Proyectos

Aunque podamos pensar que la impresión 3D es una herramienta tecnológica muy reciente, los diferentes hallazgos y descubrimientos que la hicieron posible se remontan al siglo XIX. A través de esta infografía y el siguiente vídeo, queremos contarte los hitos más importantes de esta incipiente y revolucionaria tecnología con la intención de poner en valor todos los esfuerzos e intentos que han sido necesarios realizar para poder llegar a nuestra actual tecnología. 

Como hemos visto anteriormente en la infografía, en 1859 Francoise Willeme inventó el primer escáner 3D. En 1864 patentó un proceso llamado Photoesculpture. Para ello, Willème colocaría a su sujeto en una plataforma circular rodeada por 24 cámaras, una cada 15 grados. Luego fotografiaría su silueta simultáneamente con cada cámara. Este conjunto de perfiles fotográficos contenía los datos para una representación completa de su sujeto en 3 dimensiones.

Pero... ¿cómo traducía esta información a la fabricación de la escultura? Para crear una imagen 3D de su sujeto, necesitaba transferir la información de cada fotografía a varias capas. Para ello, proyectó cada imagen en una pantalla y mediante el uso de un pantógrafo conectado a un cortador logró cortar cada perfil en una lámina de madera. El pantógrafo permitía que los cortes fueran más pequeños, más grandes o del mismo tamaño que la proyección original. Luego, las capas de madera se ensamblaban para crear la fotoescultura. En un artículo del francés Théophile Gautier titulado, " Fotoescultura" en el  periódico Moniteur universel se explica este proceso. Te animamos a que visualices la reconstrucción de este aparato realizada por el Winchester School of Art. 

En el anterior vídeo de 1939 hemos podido ver una grabación del uso este invento, así como su aplicación comercial. En la actualidad, los artistas de ThreeDee-You han rescatado esta idea y realizan fotoesculturas usando las actuales tecnologías 3D.

Esta tercera sección "¿Qué aplicaciones puede tener la IMPRESIÓN 3D en nuestras aulas?" nos conduce a la importancia que tiene esta herramienta en la inclusión educativa y social. Además, hemos decidido incorporar un apartado sobre expresión artística para abrir nuestro foco como docentes hacia otras materias menos tecnológicas. Finalmente, hemos hecho una selección de buenas prácticas educativas relacionas con la IMPRESIÓN 3D que se han llevado a cabo en distintos centros educativos. 

Para ello, nos proponemos los siguientes objetivos:

• Descubrir en qué consiste y qué aplicaciones tiene la impresión 3D en entornos educativos. 

• Sorprenderte con las posibilidades que nos ofrece la impresión 3D para hacer nuestras aulas más inclusivas.

• Explorar la aplicación de la impresión 3D en el arte. 

• Ilusionarte con buenas prácticas educativas relacionadas con el aprendizaje servicio y la impresión 3D.

Aprendizaje, inclusión e impresión 3D

La impresión 3D se ha convertido en una potente herramienta para apoyar la inclusión educativa. En primer lugar, favorece la compresión de ciertos conceptos complejos de algunas asignaturas al poder manipular y visualizar objetos y, de esta forma, hacerlos más significativos. En segundo lugar, la impresión 3D se ha convertido en una de las principales herramientas para potenciar el aprendizaje en estudiantes con discapacidad visual. Por último, favorece la inclusión de personas con diversidad funcional al poder realizar adaptaciones a medida que les dan la oportunidad de participar de manera activa en la sociedad e incluso en el deporte. A continuación, vamos a conocer alguno de estos proyectos que nos van a dar una idea del potencial de la impresión 3D en el desarrollo de las competencias clave.

1. Uso de la impresión 3D para crear modelos visuales que apoyen el aprendizaje

La impresión 3D o la tecnologías 3D puede ayudar a hacer más significativos una amplia variedad de conceptos teóricos a menudo difíciles para el alumnado al permitir crear modelos manipulativos y visuales con los que los estudiantes pueden interactuar. Por tanto, el uso educativo de estas herramientas debería centrarse en los aprendizajes específicos de las distintas áreas o materias de las distintas etapas educativas y no solo en las materias específicas de ciencia y tecnología. Está claro, que muchas de las actividades que se puedan realizar, se prestan al trabajo por ámbitos, a desarrollar proyectos interdisciplinares, STEM+, aprendizaje basado en problemas, etc., favoreciendo de esta manera la creatividad, participación y el trabajo cooperativo. 

Sin embargo, puede ser difícil comenzar a integrarla en la enseñanza. Para ayudar al profesorado en esta tarea, son muchas las Consejerías de Educación de las diferentes CCAA junto con el MEFPD que están creando materiales de apoyo. Un ejemplo es el repositorio de diseños digitales realizado por la Consejería de Educación de Canarias,  un conjunto de recursos para imprimir para que pueda ser utilizado por el profesorado. En este repositorio podrás descargarte modelos sobre diferentes tipos de materiales manipulables, objetos o utensilios necesarios en las distintas áreas o materias educativas. Podemos diseñar e imprimir las medallas de los torneos que organicemos en el centro, conseguir utensilios de laboratorio, maquetas o prototipos realizados por los propios alumnos.

Otros repositorios es el ofrecido por Makerbot Education en donde podrás seleccionar colecciones de objetos que podrás utilizar en distintas materias. (Thingiverse)

Si quieres no dejar de sorprenderte de como las impresoras 3D pueden enriquecer tu aula, no dejes de visualizar este vídeo. 

Modelos de impresión 3D como apoyo para el aprendizaje

2. Uso de la impresión 3D para hacer accesible el arte a personas con discapacidad visual

El Museo Nacional del Prado de Madrid lanzó en el 2015 la exposición itinerante "Hoy toca el Prado" para conseguir que algunas de sus pinturas del museo sean accesibles a personas con discapacidad visual. De esta manera, las personas invidentes que visiten esta exposición podrán tocar las reproducciones de las obras de arte. Estas réplicas han sido impresas en 3D con la finalidad de acercar la pintura a personas con discapacidad visual para que estas puedan recrearlas mentalmente al ofrecer estas réplicas de las obras de arte para que sean tocadas y así, poder percibir los volúmenes y texturas de las diferentes pinturas representadas.

Algunas de las obras que integran la exposición son La Gioconda de Leonardo; La fragua de Vulcano, de Velázquez; El caballero de la mano en el pecho, del Greco, y El quitasol, de Goya.

Exposición "Hoy toca el Prado"

Otros proyectos de apoyo a personas con discapacidad visual es AstroBVI (Blind and Visually Impaired) que consiste en una innovadora propuesta de la Unidad de Astronomía de la Universidad de Antofagasta (UA), en Chile, para enseñar el Universo a niños con discapacidad visual. Dicha herramienta educativa está formada por cuatro mapas de galaxias recreados con una impresora 3D.

Desde la Universidad de Colorado se ha creado un proyecto en el que se ha conseguido editar libros impresos con tecnología 3D para niños con dificultad visual. El proyecto se llama Tactile Picture Books Project. Cada libro impreso en 3D tiene ilustraciones hechas en relieve, de esta manera los niños con dificultades visuales podrán seguirlas con sus manos, a parte de tener el apoyo de la lectura del texto en braille. Los dos primeros libros que se han creado han sido 2 clásicos de los cuentos ilustrados, «La pequeña oruga glotona» y «Buenas noches luna». Actualmente, el equipo está creando una biblioteca digital con una colección o archivos STL gratuitos. Por ahora, las familias y los educadores pueden encontrar archivos STL de Goodnight Moon en Thingiverse o enviar una solicitud para recibir una copia en el sitio web del proyecto.

El último proyecto que queremos destacar es «Touchable memories»,  lanzado por la empresa «Pirate 3D». Este proyecto consiste en como , mediante su impresora 3D , es posible recrear en relieve las fotografías de personas invidentes para que, mediante el tacto, éstas puedan revivir sus momentos más preciados.

Fotografías en 3D

3. Uso de la impresión 3D para favorecer la inclusión de personas con diversidad funcional

La fundación ONCE ha puesto a disposición de todas las personas con diversidad funcional una muestra de objetos diseñados para su impresión en tres dimensiones con los que pretende mejorar la vida diaria de personas con discapacidad, puesto que surgen de la experiencia de los usuarios con discapacidad y sus necesidades. Algunos de ellos son un soporte en la silla de ruedas para colgar el bolso, una rampa ligera y desmontable para salvar, también desde la silla, pequeños obstáculos como bordillos o una carcasa que ayuda a escribir con precisión en un teclado a quienes necesitan apoyar toda la mano. Todos están en un repositorio de diseños de libre descarga ofrecidos por esta fundación para su posterior impresión en 3D. 

Diseño e impresión de productos de apoyo en 3D (ONCE)

Otro ejemplo de uso de las tecnologías 3D para aumentar la autonomía de personas con diversidad funcional son los proyectos llevados a cabo por 3DLAN, asociación sin ánimo de lucro que persigue facilitar la vida de las personas con discapacidad a través del diseño y las nuevas tecnologías, aprovechando las oportunidades que brindan la impresión 3d y las herramientas de fabricación digital poniéndolas a disposición de manera gratuita. Esta asociación ha recibido el premio Fekoor Saria Vida Independiente.

A través de su repositorio podrás bajarte los diseños, imprimirlos en tu impresora 3D o buscar nuevas soluciones a partir de ellos. Además, realizan talleres y encuentros presenciales y online relacionados con la fabricación abierta, colaborando con entidades que atienden a personas con diversidad funcional y centros educativos para detectar e identificar necesidades relacionadas con la realidad de nuestro entorno y cocrear posibles soluciones mediante la tecnología de impresión 3D, haciendo accesible después el resultado a todo el mundo. Para poder lograrlo colaboran con Gaiker (Centro de investigación de nuevos materiales) y Belén Sancho, profesora de Grado de Fisioterapia de la Facultad de Medicina y Enfermería de la Universidad del País Vasco para la aplicación de un nuevo material impreso en 3d en el campo de la rehabilitación y la fisioterapia.

Otro proyecto muy interesante que lleva a cabo esta asociación es el programa de apoyo al deporte inclusivo. Para ello analizan, identifican, codiseñan y desarrollan nuevas ayudas técnicas que acerquen la práctica del deporte a todas las personas. Algunos ejemplos son el desarrollo, junto con los deportistas de élite, de ideas sobre cómo mejorar partes del skate durante la celebración del campeonato internacional de Skate celebrado en La Kantera de Arrigunaga (Getxo). Otro proyecto emocionante es «Surf Irekia», la creación de una escuela de surf inclusiva mediante la creación de adaptaciones para las tablas de surf personalizadas que permiten la práctica del surf y el disfrute del mar a muchas personas para las que antes la práctica de este deporte estaba limitado.

3DLAN

Expresión artística e impresión 3D

Desde la aparición de las impresoras 3D, esta técnica de impresión se ha convertido en el centro de atención de muchos artistas que han encontrado en ella una poderosa aliada para crear, reproducir y recrear obras e instalaciones artísticas. A continuación vamos a dar una serie de pinceladas para intentar ampliar el espectro de las posibilidades de esta tecnología más allá de sus aspectos funcionales.

La revista "3Dnatives" en su artículo publicado por Lucía Contreras “Las aplicaciones de la impresión 3D en el arte” nos muestra una selección de obras asombrosas en las que se integra la impresión 3D en la creatividad y en donde el uso de la fabricación aditiva permite a los artistas explorar nuevos territorios ya que les ofrece la posibilidad de realizar geometrías muy complejas con un alto nivel de detalle.   

Con motivo de la Dubai World Expo 2020, el pabellón italiano realizó una réplica en tamaño real (más de 5 metros de altura) del David de Miguel Ángel utilizando tecnologías 3D. Para ello dividieron  la escultura en 14 piezas imprimibles y utilizaron una resina acrílica que luego ensamblados con pegamento y polvo de mármol. En este vídeo se puede observar cómo se llevó a cabo el proyecto.

Los límites de las posibilidades de esta tecnología son inimaginables. Durante la Semana del Diseño de Milán, MAD Architects presentó su proyecto de diseño de muebles impresos en 3D, presentando una reinterpretación del icónico mueble de Christian Dior, la Medallion Chair. Utilizando poliuretano monocromático los artistas logran atrapar la silla en el tiempo, quedando en movimiento.

A continuación vamos a ver otras aplicaciones de la impresora 3D como herramienta para la expresión artística:

1. Patrimonio cultural de la humanidad e impresoras 3D

Durante más de una década,  colecciones privadas y museos de todo el mundo han realizado escaneos 3D de alta calidad de importantes esculturas y artefactos antiguos tanto para conservar archivos digitales del patrimonio que atesoran como para brindar la oportunidad de copiar, adaptar y experimentar con ellas y convertirse en motores de una nueva forma de creación artística. Para ello, muchas instituciones han compartido libremente estos escaneos 3D con el público, por lo que tenemos a nuestra disposición maravillosas colecciones digitalizadas tridimensionalmente. A continuación, se destacan algunos proyectos que son representativos de esta idea.

La Fundación Factum para la Tecnología Digital en Conservación es una entidad sin ánimo de lucro, fundada en 2009 en Madrid con la intención de documentar, monitorear, estudiar, recrear y difundir el patrimonio cultural mundial. Usando escáneres 3D de alta definición han podido registrar varios objetos de gran importancia cultural. Estos escaneos se utilizan para modelar y luego imprimir réplicas utilizando una variedad de tecnologías para dar solución a los desafíos técnicos. A continuación os ofrecemos una pequeña muestra de varios proyectos que han llevado a cabo de diversa índole:

•  LAS HORAS OSCURAS DEL SOL. Museo Arqueológico Nacional, Madrid, 2004. La exposición se centró en una réplica exacta de la cámara funeraria de la Tumba de Thutmosis III 

• TOLKIEN: CREADOR DE LA TIERRA MEDIA. La exposición sobre JRR Tolkien llevada a cabo en la Bodleian Library (Universidad de Oxford) se recreó un mapa físico 4D de la Tierra Media.

• FORMACIÓN DE TERRA: INGENIERÍA DE LO SUBLIME. Fondazione Giorgio Cini, Venecia.  Muestra el cambio en la orografía de la tierra desde el Holoceno al Antropoceno.

• NUEVO CRUCIFIJO PARA LA CATEDRAL DE MEJORADA DEL CAMPO. Catedral de Mejorada del Campo. Madrid. Una nueva versión de una cruz de madera gravemente dañada en un incendio hace varios años fue ofrecida como regalo de la fundación al padre justo, el hombre detrás de la construcción de 40 años de esta catedral.

Finalmente, queremos mencionar al responsable de la página web Cosmo Wenman, artista especializado en diseño 3D, escaneo 3D y aplicaciones de impresión 3D.  Además, destaca por ser un activista que desde varios años lleva buscando que el escaneo 3D de obras que forman parte del patrimonio cultural de la humanidad para que estén disponibles gratuitamente para todas las personas. Entre los proyectos en los que ha participado y que publica en su página Web destacan el retrato más célebre y reconocible jamás producido, el Busto de Nefertiti de tres mil años de antigüedad o la Venus de Milo entre otros.

2. Instalaciones e Impresión 3D

Esta última sección dedicada a la relación entre impresoras 3D y expresión artística queremos dedicarla a las instalaciones artísticas.

Un artista que destaca en esta disciplina es David Bowen. Su trabajo ha sido expuesto en numerosas exposiciones colectivas e individuales. Una breve selección de su obra la podéis encontrar a continuación:

• El viaje es una instalación que utiliza datos del fondo marino recopilados por un sonar durante el tránsito del buque de investigación Falkor por el Océano Pacífico en julio de 2019. Durante este viaje, se escaneó una franja de fondo marino de aproximadamente 10 millas (16 Km) de ancho. Estos datos se volcaron en un modelo 3D de superficies del lecho.

• 5 ramitas. Esta instalación consta de 5 ramitas encontradas que fueron escaneadas tridimensionalmente y luego impresas en plástico translúcido. Luego, cada ramita original se montó en oposición a su contraparte artificial.

Si quieres conocer más de su obra puedes visitar su página web.

Buenas prácticas para llevar el diseño y la impresión 3D al aula

A continuación os vamos a mostrar alguna de las experiencias de centros educativos que esperamos que os resulten motivadoras para llevar la impresión 3D en vuestras aulas. 

• El profesor Javier García de Bustos, del CEIP Nuestra Señora de la Piedad, en Herrera de Pisuerga (Castilla y León), llevó a cabo un un proyecto solidario en colaboración con la ONG ‘Ayudando en 3 Dimensiones’  a través del cual los alumnos construyeron e imprimieron prótesis en 3D para personas sin recursos de Kenia. En este enlace puedes conocer más detalles sobre este proyecto. 

• Otro proyecto de Aprendizaje Servicio es el llevado a cabo el profesor Adrián Ordónez junto a sus estudiantes de 3º de ESO del Centro Jesús-María de Villafranqueza (Alicante)  en el que diseñaron e imprimieron en 3D cajas personalizadas para la quimioterapia de los niños enfermos de cáncer.

• Los alumnos de segundo ciclo de Primaria del CBM Joaquín Carrión Valverde de San Javier (Murcia), consiguieron crear una empresa virtual y diseñar e imprimir el producto en tres dimensiones para así poder ayudar a compensar las desigualdades económicas de los alumnos. Así, se logró dotar a los estudiantes de un espacio donde poner en práctica todos los conocimientos aprendidos y llevar a cabo su propio proceso de creación aplicando las nuevas tecnologías como vehículo principal.  

• Este proyecto se desarrolla en 4º de la ESO del Colegio Menesiano San José de Reinosa, Cantabria, dentro de las asignaturas de Geografía e Historia, Plástica y Tecnología, cuyo eje principal fue el estudio de los elementos arquitectónicos en la Edad Media. Manuel Gutiérrez  junto a Verónica López  y Óscar Serna  nos trasladan a la Baja Edad Media bajo el proyecto "Dando Forma al Medievo"

• Para la creación de su propio material manipulativo, el Colegio Laude Fontenebro School de Moralzarzal de Madrid llevó a cabo un proyecto manipulando las Regletas de Cuisenaire. Decidieron trabajar con estas regletas para probar su funcionalidad, pero antes realizaron ciertas modificaciones para variar el ancho de los números de la grafía, ya que al no hacerlo los alumnos tenían confusiones.

• "Rediseña tu centro" es un proyecto que se centra en el uso de la realidad virtual y el diseño 3D para diseñar y presentar propuestas que transformen la realidad más próxima. Los equipos participantes de 3º y 4º de la ESO del IES León Felipe de Getafe (Madrid) y de la mano de Rosa Mª Garcelán Martín, afrontan el reto de rediseñar el patio escolar bajo criterios de sostenibilidad y poniendo en valor sus propios intereses e inquietudes. Esta experiencia ha sido galardonada con el 3er Premio en la categoría Secundaria modalidad A de los “Premios Nacionales a Experiencias Educativas Inspiradoras para el aprendizaje. Convocatoria 2022”.

• La propuesta didáctica "Aprendiendo Diseño e Impresión 3D" es un ejemplo de buenas prácticas publicada dentro del programa EPCIA (INTEF). Laura Fernández Prada propone un proceso planificado para 3º de la ESO.

• Como consecuencia de un proyecto a través de ámbitos de conocimiento (Tecnología, Matemáticas, Física y Química e Inglés), los alumnos de 3º de ESO del Colegio San Gregorio, en Aguilar de Campoo (Palencia), lograron construir un coche aplicando el diseño 3D. Consiguieron, además, que los coches pudieran ser manejados a través del móvil gracias a la tecnología Bluetooth.

• Finalmente, aunque este proyecto no está inscrito en la educación formal no queremos dejar de mencionar la experiencia "Los Hacedores". Los Hacedores es un taller y escuela dedicado a la divulgación y enseñanza de la fabricación digital a través de la tecnología. Para ello, ofrecen talleres de modelado e impresión 3D así como formación a medida para aquellas personas que quieran aprender esta tecnología.

En esta cuarta sección nos centraremos en los aspectos técnicos que son necesarios para poder utilizar una impresora 3D. Hablaremos sobre materiales, tipos de impresoras, softwares de diseño 3D y de laminado. 

Objetivos:

• Avanzar en el desarrollo de tu Competencia Digital (CDD).

• Explorar diferentes opciones de software para el diseño e impresión de objetos en 3 dimensiones y aplicaciones de la IA para generar objetos 3D. Además, ofreceremos una valoración de los mismos desde el punto de vista la seguridad de los usuarios.

Comenzamos el tercer módulo en el que responderemos a la pregunta: ¿Cómo empezar a utilizar una impresora 3D?. Para ello veremos los distintos tipos de impresión que existen así como los softwares de diseño y laminado necesarios para realizar una impresión de calidad y segura.

Tipos de impresión

Esperamos que tras conocer todos los beneficios y posibilidades que tiene la impresión 3D os hayáis decidido a incorporar esta herramienta en vuestras aulas. Para ello en las próximas páginas os vamos a ofrecer una selección de impresoras 3D, materiales y programas de diseño e impresión 3D que consideramos más adecuados para hacer uso en los centros educativos teniendo en cuenta la etapa educativa en la que nos encontremos. 

En la actualidad, en el mercado pueden encontrarse multitud de tipos de impresoras 3D que van dirigidas tanto a aficionados como a profesionales. En este apartado vamos a ver algunos modelos que consideramos más adecuados para los centros educativos: 

• Lápices 3D para los más jóvenes.  Se basan en la tecnología FDM (Fusion Deposition Modeling o impresión por capas) Este lápiz 3D es una buena alternativa a las impresoras 3D de escritorio, más práctico y menos voluminoso, que no requiere habilidades en modelado 3D o el uso de un laminador; simplemente creamos la pieza directamente desde el lápiz 3D. Además, tienen un precio mucho más asequible aunque no será adecuado para diseñar piezas muy complejas. Si quieres saber más sobre este tipo de lápices puedes consultar la guía de 3D Natives

El vídeo que tienes a continuación te mostrará como utilizar un lápiz 3D y construir de una manera muy sencilla modelos 3D.

CÓMO DIBUJAR EN 3D CON UN LÁPIZ 3D

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• Las impresoras 3D de adición (Fusion Deposition Modeling, FDM), en las que se va añadiendo el material a imprimir por capas. Estas impresoras utilizan un filamento que se encuentra en bobinas de material para fundir (PLA, ABS, nylon, FilaFlex…). Estas bobinas se van introduciendo en el extrusor, que contiene una resistencia eléctrica y calienta la boquilla alrededor de los 200ºC. En resumen, lo que hace la impresora 3D de filamentos es convertir el filamento sólido en un hilo de material fundido que va pintando por capas hasta crear una pieza sólida. Su principal ventaja es que los filamentos son muy baratos, los hay con muchas características diferentes y, además, su mantenimiento es muy sencillo, limitándose a una calibración de ejes o a calentar el extrusor en caso de que se haya atascado.

• Las impresoras 3D de resina o DLP se basan en un proceso de polimerización a través de rayos de alta frecuencia (UV). Este tipo de impresoras, en vez de ir depositando el filamento, proyectan la capa entera sobre el material que se solidifica sobre la marcha. Esto hace que sean mucho más rápidas y capaces a la hora de crear figuras extremadamente detalladas y robustas en poquísimo tiempo. Sin embargo, estas impresoras son más caras en comparación con la impresión de filamentos, ya que tanto la resina como la máquina tienen un precio superior. Además, las piezas de resina no pueden exponerse demasiado a la radiación solar ya que la resina se degrada en contacto con la luz.

Podríamos hablar de otros muchos tipos de impresoras 3D pero están restringidas a un uso profesional e industrial. En el ámbito educativo las impresoras más utilizadas son las de adición (FDM), en las que, grosso modo, lo que se hace es derretir plástico y depositarlo capa a capa hasta crear un objeto.

Si quieres saber más sobre el funcionamiento de las impresoras 3D puedes visualizar el siguiente vídeo. 

¿Cómo funcionan las impresoras 3D?

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