MT03 - Corte Láser Controlado por Computadora

Introducción

El módulo de Corte Láser Controlado por Computadora es un trayecto a través de las posibilidades digitales que ofrece la tecnología de corte láser. Desde mi punto de vista, este módulo representa una inmersión en el fascinante universo del diseño y la fabricación digital, donde aprendemos a utilizar herramientas computarizadas para llevar a cabo cortes precisos y detallados asi como basarnos en esta tecnología para crear nuevas ideas. Desde la conceptualización de diseños en dos dimensiones hasta la materialización de objetos tridimensionales, este módulo nos desafía a pensar de manera innovadora y a desarrollar habilidades técnicas que nos permitan convertir nuestras ideas en realidad física. Exploramos los fundamentos del diseño asistido por ordenador y la creación de modelos en 2D, así como también nos aventuramos en el mundo del modelado 3D, donde damos forma a piezas y estructuras con un nivel de precisión extraordinario. Más allá de adquirir conocimientos técnicos, este módulo entiendo fomenta nuestra capacidad para expresarnos visualmente y enfrentar desafíos creativos con astucia y resolución.

Para llevar a cabo este módulo vimos diferentes herramientas como lo son:

Fusion 360

Imagen de Fusion 360

Fusion 360 es una potente plataforma de diseño asistido por computadora (CAD), modelado 3D, simulación y fabricación desarrollada por Autodesk. Es una herramienta integral que combina varias funciones esenciales para el diseño y la ingeniería en una sola aplicación.

Una de las características distintivas de Fusion 360 es su enfoque en el diseño colaborativo basado en la nube. Esto significa que múltiples usuarios pueden trabajar en un mismo proyecto simultáneamente desde diferentes ubicaciones, lo que facilita la colaboración en equipos distribuidos.

Fusion 360 ofrece una amplia gama de herramientas de modelado 3D, incluidas opciones para esculpir, crear superficies orgánicas y diseñar piezas mecánicas. También incluye capacidades de simulación para evaluar el rendimiento y la resistencia de los diseños antes de la fabricación.

Además, Fusion 360 integra herramientas de fabricación asistida por computadora (CAM), lo que permite a los usuarios generar trayectorias de herramientas para máquinas de control numérico por computadora (CNC) y llevar a cabo la fabricación de prototipos y productos finales.

RDWorks

Imagen de RDWorks

RDWorks es un software de control y diseño utilizado principalmente en máquinas de corte láser. Desarrollado por Ruida Technology, RDWorks ofrece una amplia gama de herramientas y funcionalidades para el diseño, la manipulación y el control de procesos de corte y grabado láser. Este software permite a los usuarios crear y editar diseños en dos dimensiones (2D) y tres dimensiones (3D), importar una variedad de formatos de archivo, como DXF, AI, PLT, BMP y JPEG, y controlar con precisión el proceso de corte láser mediante parámetros como velocidad, potencia y frecuencia.

Además de sus capacidades de diseño, RDWorks proporciona características avanzadas de control, como la optimización del proceso de corte para diferentes materiales, la simulación de trayectorias de corte y grabado, y la configuración detallada de parámetros para lograr resultados óptimos. También ofrece herramientas para la gestión de capas, la creación de texto y formas geométricas, y la generación de patrones complejos.

Inkscape

Imagen de Inkscape

Inkscape es un software de código abierto y gratuito para diseño gráfico vectorial. Es una herramienta poderosa que permite a los usuarios crear y editar gráficos vectoriales con una amplia gama de herramientas y funciones.

Diseñado para ser una alternativa libre a programas comerciales como Adobe Illustrator o CorelDRAW, Inkscape es utilizado por diseñadores, artistas, ilustradores, e incluso entusiastas del diseño, para crear desde simples logotipos hasta complejas ilustraciones técnicas.

Proceso Realizado

Para la Actividad del MT03, se nos solicitaba realizar un ejercicio diseñado específicamente para poner en práctica varios de los conocimientos transmitidos y aplicar las principales herramientas y procesos de diseño presentadas, planteándonos el diseñar un objeto compuesto por como mínimo 3 piezas que lo compongan y ser parametrizable. Las piezas de este objeto se deben de poder ensamblar mediante encastres (sin la utilización de pegamento o fijaciones externas). Debe de contener las 3 operaciones básicas de la máquina láser (grabado raster, marcado sobre vector y corte sobre vector).

Para luego fabricar la pieza y para tomar la referencia a la hora de diseñarla, el material a utilizar es Cartón o MDF de 3mm de espesor. Las piezas deben estar diseñadas en un sólo archivo (formato .dxf), y la cantidad total de material a utilizar por estudiante es de 600 x 450 mm.

Para la realización del ejercicio me basé en el video de referencia del docente, para realizar su mismo proceso para realizar un diseño paramétrico que a futuro sea ajustable:

Para ello la herramienta a utilizar es Fusion 360, dentro del proyecto el primer paso a realizar es generar los parámetros:

Primero configuré el espesor del tamblero como un parámetro, de la siguiente manera:

Luego generé otro parámetro, relacionado a la holgura de la pieza a realizar:

Resultado de ambos parámetros en interfaz:

Ahora pasamos a generar el sketch, con un polígono circunscrito aplicando los parámetros generados con anterioridad:

Modiicamos el sketch con el patrón circular para repetir el orificio de corte en cada uno de los lados:

Imagen de Polígono Patrón Circular en F360

Extruimos el sketch a la medida del parámetro de espesor_mdf:

Con la función de apariencia le damos color de madera:

Luego de lista la pieza base, con la herramienta Mover, realice una copia de la misma y luego con la misma herramienta, utilziando movimiento puntoa punto, verifuqué como encastra una pieza con otra:

Con la herramienta análisis de seccion vemos el corte con la holgura definida:

Con el patron circular, replicamos en todos los lugares de encastre la pieza:

Resultado final:

Verificamos la holgura con la herramienta de análisis de sección:

Ahora llega el momento de preparar el archivo para cortar, para elo utilizando RDWorks que es la herramienta para esta etapa. Desde Fusion 360 debemos primeramente revisar que los parametros esten correctos en relación al material utilziado y si esta todo bien, exportamos como DXF el vector:

Imagen de Export Sketch como DXF en F360

Una vez con el archivo dxf exportado, lo pasamos a preparar con la herramienta Inkscape, para ello lo importamos:

Luego modificamos el vector, resultando:

También utilicé el vector generado con anterioridad, para el logo personal, para ello lo importe para revisarlo y de ser necesario ajustarlo en Inkscape:

Posterior a un leve ajuste del logo, pasé a incluirlo en el medio del otro vector, de manera que en la cara de la pieza, quede el logo personal, para posteriormente exportar un vector, compuesto por el vector de corte y el logo:

Posteriormente realicé la importanción del vector generado en RDWorks:

Con ello, configuré cada uno de los pasos para realizar el corte, raster y grabado, cada acción con los parámetros necesarios para realizarla:

Dupliqué el modelo, para al menos tener dos piezas para poder encastrar una con otra, ajustando la configuración para poder realizar el corte, raster y grabado de ambas piezas en una sola acción:

Conclusiones del Proyecto

El proceso de utilizar un módulo de corte láser controlado por computadora es un ejemplo mas que interesante de cómo la tecnología digital y el diseño se fusionan para crear resultados tangibles y precisos. Desde la concepción de la idea hasta la producción final, cada etapa del proceso implica una combinación de habilidades técnicas y creativas que culminan en la materialización de un proyecto único.

El punto de partida de esta actividad fue la modelización en Fusion 360. Este software permite llevar el diseño al siguiente nivel al agregar profundidad y complejidad al proyecto. Mediante el uso de parámetros y herramientas de modelado avanzadas, se pueden crear prototipos detallados que sirven como una representación digital precisa del producto final. Aquí, se pueden realizar ajustes y optimizaciones antes de proceder al proceso de fabricación.

Luego entra en juego el diseño vectorial en Inkscape. Desplegando la imaginación y se da forma a la visión del proyecto. Con herramientas intuitivas y potentes, se pueden crear gráficos vectoriales de alta calidad que sirvan como la base para el trabajo posterior. Este paso es crucial ya que establece las líneas y formas que luego serán transformadas en realidad física a través del corte láser.

El siguiente paso es la generación del archivo utilizando RDWorks. Esta etapa es crucial ya que traduce el diseño digital en instrucciones precisas que la máquina láser puede entender y ejecutar. RDWorks permite especificar los detalles del corte, grabado y rasterizado, lo que proporciona un control completo sobre el proceso de producción. Desde la selección de materiales hasta la configuración de potencia y velocidad, cada parámetro se ajusta para garantizar resultados óptimos.

Con el archivo generado, el corte láser entra en acción. Aquí es donde la magia realmente sucede, ya que la máquina láser utiliza un haz de luz altamente concentrado para cortar, grabar o rasterizar el material según las especificaciones del diseño. La precisión y la velocidad con la que se realizan estas operaciones son impresionantes, lo que permite la creación de productos finales de alta calidad en un tiempo récord.

El proceso de utilizar un módulo de corte láser controlado por computadora es una combinación perfecta de diseño digital, modelado 3D y fabricación avanzada. Desde la conceptualización hasta la ejecución, cada paso del proceso contribuye al resultado final, creando una experiencia verdaderamente gratificante para mi.