las que la información de código abierto actualmente tiene deficiencias.

Notas:

  • Describe la historia del hardware de código abierto (OSHW) a partir del software de código abierto.
  • Uso de proyectos de tecnología apropiada de código abierto en el aula (cita al Dr. Pearce)
  • Descripción general de la construcción de su Mendel y los problemas que encontraron: agujeros demasiado pequeños, problemas de firmware, falla del extremo caliente
  • Impreso ABS400 a 260C.
  • Problemas con el extremo caliente: la barrera térmica de PTFE falló varias veces. Se cambió a una barrera de PEEK.
  • Cambié de ABS a PLA: tuve problemas con la adherencia en la boquilla, lo solucioné con aceite.
  • Electrónica usada Gen 3
  • Se describen muchas deficiencias en la documentación de RepRap.

Impresión 3D de tecnologías apropiadas de código abierto para un desarrollo sostenible autodirigido

JM Pearce, CM Blair, KJ Laciak, R. Andrews, A. Nosrat e I. Zelenika-Zovko, "Impresión 3D de tecnologías apropiadas de código abierto para el desarrollo sostenible autodirigido", Journal of Sustainable Development', 3(4), 17-29, 2010.

Abstracto:

La evolución tecnológica de las impresoras 3D, el acceso generalizado a Internet y la informática de bajo coste han creado un nuevo medio de diseño abierto capaz de acelerar el desarrollo sostenible autodirigido. Este estudio examina críticamente cómo las impresoras 3D de código abierto, como RepRap y Fab@home, permiten el uso de diseños de dominio público para fabricar tecnología apropiada de código abierto (OSAT), que las comunidades locales pueden fabricar de forma fácil y económica a partir de recursos fácilmente disponibles para satisfacer sus necesidades. Se examinan las capacidades actuales de las impresoras 3D de código abierto y se propone un nuevo esquema de clasificación para las OSAT que sean técnicamente factibles y económicamente viables para su producción. A continuación, se describe una metodología para cuantificar las propiedades de las piezas impresas y una trayectoria de investigación para ampliar la tecnología existente a fin de proporcionar la fabricación completa de OSAT a nivel de aldea. Por último, se extraen conclusiones sobre el potencial de las impresoras 3D de código abierto para ayudar a impulsar el desarrollo sostenible.

Notas:

  • Define la tecnología apropiada
  • La tecnología apropiada no está bien documentada ni difundida. Es necesario mejorar su difusión.
  • Las impresoras comerciales tienen tolerancias altas pero son costosas ($5000-$200,000) en comparación con las impresoras de código abierto de aproximadamente $1000.
  • RepRap y Fab@Home comenzaron en universidades y tienen comunidades de código abierto
  • Autorreplicación 6,83% con sujetadores, 48% sin sujetadores
  • RepRap puede imprimir ABS, PLA, HDPE y policaprolactona
  • "Deposición secuencial de capas"
  • Software CAD de código abierto y uso compartido de modelos en Thingiverse
  • No se necesitan habilidades de mecanizado para operar impresoras 3D
  • La impresión de código abierto fomentaría la formación en CAD y diseño
  • Las piezas impresas podrían usarse en energía, agricultura, agua, alimentos, medicina, transporte, artesanía, vivienda y aplicaciones industriales.
  • Las posibles piezas fabricadas directamente incluyen: prótesis, herramientas, engranajes, abrazaderas, etc.
  • Uso de una pieza impresa para fabricar un molde de fundición
  • El posprocesamiento es aceptable para aplicaciones OSAT
  • La mayor parte del desarrollo en la impresión 3D de código abierto proviene de la comunidad de hackers, que actualmente no está influenciada por todo el potencial de la ciencia y la ingeniería de los materiales.
  • La impresión 3D no tiene la confiabilidad ni las pruebas necesarias para su implementación en países en desarrollo.
  • Se necesitan más pruebas de piezas impresas junto con el desarrollo de métodos de prueba para descubrir las propiedades de los materiales impresos.
  • Es necesario realizar análisis teóricos y pruebas de las piezas para determinar la idoneidad de los objetos de impresión.

RepRap: el prototipador rápido replicante que maximiza la personalización mediante la mejora de los medios de producción

Z. Smith, "RepRap: el prototipador rápido replicante que maximiza la personalización mediante el mejoramiento de los medios de producción".

Abstracto:

Pensemos en los lobos que vemos paseando por la calle todos los días. Su apariencia varía de lo extravagante a lo grotesco, y su tamaño corporal adulto cubre una envergadura que ninguna otra especie puede igualar. Esta variedad virtuosa y anticuada fue creada mediante una de las tecnologías más antiguas y grandiosas de la humanidad: la ingeniería genética. Hemos estado personalizando la vida desde la invención de la agricultura en Mesopotamia alrededor del 9500 a. C. (Wikipedia, 2007).

Hoy en día, gran parte de esa personalización se realiza de manera industrial, aunque las técnicas aún conservan una característica importante que han tenido a lo largo de los milenios: pueden ser realizadas por una sola persona que posea un equipo no más avanzado que un corral de cría o un cobertizo para macetas. Incluso la última versión de la hélice ─la manipulación directa del ADN─ requiere unos medios modestos que están dentro de los recursos de una persona (Dyson, 2006).

Las implicaciones de la impresión 3D de bajo coste para la propiedad intelectual

Bradshaw, S., Bowyer, A. y Haufe, P., 2010. Las implicaciones de la impresión 3D de bajo coste en materia de propiedad intelectual. ScriptEd, 7 (1), págs. 5-31.

Abstracto:

A finales de los años 70, la impresión 3D empezó a consolidarse como tecnología de fabricación. Treinta años después, el coste de las máquinas de impresión 3D está cayendo hasta el punto de que los particulares del mundo desarrollado pueden poseerlas fácilmente. Permiten a cualquiera imprimir piezas de ingeniería complicadas de forma totalmente automática a partir de archivos de diseño que se pueden compartir fácilmente por Internet. Sin embargo, aunque el uso generalizado de las impresoras 3D puede tener ventajas económicas y medioambientales respecto de los métodos convencionales de fabricación y distribución de bienes, puede haber preocupaciones de que dicho uso pueda verse limitado por la aplicación de la legislación sobre propiedad intelectual (PI). En este artículo se examina la legislación y la jurisprudencia sobre PI existentes en el contexto de la posible adopción generalizada de esta tecnología tanto por parte de pequeñas empresas como de particulares. Se divide el examen en cinco áreas: derechos de autor, protección del diseño, patentes, marcas comerciales y usurpación de marca. De manera tranquilizadora, y quizás sorprendente, se concluye que, al menos en el Reino Unido, los propietarios privados de impresoras 3D que fabrican artículos para uso personal y no para obtener ganancias están exentos de la gran mayoría de las restricciones de propiedad intelectual, y que los usuarios comerciales, aunque más restringidos, lo están menos de lo que podría imaginarse.

Una nueva plataforma robótica móvil de código abierto imprimible en 3D para la educación

Gonzalez-Gomez, J., Valero-Gomez, A., Prieto-Moreno, A., & Abderrahim, M. (2012). Una nueva plataforma robótica móvil de código abierto imprimible en 3D para educación. Advances in Autonomous Mini Robots, 49-62.

Abstracto:

En este artículo presentamos el Miniskybot, nuestro nuevo robot móvil destinado a fines educativos, y la filosofía subyacente. Tiene tres nuevas características importantes: se puede imprimir en 3D en máquinas de bajo costo tipo reprap, es totalmente de código abierto (incluida la mecánica y la electrónica) y está diseñado exclusivamente con herramientas de código abierto. La plataforma robótica presentada permite a los estudiantes no solo aprender a programar robots, sino también modificar fácilmente el chasis y crear nuevas piezas personalizadas. Al ser de código abierto, el robot se puede modificar, copiar y compartir libremente a través de Internet. Además, es extremadamente barato, ya que el costo está determinado casi exclusivamente por el costo de los servos, la electrónica y los sensores.

Sería fantástico si no lo arruinan.

Weinberg, M. (2010). SERÁ GENIAL SI NO LO CAGAN.

Abstracto:

La próxima gran disrupción tecnológica se está gestando en un lugar que no se ve a simple vista. En pequeños talleres, parques de oficinas sin rostro, garajes y sótanos, los revolucionarios están trasteando con las máquinas que pueden convertir bits digitales en átomos físicos. Las máquinas pueden descargar planos de una llave inglesa de Internet e imprimir una llave inglesa real y funcional. Los usuarios diseñan sus propias joyas, engranajes, soportes y juguetes con un programa informático y utilizan sus máquinas para crear joyas, engranajes, soportes y juguetes reales.

Cambiando la forma en que fabricamos y entregamos dispositivos inteligentes: ¿Cuándo podré imprimir mi nuevo teléfono?

A. Schmidt, T. Doring y A. Sylvester, "Cambiando la forma en que fabricamos y entregamos dispositivos inteligentes: ¿cuándo puedo imprimir mi nuevo teléfono?", IEEE Pervasive Computing, vol. 10, núm. 4, págs. 6-9, abril de 2011.

Abstracto:

La idea de imprimir dispositivos físicos ha existido durante una década y, en los prototipos de investigación, esta idea se está haciendo realidad. Con la aparición de laboratorios de fabricación (fab labs) en todo el mundo y la disponibilidad de plataformas informáticas modulares más potentes, la posibilidad de crear dispositivos inteligentes innovadores y productos ubicomp se está convirtiendo en realidad.

Cadena de herramientas de la impresora 3D

Evans, Brian. "Cadena de herramientas de impresora 3D". Impresoras 3D prácticas (2012): 27-47.

Abstracto:

Aún estamos muy lejos de que nuestras impresoras 3D personales funcionen como nuestros microondas, pero un grupo de desarrolladores intrépidos ha logrado un gran progreso no solo para brindarle opciones sobre cómo desea utilizar su impresora 3D, sino también para hacerla más confiable y fácil de usar. La forma en que interactuamos con nuestra impresora 3D está determinada por la cadena de herramientas de la impresora: la electrónica, el firmware, el software de control y el software de corte que convierten un modelo 3D en un objeto 3D. Si compró su impresora 3D como un kit completo o preensamblado, entonces probablemente tenga una cadena de herramientas establecida proporcionada por el fabricante del kit. Por otro lado, es posible que esté ensamblando su impresora 3D a partir de una variedad de fuentes y esté eligiendo partes de la cadena de herramientas que mejor se adapten a sus necesidades. De cualquier manera, este capítulo está aquí para ayudarlo a comprender cómo funcionan juntas estas diferentes partes de la cadena de herramientas. Este capítulo también presenta la idea del flujo de trabajo de la impresora 3D como una forma de usar la cadena de herramientas de nuestra impresora para hacer impresiones 3D. Es posible que más adelante decida actualizar partes de su cadena de herramientas, por lo que este capítulo le ayudará a proporcionar un punto de partida. Por ejemplo, es posible que deseemos actualizar nuestra MakerBot Cupcake de tres años con nuevos componentes electrónicos que ejecuten un nuevo firmware con funciones avanzadas diseñadas originalmente para una RepRap. También es posible que deseemos actualizar nuestro programa de corte para que la reparación de modelos para imprimir sea un poco más sencilla. Todo esto nos daría una mejora significativa en la calidad de impresión y el rendimiento de una impresora más antigua, lo que le daría nueva vida.

FÁBRICA VIRTUAL PARA PRODUCCIÓN ABIERTA PERSONALIZADA

Redlich, TOBIAS, JENS P. Wulfsberg y FL Bruhns. "Fábrica Virtual de Producción Abierta Personalizada". Tagungsband 15ª Conferencia Internacional de Gestión del Desarrollo de Productos, Hamburgo. 2008.

Abstracto:

En este artículo se analiza la integración holística del cliente en la creación de valor, centrándose en el desarrollo de equipos de fabricación. Para ello, se introducirá el paradigma de la producción abierta y se demostrará la viabilidad de la apertura mediante ejemplos prácticos.

La explosión cámbrica de la impresión 3D popular

Cano, Juan Luis Chulilla. "La explosión cámbrica de la impresión 3D popular". Revista Internacional 1.

Abstracto:

La inesperada aparición de la impresión 3D ha sorprendido a muchos analistas tecnológicos. En este artículo pretendemos contextualizar socialmente los ciclos de retroalimentación que han generado esta rápida evolución de las tecnologías y habilidades involucradas en la impresión 3D, así como las comunidades en línea relacionadas con la impresión 3D y el impacto de esta evolución en los medios de comunicación, en el imaginario popular... y en nuestro futuro cercano.

Impresión tridimensional: una introducción para profesionales de la información

Marcoux, Julie y Kenneth-Roy Bonin. "Impresión tridimensional: una introducción para profesionales de la información". ICDS 2012, Sexta Conferencia Internacional sobre Sociedad Digital. 2012.

Abstracto:

La impresión tridimensional (3D), considerada por algunos como la próxima gran tecnología emergente que gozará de una penetración abrumadora en el mercado, podría tener importantes implicaciones en materia de información, a pesar de su limitada cobertura en la literatura sobre ciencias de la información. Esta revisión de material complementario de otras fuentes proporciona definiciones introductorias, descripciones técnicas e indicaciones de futuros desarrollos relevantes para los profesionales de la información.

Sobre la viabilidad del modelo de desarrollo de código abierto para el diseño de objetos físicos

de Bruijn, Erik, et al. "Sobre la viabilidad del modelo de desarrollo de código abierto para el diseño de objetos físicos: lecciones aprendidas del proyecto RepRap" (2010).

Abstracto:

Aunque el desarrollo de software de código abierto se ha estudiado ampliamente, se sabe relativamente poco sobre la viabilidad del mismo modelo de desarrollo para el diseño de un objeto físico. Esta tesis aborda este déficit explorando hasta qué punto este modelo es viable para el desarrollo de objetos físicos. Comienza con una revisión de la literatura relevante sobre código abierto y comunidades de innovación de usuarios, seguida de un estudio de caso y una encuesta de la comunidad RepRap. Esta comunidad desarrolla un sistema de fabricación digital que puede imprimir en 3D una gran parte de sus propias piezas. Esto permite que una comunidad descentralizada produzca de forma independiente piezas físicas basadas en diseños digitales que se comparten a través de Internet. Además de mejorar el dispositivo, los innovadores de los usuarios desarrollaron una infraestructura dedicada. La encuesta revela una adopción y un desarrollo sustanciales de la tecnología de impresoras 3D, comparables a los de los proveedores más grandes de la industria. Los miembros de la comunidad RepRap gastan entre 145 y 182 dólares equivalentes a tiempo completo y han gastado entre 382.000 y 478.000 dólares solo en innovación. En el intervalo de duplicación de seis meses del proyecto RepRap, es totalmente factible que su adopción y los niveles disruptivos de innovación superen a los de la industria actual. Dentro de la comunidad hay una mayor incidencia en las modificaciones de hardware que en el software y, sorprendentemente, se espera que las modificaciones de hardware sean relativamente más fáciles de replicar para otros. El nivel de colaboración también es mayor para el hardware que para el software. A través de Thingiverse, una plataforma de intercambio basada en la web que se originó a partir del proyecto RepRap, se diseñaron 1.486 objetos físicos en los últimos seis meses. Además, más de 10.000 objetos fueron fabricados de forma independiente por las máquinas de sus miembros. Si bien ya es sustancial, este nivel de actividad exhibe características de crecimiento exponencial similares. Muchos miembros de la comunidad RepRap poseen una capacidad de fabricación a la que la persona promedio no tiene acceso. Si bien esto limita la generalidad actual de los hallazgos del estudio de caso, hay muchas razones para esperar una alta probabilidad de acceso personal a la fabricación digital en el futuro cercano. El rápido desarrollo y la adopción de tecnologías de fabricación cada vez más asequibles, pero más potentes y valiosas, y la lógica antirival del diseño abierto permiten que el desarrollo colaborativo dominado por el usuario tenga implicaciones significativas para el abastecimiento de bienes en la sociedad. Por último, analizo las implicaciones y hago sugerencias para futuras investigaciones.

Icono de información de la FA.svgIcono de ángulo hacia abajo.svgDatos de la página
AutoresBen Wittbrodt , Juan Laureto
LicenciaLicencia CC BY-SA 3.0
IdiomaInglés (es)
Relacionado1 subpágina , 7 páginas enlazadas aquí
AliasRevisión de la literatura sobre componentes fotovoltaicos imprimibles en 3D
Impacto487 páginas vistas ( más )
Creado24 de enero de 2013 por Ben Wittbrodt
Última modificación5 de septiembre de 2024 por Irene Delgado
Cookies help us deliver our services. By using our services, you agree to our use of cookies.