La opción de reutilizar materiales y elaborar en horas una obra de arte que se demoraría semanas o meses, son algunos de los beneficios que trae esta propuesta de modelado en 3D.
Así lo explicó David Sebastián Matamoros Buitrago, ingeniero
mecatrónico de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Bogotá, y agregó
que como base se utilizó la arcilla rionegro, muy fina, con un tamaño de
granito de menos de 50 micras, que se extrae de las riberas de un río en
Medellín (Antioquia).
Uno de los objetivos del proyecto era encontrar un material
que se produjera en Colombia y que además se pudiera reciclar, es decir que una
vez desecha la figura, se volviera a triturar, a tamizar y así reutilizar
varias veces.
Lo anterior porque una de las problemáticas que se buscaba
atacar era el desperdicio de materiales, que hace que “se pierda ese concepto
ecológico, tan importante ahora”, subraya el ingeniero.
La forma convencional de estos procesos no permite recuperar
los restantes de las obras de arte. Por ejemplo cuando se toma un bloque de
granito para darle forma con cincel, el material que va sobrando no se puede
reutilizar para hacer otra escultura. Y cuando hay algún error en el proceso se
debe descartar todo el bloque, por lo que la recuperación del material era
prioritaria en esta propuesta de impresión.
Para la formulación y el análisis del material seleccionado,
el ingeniero Matamoros se apoyó en los laboratorios de Ingeniería Química y en
el Taller de Cerámica de la Facultad de Artes de la UNAL Sede Bogotá.
Aunque en un principio se enfocó en cómo replicar obras
artísticas –como el David o la Venus de Milo–,
después de analizar los diferentes procesos en los que se ven involucrados los
materiales cerámicos se fue enfocando también en la producción de compuestos de
partículas diminutas para hacer, por ejemplo, catalizadores de automóviles o
para utilizar en la industria petroquímica.
Etapas del proyecto
En desarrollo del proyecto, lo primero fue determinar las
condiciones del material: humedad y análisis químicos, físicos y mecánicos.
“Esa fue la parte más apremiante porque sin el material no se podía saber cómo
se debía comportar la máquina”, señala el ingeniero Matamoros. Entonces, a la
arcilla base se le añadieron diferentes sustratos que se consiguen fácilmente
en diferentes regiones del país.
También era importante que este material cumpliera con unos estándares de manejabilidad en el proceso: que se secara rápido, que mantuviera la forma de manera constante en el tiempo,y que no se quebrara si tuviera que hacerse un proceso posterior, como cocción para porcelanizado.
Lo segundo fue determinar las condiciones óptimas de la
máquina, que tenía dos secciones: la física (transmisión de potencia, selección
de motores y demás) y la de electrónica y programación (cómo se iba a controlar
la parte física).
Para estos análisis ya se había seleccionado la máquina que
surgió en 2006 de una tesis de maestría en el Grupo de trabajo en nuevas
tecnologías de diseño y manufactura-automatización (DIMA–UN), grupo que también
apoyó este trabajo.
En la adaptación de la máquina se diseñó el extrusor o la
herramienta que haría la deposición del material sobre la superficie, además de
adaptar los componentes mecánicos para protegerla de la abrasión que se pueda
presentar por la presencia de materiales cerámicos en el entorno.
Una última parte consistió en la programación del control de potencia y movimiento de la máquina, proceso enfocado en la protección de esta y del usuario.
Proceso de modelado
Todo empieza con la elección del diseño que se quiere reproducir,
el cual se realiza en algún programa 3D. Después se ajustan los parámetros de
tamaño, y al de tener ese modelo, el computador se encarga de convertirlo en
unas instrucciones específicas para la máquina.
Luego se carga el material mezclado teniendo en cuenta
cuánto consumirá cada pieza, siempre pensando en el ahorro de material. Con
esas dos tareas, el computador empieza a mandarle instrucciones a la máquina
sobre movimientos, pausas y velocidades a las que sale el material, a la que se
mueve la herramienta que lo deposita y en cuántas capas se generará todo ese
proceso.
El ingeniero Matamoros también señala que este es un primer
paso para realizar construcciones a gran escala en materiales cerámicos, como
es el caso de un proyecto italiano de construcción de casas con esta
tecnología, en el cual se tiene una máquina gigante que puede construir una
casa sin necesidad de ladrillos en un espacio de 70 o 100 m2.
