Additive manufacturing has experienced exponential growth in the last decade, going from being a laboratory curiosity to becoming a dominant industrial and household technology. Among the different currents that have driven this development, the Reprap (Replicator + 3D Printer) movement stands out for its philosophy of "printing everything you can print", based on open hardware, low cost and self-replication. Since its inception in the mid-2000s, Reprap has sown the seeds of a community where collaboration and the exchange of designs are as essential as the print itself. INTRODUCCION La impresión 3D ha revolucionado la fabricación al permitir crear piezas tridimensionales capa por capa. Iniciativas de código abierto como el proyecto RepRap (2005) han hecho esta tecnología más accesible y asequible. RepRap propuso una impresora 3D autorreplicante (capaz de imprimir muchas de sus propias piezas), con diseños publicados bajo licencia libre. Esta filosofía de hardware y software abiertos significa que «los planos, diseños y software son libres para todos. Cualquiera puede construir una impresora RepRap si tiene acceso a los materiales e instrucciones». Como resultado, en lugar de depender de proveedores cerrados, la comunidad puede personalizar y evolucionar las impresoras, introduciendo variantes y mejoras constantes. De hecho, la literatura destaca que una impresora RepRap básica costaba unos USD 500, cifra muy inferior a modelos comerciales iniciales, y que su índice de innovación “se acelera mucho más rápido” que en impresoras propietarias. Por otra parte, el desarrollo de plataformas en línea (como Thingiverse) permite compartir diseños 3D libremente, ampliando la democratización de la fabricación aditiva y el acceso a recursos educativos digitales. En la actualidad, China domina la producción masiva de impresoras 3-D con marcas como Bambulab, Creality, Anycubic o Snapmaker. Sin embargo, en el ámbito open-source siguen brillando pioneros que han sabido combinar la accesibilidad del hardware libre con un rendimiento competitivo: Prusa Research, Sovol y la familia Voron. Cada uno de estos fabricantes aporta una visión distinta, desde la manufactura industrial (Prusa) hasta la construcción modular de alta precisión (Sovol, Voron) y todos mantienen la herencia Reprap en sus diseños, documentación y comunidades. La fabricación aditiva En la actualidad son múltiples las aplicaciones de la fabricación aditiva, ejemplo de ello son las piezas médicas y dentales personalizadas, en la arquitectura y el arte, en la educación y la investigación, en la aeronáutica y la automoción dado que permite acelerar el desarrollo de prototipos, producir piezas de alta complejidad de forma más ligera, rentable, personalizada, repuestos de bajo volumen en menor tiempo; la innovación está presente en cada área mencionada. Para crear piezas, se emplean diferentes tecnologías, técnicas y materiales, en el caso del plástico la tecnología aplicada es el modelado por deposición fundida o FDM por sus siglas en inglés, que consiste en la deposición capa por capa de material polimérico fundido, una encima de otra, hasta completar la pieza diseñada [1], generalmente se usa una bobina que contiene un filamento polimérico que se va fundiendo segundo a segundo una vez se ha pasado por un extrusor en el momento en que alcanza el punto de fusión [2] (ver figura 1). Los materiales empleados soportan temperaturas de sed los 80ºC hasta 225 ºC. Las ventajas que posee la fabricación por FDM están referidas a la creación de prototipos que no se deforman, son livianos, grandes, funcionales a la hora de realizar ensayos de laboratorios, aptos para pulir, pintar o cromar y son de bajo costo, pero presenta algunas desventajas como en su aspecto que puede ser granulado, su exactitud es restringida debido al tamaño de los filamentos, las piezas grandes pueden tratar un poco más en generarse y pueden distorsionarse debido al calentamiento y rápido enfriamiento. Figura 1. Principio de funcionamiento máquina FDM. Fuente: Laboratory of Information Processing Science. Universidad de Helsinki. http://www.cs.hut.fi Para el caso de la fabricación de piezas con resina liquida se emplea luz UV para solidificar la resina fotosensible, la tecnología empleada es estereolitografía o STL (ver figura 2), que es un sistema de prototipado rápido con el que mediante el procesamiento de los datos obtenidos mediante una Tomografía Helicoidal Computarizada de los pacientes y mediante un sistema informático se obtienen modelos o prototipos sólidos en tres dimensiones [6], cuando se captura la imagen se emplea un formato Digital Imaging and Communications in Medicine o DICOM, su procesamiento se realiza en un software especializado para imágenes o MIMICS, para que el estereolitógrafo cree el modelo con una fidelidad del 99%. [7] Figura 2. Estereolitografía3D Systems SLA 750® Fuente: https://es.3dsystems.com/3d-printers/sla-750 La filosofía Reprap en el contexto de la fabricación aditiva RepRap fue fundada en 2005 por Adrian Bowyer, creado como un proyecto de código abierto que busca construir impresoras 3D que puedan reproducir (reproducirse) casi todas sus piezas, reduciendo así la dependencia de proveedores externos. “Debido a la capacidad de estas máquinas para fabricar algunas de sus propias piezas, los autores preveían la posibilidad de unidades RepRap baratas, lo que permite la fabricación de productos complejos sin la necesidad de una amplia infraestructura industrial.” Figura 3. Adrian Bowyer (izquierda) y Vik Olliver (derecha) con una máquina RepRap principal, hecha en un prototipo rápido convencional, y la primera máquina RepRap infantil de trabajo completa, hecha por RepRap a la izquierda. Fuente: https://en.wikipedia.org/wiki/File:First_replication.jpg La máquina infantil fabricó su primera pieza de nieto exitosa a las 14:00 horas UTC el 29 de mayo de 2008 en la Universidad de Bath en el Reino Unido, pocos minutos después de su montaje. En la actualidad, China domina la producción masiva de impresoras 3-D con marcas como Creality, Anycubic o Snapmaker. Sin embargo, en el ámbito open-source siguen brillando pioneros que han sabido combinar la accesibilidad del hardware libre con un rendimiento competitivo: Prusa Research, Sovol y la familia Voron. Cada uno de estos fabricantes aporta una visión distinta desde la manufactura industrial (Prusa) hasta la construcción modular de alta precisión (Sovol, Voron) y todos mantienen la herencia Reprap en sus diseños, documentación y comunidades. Los tres pilares de Reprap Prusa Research Fundación (2012) por Josef Prusa en la República Checa; origen del Prusa MK2 inspirado en el Reprap-Original. Modelo de negocio: kits “ármelo usted mismo” e impresoras completas con soporte técnico global. Innovaciones clave: Sistema de eje Z linear con lead screw de alta precisión. Hot-end E3D V6 modificado (Prusa i3 MK2) que permite impresión de filamentos flexibles y de alto rendimiento. Hoy en día utilizado para multitud de impresoras basadas en Reprap Firmware “Prusa-Firmware” derivado de Marlin, optimizado para retraction, thermal runaway protection y calibración automática. Aportes a Reprap y la comunidad Printables: plataforma en línea que se especializa en la distribución de archivos descargables para impresión 3D, donde los usuarios pueden encontrar modelos y diseños para imprimir. PrusaSlicer: software de codigo abierto desarrollado para generar archivos G-code para impresoras 3D, este ofrece compatibilidad con impresoras de FDM y SLA. Firmware y Piezas imprimibles de las impresoras 3D de prusa: “Nuestra misión es clara: hacer máquinas agradables para que todos las usen. El código abierto es nuestro corazón, compartiendo cómo hacemos las cosas para que otros puedan aprender y crear.” Sovol Fundación (2015) en China; se posiciona como un puente entre la producción masiva y la comunidad open-source. Modelo de negocio: venta directa de impresoras completas con garantía limitada, pero con acceso abierto a los diseños CAD y firmware. Innovaciones clave: Estructura CoreXY que reduce el peso del eje X/Y y mejora la velocidad. Hot-end “Sovol” basado en E3D V6 con capa de aluminio para disipación térmica mejorada. Firmware “Marlin-Sovol” incluye módulos para calibración automática del extrusor (auto-tuning) y soporte para reversible filament. Aportes a Reprap y la comunidad SV06: basada en la Prusa i3 MK2 resulta una buena opción para los usuarios que buscan una impresora similar a las de Prusa conservando el codigo abierto del que nació. Figuras 4 y 5. Sovol SV06(izquierda). Prusa MK2S(derecha) Fuente: figura 4. https://www.sovol3d.com/products/sovol-sv06-best-budget-3d-printer-for-beginner Figura 5. https://www.prusa3d.com/page/open-source-at-prusa-research_236812/?_gl=1*cfnji0*_gcl_au*NTQ3MDI0NDg3LjE3NjE4NjY1ODQ.*_ga*OTE2NTMwNjQ4LjE3NjE4NjY1ODQ.*_ga_3HK7B7RT5V*czE3NjE4NjY1ODQkbzEkZzEkdDE3NjE4NjY2MDYkajM4JGwwJGgw Voron Fundación (2015) como proyecto comunitario de código abierto; versiones 0.x, 1.0 y la reciente Voron 2.4. Modelo de negocio: repositorio GitHub con planos 3-D gratuitos; la comunidad fabrica piezas en talleres locales o a través de servicios de impresión. Innovaciones clave: Plataforma CoreXY con estructura steel frame y ejes linear rails, garantizando alta rigidez. Hot-end “Voron” (Hot-End V6) con capa de aluminio reforzada y ventilación mejorada. Firmware “Marlin-Voron” con soporte para auto-leveling, multi-extruder y calibración de pasos por mm. Aportes: Sus planos y steel frame se utilizaron en la primera impresora Bambulab P1 (Bambulab actualmente no atribuye el aporte de Voron en sus primeras impresoras). Acceso a la experiencia original de Reprap, actualizado por la comunidad dando la posibilidad de personalizar las impresoras según las necesidades y posibilidades del usuario. Planos y steel frame se utilizaron en las impresoras Sovol Zero y Sovol SV08 adaptando el proyecto para un sistema de producción masiva aportando al proyecto Voron su debida atribución. Figura 6. Voron 2.4 Pro Fuente: https://www.hotend.eu/p/voron-24-pro-kit-350mm Herramientas libres para impresión 3D Las instituciones cuentan con diversas aplicaciones abiertas específicas para diseño e impresión 3D. Entre las más destacadas figuran: FreeCAD: un modelador CAD paramétrico de código abierto. Está orientado principalmente a ingeniería mecánica, pero «también se adapta a campos como arquitectura, diseño de productos e impresión 3D». Permite generar sólidos 3D con restricciones paramétricas, facilitando cambios iterativos de diseño sin tener que rehacer todo. Blender: suite de creación 3D gratuita y de código abierto. Aunque fue concebida para animación y gráficos, sus potentes herramientas de modelado y escultura 3D la hacen útil para diseñar modelos complejos que luego se convierten en archivos imprimibles (STL). Al ser multiplataforma y apoyada por una gran comunidad, Blender es muy empleado en entornos académicos y creativos. Cura (Ultimaker Cura): laminador (slicer) de código abierto muy usado para preparar modelos 3D para impresión. Cura carga archivos STL u OBJ y genera el archivo de máquina (G-code) que guía a la impresora. Es popular por su interfaz amigable, cientos de perfiles preconfigurados y capacidad de personalización avanzada para ajustar velocidad, calidad y soportes. PrusaSlicer: laminador libre creado por Prusa Research. Al igual que Cura, convierte modelos 3D en instrucciones de impresión. Es «rica en funciones y se actualiza frecuentemente», ofreciendo modos de impresión sencilla o avanzada. PrusaSlicer incluye multitud de perfiles para impresoras Prusa y de terceros, optimizando resultados sin costo de licencia. OctoPrint: plataforma web de control remoto para impresoras 3D. Es 100% software libre (licencia AGPL). Corre en una Raspberry Pi o similar y permite gestionar trabajos de impresión desde un navegador, monitorear la cámara integrada y extenderse mediante plugins comunitarios. OctoPrint ejemplifica el «ecosistema software libre» alrededor de la impresión 3D, integrando hardware y software abiertos. Otras herramientas: programas como OpenSCAD (CAD basado en scripting) o Slic3r (laminador GPL original) también son alternativas libres útiles. La mayoría de estas aplicaciones pueden exportar formatos estándar (STL, OBJ, etc.) compatibles con impresoras de distintos fabricantes. Aplicaciones educativas en la universidad La impresión 3D con software libre se emplea en múltiples carreras universitarias: Ingeniería: Los estudiantes de ingeniería utilizan impresoras 3D para fabricar prototipos funcionales (piezas mecánicas, componentes electrónicos, drones, vehículos eléctricos, etc.). Por ejemplo, en la Universidad de Calgary los alumnos imprimen semanalmente prototipos de molinos de viento y carcasas electrónicas como parte de sus cursos. Herramientas CAD libres como FreeCAD se incorporan en la enseñanza de diseño mecánico, al permitir modelar ensamblajes complejos y generar planos técnicos. Diseño y Arquitectura: Los programas de diseño industrial y arquitectura emplean software libre para crear modelos 3D de productos, mobiliario y maquetas. Gracias a Blender o FreeCAD, los futuros arquitectos pueden concebir geometrías avanzadas que luego materializan como maquetas físicas. Asimismo, imprimen maquetas de estructuras o módulos constructivos para validar conceptos espaciales. Estas aplicaciones fomentan la creatividad en el diseño y la representación material de ideas. Biomedicina y Salud: La impresión 3D en medicina permite elaborar modelos anatómicos, prótesis y órganos artificiales a medida. Por ejemplo, proyectos académicos imprimen corazones sintéticos o huesos para planificar cirugías. Un caso real documentado es el de la Fundación Markoptic (México), que utiliza impresoras 3D libres para fabricar prótesis donadas a personas de escasos recursos. De esta forma, la tecnología libre contribuye a soluciones asequibles de salud, adaptadas al paciente. Otras áreas STEM y arte: Carreras de biología pueden imprimir modelos de moléculas o fósiles, y química, prototipos de labware. En arte y educación especial se han impreso reproducciones de obras de arte para personas con discapacidad visual (por ejemplo, el Museo del Prado imprimió esculturas en relieve). La impresión 3D incluso se explora en moda y joyería, donde estudiantes experimentan con textiles rígidos o piezas ornamentales mediante herramientas de código abierto. Casos de estudio universitarios Diversas universidades han documentado su experiencia con impresión 3D en entornos reales: ZHAW (Suiza): En la Universidad de Ciencias Aplicadas de Zurich, estudiantes de ingeniería diseñaron un extrusor impreso 3D con un cuarto eje, resolviendo el reto de generar voladizos de 90° sin soportes. El equipo compartió el diseño abiertamente en redes de impresión 3D. Según sus reportes, esta modalidad abierta «democratiza el acceso a la tecnología y permite que otras instituciones aprendan y aprovechen este trabajo pionero». Recuperado de: https://blog.prusa3d.com/the-power-of-3d-printing-open-source-in-education-a-revolutionary-leap-at-zhaw_78623/ Universidad de Calgary (Canadá): La Schulich School of Engineering abrió un makerspace con más de 70 impresoras Prusa 3D disponibles para cualquier estudiante. Basta un trámite en línea para acceder a la cola de impresión. El resultado fue un entorno colaborativo donde alumnos veteranos capacitan a los novatos en técnica de laminado, selección de material y mantenimiento de impresoras. Sus proyectos incluyen prototipos de molinos de viento, carcasas electrónicas y hasta guitarras en forma de T-Rex, reforzando habilidades técnicas y trabajo en equipo. Los responsables concluyen que este acceso generoso a la impresión 3D prepara a los graduados con experiencia práctica valiosa para la industria. Recuperado de: https://blog.prusa3d.com/es/como-el-makerspace-de-la-ucalgary-da-vida-a-las-ideas_114582/ UNIFEBE (Brasil): Un caso notable es el de la Universidad UNIFEBE, que creó un pequeño centro de innovación con dos impresoras 3D. Con este equipo cambiaron «por completo sus programas de ingeniería, enfocándolos en manufactura aditiva y manufactura 4.0». Al emplear esta tecnología en el currículo, pasaron de una enseñanza unidireccional a una dinámica donde alumnos y profesores colaboran resolviendo proyectos reales. Este modelo ilustra cómo la impresión 3D puede reorientar la formación en ingeniería hacia proyectos prácticos y actualizados. Recuperado de: https://observatorio.tec.mx/edu-bits-blog/impresion-3d-como-herramienta-para-la-educacion/ Biblioteca MakerSpace ULPGC (España): La Universidad de Las Palmas de Gran Canaria incorporó un MakerSpace en su biblioteca central, equipado con impresora 3D, escáner 3D, cortadora laser, etc. Su página describe este espacio como un lugar para «crear conocimiento… experimentar y aprender haciendo». Los objetivos incluyen «fomentar el trabajo colaborativo e interdisciplinar». Este enfoque refleja la cultura maker universitaria: alumnos de distintas carreras comparten un taller común para desarrollar proyectos conjuntos, aplicar la tecnología 3D en sus estudios y asumir el error como parte del proceso creativo. Recuperado de: https://biblioteca.ulpgc.es/servicios/reprografia-impresion-3d Nacimiento de la inteligencia artificial de “código abierto” como herramienta de apoyo en el diseño de modelos CAD y decorativos Desde la llegada de modelos generativos de inteligencia artificial al público general y con la llegada de la inteligencia artificial llama de Meta como modelo de código abierto, muchas empresas empezaron a proporcionar herramientas de inteligencia artificial generativa de “código abierto” en nuestra rama Hunyuan3D-2 de Tencent es una herramienta excelente para generar archivos 3D en local. A continuación, una aplicación del modelo Hunyuan3D-2 como herramienta de apoyo en el diseño de modelos 3D. Hunyuan3D-2: Es una herramienta de generación de activos 3D de código abierto desarrollada por Tencent. Permite crear modelos 3D de alta calidad a partir de descripciones de texto, imágenes o bocetos, utilizando un proceso que combina la generación de geometría y la síntesis de texturas. Aplicación de la inteligencia artificial como apoyo al diseño de modelos 3D Antes de empezar es necesario para ejecutar el modelo en local en su tamaño completo como mínimo se requiere de 24GB de RAM y 6GB de VRAM. En este caso se buscaba imprimir un repuesto de una gradilla de tubos de ensayo ver Figura 7 es necesario que haya un contraste entre la pieza y el fondo los mejores resultados se obtienen con archivos .PNG. Figura 7: imagen de una gradilla de tubos de ensayo. Fuente: autoría propia. Figura 8: resultados usando el modelo Hunyuan3D-2 aplicando la Figura 7 como imagen original. Fuente: autoría propia. Figura 9: modificación manual en Thinkercad de la Figura 8 para obtener el resultado de la Figura 7. Fuente: autoría propia. Figura 10: resultado final de la pieza adaptada a las dimensiones de la Figura 7 solo se dedicó el trabajo humano en adaptar la pieza a las dimensiones reales, se aplicó el modelo generado Hunyuan3D-2 como base para el modelo. Fuente: autoría propia. Figura 11: donde se muestra el laminado de la pieza modificada a 0.24 de capa. Fuente: autoría propia. Figura 12: resultado final de la pieza: tiempo de impresión 1 hora con 45 min (Elegoo Neptune 3 Pro). Tiempo de diseño 1 hora con 30 min. Tiempo de generación del modelo 900 seg. Fuente: autoría propia. Hay que recordar que la inteligencia artificial no es un medio para reemplazar al humano, sino como una herramienta para facilitar el trabajo y aportar una ayuda a aquellos usuarios que carecen de las habilidades o necesitan una base para empezar a trabajar.