Pantalla facial para personal sanitario

 Descripción:

Pantalla facial para utilizar en conjunción con la mascarilla para aumentar la seguridad del personal expuesto a fuentes de contagio de coronavirus.

Características:

-Debe de ser barata de fabricar:

Hemos realizado multitud de simulaciones con programas de elementos finitos para minimizar el material utilizado en su fabricación. El resultado de esto es una pieza impresa con una masa inferior a 16gr, por lo que saldrían 62 por bobina de 1 Kg de filamento.

Compatible con acetatos A4 de 0.1mm que se pueden comprar en cualquier papelería a muy bajo precio

Tiene que utilizar filamentos "no especiales" ya que el precio de estos encarecerían mucho su impresión. En la impresión de este elemento sólo vamos a utilizar PLA estándar.

-Fácil de imprimir:

Cualquiera que tenga una impresora 3D debe de ser capaz de imprimir esta pieza. Eliminamos materiales complicados de imprimir como el flexible y el ABS centrándonos en el PLA estándar para garantizarnos que esté al alcance de todo quien posea una impresora 3D.

Debe de ser de una única pieza para facilitar tanto su impresión como su montaje. Al ser lo más sencilla posible disminuimos tanto el tiempo de impresión como el de montaje aumentando la producción.

-Resistente:

Tiene que soportar las cargas de trabajo acorte con los imprevistos que podrían ocurrir durante su vida útil. Hemos diseñado esta pieza de tal manera de que aunque esté fabricada con un material que en principio no presenta buenas cualidades elásticas,  mediante el estudio de su geometría, dimensionamiento y orientación de capas de impresión sea capaz de deformase de manera elástica absorbiendo la energía de impactos para regresar a su forma original al cesar estos sin romper.

-Funcionamiento seguro:

Se debe de evitar que se produzcan fallos en su funcionamiento ya que estos podrían desembocar en situaciones reales de peligro. Para aumentar la fiabilidad del sistema, además de apostar por una pieza única de impresión, hemos pensado de que la unión entre la acetato - visera se haga por medio de clips. Los clips de anclaje vienen incluidos en el diseño de la visera simplificando el diseño y evitando el tener que imprimir varias piezas.

-Universal:

El ajuste se realiza colocando en la parte posterior de la visera  una gomilla elástica por lo que  puede ajustarse a cualquier medida.

Conclusión:

Es un diseño simple, robusto y resistente a bajo precio. Puede ser descargado en el siguiente enlace:

Descarga 

Diseño e impresión 3D de un telepromter

Introducción:

Un teleprompter es un dispositivo el cual va mostrando esquemas, guiones e incluso díálogos a una persona que está siendo grabada con una cámara, es por así decirlo "una chuleta" de lo que tiene que hablar. La ventaja que presenta este aparato es que el texto es proyectado justo delante de cámara por lo que la persona que esta siendo grabada sólo tiene que mirar al objetivo para leer, por otro lado, el texto queda invisible para espectador por lo que da la sensación de todo el diálogo es natural y espontáneo. Sería, por ejemplo muy útil en el caso de tener un canal de Youtube ya que así se podría preparar el guión de lo que hay que decir y se podría leer sobre la marcha mientras se graba.

Características:

-Resistente: El dispositivo tiene que ser muy resistente a impactos ya que las cámaras y objetivos utilizados para la grabación de video son muy caras. Para ello hemos pensado que lo mejor es una impresión en 3D en plástico ABS ya que este tiene excelentes capacidades mecánicas.

-Ligero: Debe de ser portátil, para ello vamos a utilizar una densidad de relleno variable entre valores de 85% en partes principales del chasis y del 60% para piezas con menos carga de servicio. Todas las piezas llevan un espesor de pared mínimo de 2mm, siendo de 2,5mm en piezas principales. Para aligerar las uniones fijas las vamos a hacer mediente pegado ya que existen pegamentos que derriten el ABS quedando el resultado como si de una soldadura se tratase.

-Universal: Debe de ser válido para cualquier tipo de cámara, por lo que su unión a la cámara no puede ser fija, es decir, se podrá mover dentro de un raíl para que puedan utilizarse con objetivos de distintas dimensiones, además, el telepromter podrá sostener tanto a móviles como tablets.

-Barato: las piezas han sido diseñadas para una rápida impresión 3D y una buena calidad buscando la funcionalidad desde el diseño para ahorrar en tiempo de impresión y costes.

Diseño de piezas:

Hemos diseñado la totalidad de las piezas y el ensamblaje en Catia ya que debido a que es un programa de diseño paramétrico, cualquier cambio en una de las piezas queda automáticamente reflejado en el ensamblaje lo que hace de este método de diseño útil y dinámico

Listado de planos:

El resultado:
Tras la impresión en plástico ABS quedaría así:

Ajuste:

El acople de la cámara al telepromter se produce mediante un tornillo de rosca 1/4" el cuál puede moverse mientras está aflojado en el raíl de la bandeja donde descansa la cámara, esto es especialmente útil porque dependiendo de las dimensiones del objetivo permite acercar o alejar la cámara del cristal de proyección.

Mediante unos tornillos situados debajo de la bandeja en donde se apoya el móvil/tablet se puede ajustar la amplitud de las mordazas de agarre, una vez apretados estos, las mordazas quedarían fijas.

Materiales en impresoras 3D

Para la obtención de una pieza determinada es tan importante la forma de la misma como el material del que está construida. Vamos a presentar los principales materiales y sus características mecánicas que van a determinar la elección de uno u otro en función de los requerimientos del sistema:

ABS: muy duro y poco deformable con buenas características mecánicas, soporta temperaturas de hasta 110º. La temperatura de extrusión depende de la marca del filamento estando entre 200 y 230º. Presenta las siguientes propiedades mecánicas:

No todas las impresoras del mercado son capaces de imprimir en este material ya que para que quede bien sujeto a la base esta debe de ser calentada a 100º  por lo que si queremos imprimir en este material debemos de asegurarnos de que nuestra impresora sea de cama caliente.

-PLA: un poco más blando que el anterior pero muy bueno para reproducir figuras intrincadas. Esto es debido a que al fundirse es mucho más fluido por lo que es capaz de representar mejor los detalles de las piezas. Aguanta temperaturas de hasta 65º. Es biodegradable lo que lo convierte en un material muy ecológico y no desprenden vapores que molesten durante la impresión. Es apto para todo tipo de impresoras 3D. Sus características mecánicas son:

-Flexible: Es un tipo de material de reciente aparición cuya principal caracterísica es su capacidad de deformación como si se tratase de goma. Tiene unos parámetros de impresión similares al PLA. Sus propiedades mecánicas son:

-Nylon: Es el material que hoy por hoy presenta mejores cualidades mecánicas para la impresión 3D. Es muy duro y dúctil haciéndolo especialmente resistente a esfuerzos estáticos y dinámicos, en contra, no es apto para trabajar a altas temperaturas y su impresión es más complicada que el ABS ya que para conseguir un resultado óptimo debemos de movernos en un rango de temperturas inferior al de este.

-HIPS: poliestireno de alto impacto. Es un material que estaría sería el término medio entre el ABS y el PLA favoreciendo las características mecánicas del PLA manteniendo su nivel de precisión del detalle.

-PET:tetraphalato de polietileno. Es transparente y presenta buenas cualidades mecánicas con una alta absorción de energía por impacto. Presenta la característica de que puede utilizarse en embases de alimentos (hay que tener cuidado ya que hay boquillas extrusoras que contienen plomo y serían perjudiciales para la salud)

Un importante grupo de materiales es el de los materiales compuestos, estos, tienen como matriz base de PLA mientas que se les han añadido otros materiales en polvo de tal manera que presentan propiedades intermedias. Entre los materiales que lo componen, entre estos podemos destacar:

• Madera
• Aluminio
• Acero
• Cobre
• Hierro magnético
• Tungsteno
• Filamento conductor de electricidad 
• Filamento de ABS reforzado con fibra de carbono  

Anteriormente hemos definido las características mecánicas de los principales materiales de impresión sabiendo que entre marca y marca de filamento puede existir una pequeña variación de los mismos, pero esta diferencia se acentúa  en los materiales compuestos por lo que es necesario el estudio de cada filamento de las distintas marcas para llegar a unos parámetros fiables.