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COLEGIO NUESTRA SEÑORA DEL ROSARIO DE FLORIDABLANCA “Verdad, Virtud y Ciencia”

ASIGNATURA Tecnología e Informática PERIODO PRIMERO

DOCENTE Ivonne Tatiana Paredes FECHA

ESTUDIANTE CURSO 7°

GUÍA PARA EL DESARROLLO DE COMPETENCIAS

I. PREGUNTA PROBLEMATIZADORA ¿Cómo diseño e implemento innovaciones tecnológicas haciendo uso de herramientas y equipos?

II. NIVELES DE DESEMPEÑO SUPERIOR: Evalúa el uso de las herramientas para la interpretación de gráficos tridimensionales, sus costos y beneficios

ALTO: Emplea herramientas y equipos de manera segura para la interpretación de gráficos, bocetos, construcción de modelos, maquetas, prototipos en diferentes actividades.

BÁSICO: Idéntifica productos tecnológicos del entorno cotidiano y los utiliza en forma segura y apropiada para la construcción de modelos, maquetas y prototipados.

BAJO: Se le dificulta identificar productos tecnológicos del entorno cotidiano y los utiliza en forma segura y apropiada para la construcción de modelos, maquetas y prototipados.

III. PLAN ESTRATÉGICO DE APRENDIZAJE

TIEMPO (Semanas)

PROCESO DE EVALUACIÓN (Instancias)

COMPETENCIAS

ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS Y

EVIDENCIAS DE APRENDIZAJE

CONTENIDO CONCEPTUAL

1 •Identifico innovaciones e inventos trascendentales para la sociedad; los ubico y explico en su contexto histórico. •Doy ejemplos de transformación y utilización de fuentes de energía en determinados momentos históricos. •Analizo y aplico las normas de seguridad que se deben tener en cuenta para el uso de algunos artefactos, productos y sistemas tecnológicos. •Utilizo herramientas y equipos de manera segura para construir modelos, maquetas y prototipos. •Interpreto gráficos, bocetos y planos en diferentes actividades. •Realizo representaciones gráficas tridimensionales de mis ideas y diseños. •Evalúo los costos y beneficios antes de adquirir y utilizar artefactos y

productos tecnológicos.

Trabajo en el Tutorial Virtual. Actividad Haciendo Propuesta en el libro – Virtual. Reto : Analiza problemas básicos y propone soluciones Seamos Creativo:

promueve

actividades para

reforzar.

DISEÑO ASISTIDO POR COMPUTADOR (cad)”Formas básicas

en 3d”

2 TI1

3 QUIZ 1

4 UN DISEÑO MÁS COMPLEJO 5 TI2

6 QUIZ 2

7 DESARROLLO DE GUÍA

CONFIGURACIÓN DE LA IMPRESORA 3D

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9 SUSTENTACIÓN

10 RETROALIMENTACIÓN

11 TRIMESTRAL

12 SUSTENTACIÓN

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IV. DESARROLLO CONTEXTUAL

CUENTOS ILUSTRADOS PARA NIÑOS CIEGOS CREADOS CON IMPRESORAS 3D

Los cuentos ilustrados son uno de los mejores recursos para que los niños puedan conocer el maravilloso mundo de los libros, pero de una manera más divertida. Estos cuentos están llenos de ilustraciones que apoyan la historia que se cuenta con poco texto. Esta maravilla de cuentos se convierte en un recurso inútil para los niños con dificultades de visión o ciegos, pues aunque un niño pueda leer braille, no trasmite la misma intensidad que una ilustración. Esto podría cambiar gracias a las impresoras 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 con impresoras 3D han sido 2 clásicos de los cuentos ilustrados, “La pequeña oruga glotona” y “Buenas noches luna”.

La traducción al braille de los cuentos es una necesidad muy importante para los niños ciegos pero si ahora le unimos el logro de hacer ilustraciones táctiles gracias a las impresoras 3D. La experiencia de leer un libro será más completa aún.

Nuevos libros ilustrados en 3D

El proyecto Tactile Picture Books Project ya ha creado nuevos títulos de cuentos ilustrados en 3D como Harold y el crayón púrpura y Dear Zoo. En la web puedes ver el proceso de creación y como son las páginas de los libros en 3D. Me ha llamado mucho la atención el de Dear Zoo, pues las reproducciones de los animales en 3D son muy reales. La revolución de este gran invento ha llegado para quedarse en nuestras vidas, las impresoras 3D ya están en el mercado y al alcance de todos. Aún lo pienso y flipo, este invento es capaz de reproducir a escala cualquier objeto.

1. Investiga de que se trata el proyecto Tactile Picture Books. 2. Comparte con tus como te pareció esta noticia. 3. ¿Que otro uso le podrías dar a una impresora 3d?

4. ¿Te imaginas que en menos de una década podamos tener todos una en casa? ¡Sería genial!

ACTIVIDAD 1. INTERIORIZACIÓN, REFLEXIÓN DEL SABER.

DISEÑO ASISTIDO POR COMPUTADOR En la actualidad existen software de diseño de muchos tipos, pero anteriormente todo diseño se I hacía a papel y lápiz, como resultado se obtenían diseños de difícil interpretación y en un tiempo I muy largo. Gracias a los avances tecnológicos, hoy en día tenemos software de diseño 3D como Los son el CAD (Diseño Asistido por Computadora) o el CADD (Diseño y Dibujo Asistido por Computadora), el cual remplaza los dibujos tradicionales de papel en un modelo sofisticado que I usa la capacidad de computo de las computadoras para poder mostrarlos mejor y con más precisión. El software CAD ayuda a diseñar modelos en 3D 0 2D y para ello existen múltiples plataformas que permiten hacer estos modelos, los más usados actualmente son: AutoCad, Catia, Solidwork, NX I Unigraphics, Solid edge, Creo Elements/Pro y SketchUp, estos son pagos pues se debe adquirir una licencia que generalmente tiene un valor importante, por esto se usan en empresas y organizaciones. Una muy buena opción para uso

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personal es el software libre, como el FreeCad, el I cual vamos a utilizar en estas prácticas, gratuito y de muy buena calidad. Diseño 3D Para comenzar, debemos recordar que un modelo de diseño 3D permite visualizar objetos de una forma diferente, como lo es su largo, ancho y su profundidad, lo cual nos permite conocer mejor el objeto. Normalmente los modelos 3D se dibujan y son visualizados en superficies 2D, como una hoja de papel o la pantalla del Computador, para visualizarlos correctamente se debe tener en cuenta la perspectiva, la cual se define como la manera de representar un objeto en una superficie plana, que da idea de la posición, volumen y situación que ocupan en el espacio con respecto al ojo del observador. Veamos un ejemplo en las siguientes gráficas. Vemos que en la vista frontal y superior no observamos mayores detalles de la totalidad del dibujo, lo cual mejora en la vista isométrica, la cual nos permite captar una idea de la totalidad del objeto. Los software de diseño 3D cuentan con múltiples herramientas para elegir dependiendo del diseño que se quiera hacer, estos permiten "crear" el modelo 3D de diferentes modos y también permiten visualizarlo de forma muy eficiente pues podemos rotarlo y observarlo desde todos los ángulos, o sea desde cualquier perspectiva. Realizaremos nuestro primer contacto con un software de diseño 3D, el cual permitirá que nos vayamos familiarizando con cada una de las herramientas del programa Freecad. Como mencionamos anteriormente Freecad es una herramienta de diseño 3D que es similar a las herramientas como catia, inventor, solidwork, entre otros programas, la diferencia que existe es que FreeCad es gratuito y tiene menores prestaciones y capacidad que los de licencia paga. El software de diseño 3D Freecad es un programa que tiene una interfaz gráfica muy amigable con el usuario permitiéndole diseñar en 3D sin tener conocimientos previos, el programa cuenta con múltiples herramientas las cuales se escogen dependiendo de la necesidad que se tenga. En este software de diseño podemos abrir, guardar, editar diseños en 3D y modificarlos a nuestro gusto. Interfaz Normalmente cuando trabajamos con computadores lo hacemos usando una o varias interfaces, que nos permite comunicarnos con la máquina y entender la información. Existen dos tipos de interfaz para interactuar con el computador, la interfaz de usuario y la interfaz física. La interfaz de usuario conocida también como GUI (del inglés graphical user interface), sirve para facilitar la comunicación entre el hombre que da la orden y la máquina quien la ejecuta. Esta t interfaz cuenta con conjuntos de imágenes y objetos que representan la información de cada herramienta que ejecutan acciones diferentes. El objetivo principal de la interfaz de usuario es brindarle un entorno gráfico, amigable e intuitivo, para que este pueda realizar su trabajo de mejor manera y en menos tiempo. En la imagen observamos la interfaz de usuario que proporciona Free Cad. La interfaz física consiste en el hardware que puede manipular el usuario, como lo es el ratón y el teclado, entre otros, que sirven para introducir datos y ejecutar acciones en nuestro ordenador. Estas dos opciones de interfaz física son dispositivos de entrada de información es decir (input) pues se usan para "meter" datos. También tenemos dispositivos de salida de información (output) por ejemplo, la pantalla del computador, donde se visualizan las interfaces gráficas o los altavoces que dan la salida de audio o la impresora, donde se imprimen la información.

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Ensamble Un ensamble en CAD es un conjunto de piezas simples que forman entre si un objeto, en la mayoría de los software de diseño CAD esta herramienta de diseño es muy importante ya que le brinda al usuario una perspectiva del modelo 3D que quiere realizar por medio de uniones de piezas. De esta forma se puede tener el diseño de un objeto complicado, dividido en múltiple piezas fáciles de hacer. La mayoría de los modelos de CAD son hechos por medio de ensambles ya que facilita la construcción de un objeto complicado. Existen dos tipos de visualización de imágenes, La vista normal Y la vista la vista normal Permite al usuario ver cómo queda el diseño ya terminado le da una orientación de cómo quedan cada una de las piezas en el ensamble, mientras que la vista explosionada muestra al usuario como va cada Pieza de cómo es su montaje, las relaciones que tiene con otras piezas de objeto, de esta forma da una visión mucho más clara para armarlo. Revolución: permite hacer giros de una pieza entre 0 0 a 3600 creando así diseños de figuras redondas, como por ejemplo un balón de futbol. Extruir: es una de las herramientas más importantes a la hora de hablar de diseño 3D, esta herramienta crea un sólido a partir de un croquis, por ejemplo, si tenemos un circulo, le podemos aplicar "extruir" para obtener un cilindro. Redondear: esta opción permite redondear las esquinas rectas de una pieza, con esta herramienta tendremos piezas mucho más suaves en las esquinas, por ejemplo un dado. Vaciado: Elimina el material sobrante de una pieza 3D de esta forma se obtiene una pieza hueca como una caja. En esta ocasión, también usaremos las herramientas aprendidas en, como rectángulos y líneas. Con todas estas herramientas podemos crear formas básicas como cubos, cilindros, cajas, etc. Impresión por extrusión La impresión 3D por extrusión consiste en tomar un material plástico, ya sea PLA, ABS u otra clase de filamento plásticos que pueda usar la impresora, y calentarlo a una temperatura entre 180°C y 250°C en impresoras convencionales, el material se derrite por efecto de la temperatura hasta tomar una textura semi líquida y sale del extrusor a través de una pequeña abertura o boquilla, formando una pequeña capa plástica que es depositada con gran precisión sobre la base de la impresora donde el material nuevamente se enfría y se solidifica. Este proceso se repite una y otra vez, depositando capa sobre capa con movimientos controlados hasta formar la pieza completa. La precisión con que se realiza el proceso es muy alta, ya que la impresora lee los parámetros del archivo que vamos a imprimir, y de esta forma genera las figuras y los movimientos que realiza de acuerdo al diseño en 3D que le hemos configurado. Si bien los materiales más utilizados son el PLA I o ABS, existen muchos otros tipos de materiales, los cuales se pueden encontrar de diferente color. También existen impresoras que pueden calentar a temperaturas muy altas para imprimir con materiales especializados. La impresora 3D Una impresora 3D es una máquina que permite hacer replicas reales de objetos 3D, las impresoras 3D surgieron de la necesidad de crear maquetas rápidas Y de bajo costo, pero que también fueran eficientes y de gran calidad principalmente en el área de diseño. En la actualidad las impresoras 3D han extendido su uso más allá de crea Piezas simples hasta la creación de cosas especializadas como alimentos, prótesis médicas, piezas para aviación y muchas más.

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Existen muchos tipos de impresoras 3D, en este caso usaremos la impresora M3D micro 3D printer la cual es muy sencilla de manejar incluso sin conocimientos previos, pues sus características como tamaño, peso, bajo consumo y una interfaz de usuario intuitiva y amigable, la hace ideal para adultos, jóvenes y niños. En la interfaz de usuario encontramos las herramientas que necesitamos para usar nuestra impresora M3D como son: Mover: permite mover la piza en la dirección que queramos. Escalar: permite cambiar el tamaño de nuestra pieza, es decir hacerla más grande o más pequeña Rotar: permite rotar la pieza para cambiar su orientación. Duplicar: hace una copia idéntica de nuestra pieza y la coloca en la interfaz de nuestra impresora. Borrar: borra todas las piezas duplicadas que tengamos en la interfaz de nuestra impresora. Atrás: regresan todos los cambios que hemos realizado a la pieza. Siguiente: avanza en los cambios que hemos retrocedido. Guardar: permite guardar todos los cambios que hemos hecho a nuestra pieza. Restablecer Vista: sirve para regresar a la posición original de la cámara. Centrar: permite ubicar el modelo a imprimir en el centro de la interfaz gráfica. Imprimir: Este botón inicia la impresión, envía la información necesaria para que la impresora funcione. A pesar de su tamaño, esta impresora es capaz de hacer cualquier diseño CAD sencillo o complicado, con gran calidad y velocidad.

1. Abre freedcad e identifica cada herramienta del programa y realiza un ejercicio para probar cada opción.

ACTIVIDAD 2. SISTEMATIZACIÓN Y TRANSFERENCIA DEL CONOCIMIENTO. SISTEMATIZACIÓN "Abriendo un CAD"

1. Sigue las instrucciones dadas por la docente y realiza los pasos que se te indican así: Descarga el archivo "PRUEBACAD.FCSTD" en el Word press. Ábrelo usando el software Freecad, Visualiza el diseño usando las herramientas de vistas, de esta forma tendrás una mejor perspectiva del diseño. Imagina que modificaciones puedes hacer con las herramientas del programa. Cambiar de color, de tamaño o de forma usando las herramientas. Siguiendo estas instrucciones te irás familiarizando con las herramientas del software y su uso, no olvides que cada herramienta cumple un propósito diferente y que debes practicar para convertirte en un experto diseñando en 3D.

2. Siguiendo como ejemplo las instrucciones vistas en clase, realiza el ejemplo

Entra al software de diseño FreeCad desde tu computadora.

Abre un nuevo croquis dando clic en Diseño de Pieza y crear nuevo croquis.

Selecciona el tipo de orientación que desees, ya sea plano XY, plano XZ plano YZ.

Junto con las herramientas de línea, cuadrado, circulo y cota se crea un diseño de línea de nuestro diseño en 3d.

Selecciona extruir croquis para terminar de crear nuestro diseño 3D.

3. Siguiendo las instrucciones mostradas en el ejemplo de clase podrás crear con mucha facilidad tu modelo en 3D.

TRANSFERENCIA

1. Toma papel y lápiz y realiza un dibujo 3D de algo que te guste, escoge un dibujo sencillo para que no te lleve mucho tiempo. Muéstrales el resultado a tus amigos para que te den tu punto de vista.

2. Toma papel y lápiz y realiza un dibujo en 2D de algo que te guste, luego crea ese dibujo en el

software Freecad y muéstrale el resultado a tus a amigos y docente.

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V. DESARROLLO CONTEXTUAL Hace algunos años atrás la impresión 3D era un concepto y las impresoras 3D imprimían piezas pequeñas. Hoy en día la impresión 3D se volvió una parte inevitable de distintos campos. Hace no muchos años la misma existía como un concepto a ser utilizado a futuro y las impresoras 3D sólo imprimían partes pequeñas rara vez utilizadas en construcción, pero en los últimos años esto se volvió realidad. Las avanzadas tecnologías nos permiten imprimir grandes partes para construcción, por lo que se hizo real la posibilidad de construir casa y puentes en un corto período de tiempo. Algo que parecía inaccesible ahora es real. ¿Aún piensas que es todo un cuento? Vamos a echar un vistazo a los recientes logros en la industria de la construcción. Casas 3D en China La compañía china WinSun Global utilizó una impresora 3D para construir casas que tienen 6 metros de alto, 10 metros de ancho y 40 metros de largo en menos de 24 horas. Las partes, como marcos y paredes, se imprimen por separado. Estos nuevos tipos de estructuras 3D son ecológicas y rentables. Todos los materiales utilizados fueron creados utilizando desechos de construcción reciclados, desechos industriales y relaves. El año pasado WinSun demostró la eficacia de su tecnología cuando presentaron el complejo de apartamentos de 5 pisos 3D más alto y una casa de campo de 1.100 metros cuadrados, completa con elementos decorativos dentro y fuera de ella.

Construccción 3D en Dubai El proyecto que fue lanzado en Dubai en impresión 3D de construcciones será realizado por WinSun Global. Sin embargo, este proyecto es distinto de los demás donde se utilizó impresión 3D para los componentes estructurales. En este proyecto, toda la estructura interior y exterior será colocada con una impresora 3D gigante. Se espera que el producto final sea un pequeño complejo de construcciones multiuso que estará ubicado en una intersección transitada en el medio de Dubai.

Puente 3D en Amsterdam Un emprendimiento holandés planea construir el primer puente impreso en 3D a lo largo de un canal en Amsterdam. Esto será posible utilizando impresoras robóticas que pueden dibujar estructuras de acero en 3D. Para este propósito, se utilizará un brazo robótico especialmente diseñado. Hasta el momento, se utilizó un brazo robótico para imprimir pequeñas estructuras metálicas, pero este puente será el primer despliegue de esta tecnología a gran escala.

Como puedes observar, la tecnología existe y mejora rápidamente, por lo que podremos esperar y ver una nueva generación de impresión 3D. Mientras tanto, hay muchas compañías que trabajan en impresión 3D que pueden proveer consultoría o recomendaciones, por ejemplo, XtreeE es una compañía dedicada a los diversos aspectos de la integración de procesos digitales avanzados en la concepción arquitectónica y en su construcción.

1. ¿Qué opinas de este avance tecnológico gracias a las impresoras 3d? 2. ¿Crees que las impresoras 3d son necesarias en nuestra época actual?

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ACTIVIDAD 1. INTERIORIZACIÓN, REFLEXIÓN DEL SABER.

UN DISEÑO MÁS COMPLEJO

Ensamble El ensamblaje es un proceso en el cual dos o más piezas se unen entre sí, para formar una nueva pieza. Las características de cada pieza permiten determinar el lugar y posición que ocupa en el ensamble, lo ideal es que las piezas "casen perfecto" para obtener un buen ensamble. Las nuevas técnicas de manufactura, como por ejemplo la filosofía poka-yoke, exigen que los ensambles sean lo más intuitivos posible para no dejar espacio a errores en la operación de un sistema. Por ejemplo, el conector de un USB es un poka-yokey puesto que no permite conectarlo al revés. En general existen tres tipos de ensambles para crear piezas: Ensamble permanente: es aquel cuando sus partes al unirse dos o más piezas, lo hacen de una manera permanente, pues si esto se llega a separar puede ocasionar daños a la estructura, la unión de estas piezas se puede hacer por calor o pegamento, este tipo de ensamble es el más resistente de todos. Ensamble semipermanente: es aquel donde sus partes deben unirse por medio de piezas extras (tornillos, ganchos, pasadores, etc), de esta forma permite el reemplazo de las piezas en caso de que alguna de ellas se dañe, y puede ser modificada en cualquier momento a diferencia de la permanente que siempre permanecerán unidas. La unión con piezas metálicas le da una gran resistencia pero no tanto como la permanente. Ensamble no permanente: este tipo de ensamble es el más fácil, pero debe ser el más preciso ya que este ensamble no usa ninguna ayuda extra I como pegante o soldaduras, este tipo de ensambles permiten tener diseños fáciles de armar y muy ligeros, pero también es el más frágil, un ejemplo de ello son los legos, este tipo de ensamble es el más delicado de todos ya que sus piezas solo se encuentran unidas por su misma fricción. Conceptos de dibujo para CAD El dibujo es un arte gráfica, que consiste en realizar trazos sobre algún objeto como papel, cartón, madera, etc), este tipo de dibujo es el que llevan a cabo los artistas y pintores. También existe el dibujo ficticio que se hace en un medio lógico, como lo es el caso del CAD o CADD (diseño y dibujo asistido por computadora) este tipo de dibujo es muy utilizado por ingenieros y diseñadores. En general, podemos clasificar los dibujos en dos tipos, el artístico que se forma por la expresión de las ideas del artista, haciendo uso de diferentes técnicas y materiales, como lápices, carboncillos y óleo entre otros. El otro tipo es el dibujo técnico, utilizado para hacer representaciones gráficas de diferentes cosas, como planos de arquitectura, Piezas o dibujos topográficos. En el dibujo técnico la principal intención es representar de la mejor forma posible, de la más exacta, las dimensiones y la forma de un objeto determinado. Ahora vamos a definir un concepto importante que le da vida a la mayoría de modelos CAD, se trata del croquis. Un croquis es un dibujo o diseño sencillo que pude representar algo real o ficticio en una imagen. Un croquis trata de representar un esquema de un dibujo con toda su información geométrica. En la figura se muestra el croquis de una ficha de Ajedrez Este croquis, representa un simple dibujo en 2D, pero usando las herramientas que ofrecen los softwares de diseño CAD, podemos a partir del croquis, representar ese mismo dibujo en 3D, lo cual nos da la capacidad de ilustrar el objeto de una forma más clara. Aprenderemos cómo usar las herramientas del software FreeCad para crear objetos en 3D a partir de un croquis, para luego prototiparlo en la impresora M3D.

1. Investiga ejemplos de los diferentes tipos de ensambles, realiza una presentación en power point y

preséntale a tus compañeros tus hallazgos.

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ACTIVIDAD 2. SISTEMATIZACIÓN Y TRANSFERENCIA DEL CONOCIMIENTO. SISTEMATIZACIÓN Sigue las instrucciones de la clase y realiza los pasos para crear un objeto que este conformado por el ensamble de varias piezas. El procedimiento para diseñar cada pieza podría ser el siguiente:

Abre en tu computadora al software de diseño Freecad y crea un nuevo croquis dando clic en Diseño de Pieza, y en Crear nuevo croquis.

Selecciona el tipo de orientación que desees, ya sea planoXY, pano XZ, plano YZ.

Con las herramientas de línea, cuadrado, circulo y cota, crea un diseño de línea o croquis de tu modelo 3ro.

Presiona "Extruir croquis seleccionado" para crear tu modelo 3D.

De esta forma, crea las piezas que requieres para realizar el ensamble y lograr el producto final. Ahora a imprimir.

Abre el programa llamado M3D, luego en Open Model, abre los archivos que has creado en Freecad.

Posiciona las piezas en el lugar que desees usando la herramienta Mover.

Ahora dale Imprimir y mira cómo funciona la máquina para lograr tus piezas.

Cuando obtengas todas las piezas, ensámblalas y presenta a tu profesor y compañeros, el resultado final.

TRANSFERENCIA

Comparte con tus padres la experiencia de crear piezas con la técnica del ensamble y pregúntales si hay alguna pieza que necesiten en tu casa, bien sea para realizar una función especial o simplemente para decoración.

Trata de realizar en la siguiente clase el diseño CAD de la pieza y comparte el resultado con tu docente y compañeros.

VI. DESARROLLO CONTEXTUAL

El niño boliviano que se fabricó su propia mano robótica

Leonardo Viscarra construyó su nueva mano con la ayuda de

una impresora 3D.

El niño boliviano Leonardo Viscarra descubrió la tecnología por casualidad al romper un coche de juguete y ahora con una mezcla de curiosidad, pasión y mucho trabajo ha conseguido construir su propia mano robótica con una impresora 3D. "Yo le tiré una piedra y el carro se rompió y pude ver la placa y los motores", relata en una entrevista este precoz investigador, de 14 años, quien define que ese hecho, acontecido cuando tenía 8 años, fue el desencadenante de sus logros. Cuando estaba en el vientre de su madre, la mano izquierda se le quedó enredada en la placenta y no se pudo desarrollar del todo. Le diagnosticaron lo que se conoce como síndrome de la banda amniótica. Su nueva mano, hecha de termoplástico, funciona con hilos de nailon que recogen los movimientos de su muñeca y los transmiten a unos dedos que, admite, no acaban de cerrar del todo. No es perfecta, pero con ella puede "agarrar vasos, frascos... una variedad de objetos que antes no podía sostener". Comenzó con una mano muy precaria; una especie de pinza que al menos le servía para asir objetos. Luego consiguió otra ya más mecanizada, pero que no le encajaba del todo bien. Investigando, según cuenta, conoció la historia de un chico francés que fue el primero en tener una prótesis de este tipo y supo de una fundación estadounidense que las fabricaba. Gracias a una tía que vive en Estados Unidos contactó y le enviaron una primera mano robótica, aunque le

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quedaba demasiado grande y de poco le servía. No se rindió. Se inspiró en esta prótesis "para sacar la otra", esta vez hecha por él mismo y personalizada a sus medidas. Cuando tenía el diseño, que sacó de Internet, acudió al Instituto de Robótica Sawers, en la ciudad de Cochabamba donde reside, y allí le ayudaron a hacerla real. Con una impresora 3D imprimieron casi toda esta nueva mano y, con ayuda de sus profesores y padres, Viscarra unió todas las piezas y la articuló con los hilos o cuerdas de nailon. Leonardo Viscarra consiguió su prótesis por menos de 100 dólares, confiesa, cuando las prótesis biónicas que venden las empresas te pueden llegar a costar 15.000 dólares. El joven dijo que pudo probar una de esas manos cuando estuvo en la ciudad de Santa Cruz, que era un modelo con sensores que se conectaban a los músculos de la mano y reaccionaba a sus movimientos con una gran precisión. Si vienen niños a pedirle consejo, les recomienda otros modelos porque la que él usa en su día a día es un prototipo que aún no ha conseguido la precisión y la fuerza que a él le gustaría. No es la única Aunque, por otro lado, su mano no es la única que ha construido, ya que, como dice, ha podido reproducirla en una nueva prótesis, esta vez para una niña de 7 años. Le tomó las medidas para que no le sucediera lo que le pasó a él con su primera mano robótica estadounidense y se la pintó de rosa con estrellas "para que se sienta más cómoda". Es el comienzo de su carrera, en la que no va a faltar su pasión por inventar, crear e investigar. Y sus profesores en el colegio lo animan a que si le gusta y se le da bien, no se quede ahí, se dedique a ello y consiga grandes cosas. También sus compañeros de clase lo apoyan e intentan ayudarle y darle ideas para sus creaciones. "A mí de mayor me gustaría estudiar Biomédica, que es una profesión que me interesa mucho porque en eso ya estoy, que es hacer prótesis robóticas", concluye este joven genio.

1. ¿Que sientes al conocer la historia de Leonardo Viscarra? 2. ¿Qué prototipo te gustaría hacer para ayudar a una persona con limitaciones físicas?

ACTIVIDAD 1. INTERIORIZACIÓN, REFLEXIÓN DEL SABER.

CONFIGURACIÓN DE LA IMPRESORA 3D

La mayoría de máquinas que imprimen objetos 3D usan la técnica llamada extrusión de plástico, la cual consiste en calentar material plástico hasta que quede blando para así empujarlo a través de una boquilla y lograr finas capas de material, el cual se posiciona cuidadosamente sobre una bandeja para formar los objetos. Este material al enfriarse se endurece y permite que los objetos queden compactos. Existen variables que determinan la calidad de la impresión, como son la temperatura, el material, el relleno, la velocidad, etc. La gran mayoría de estas, son manipulables desde el programa, y el resto solo reemplazándolas físicamente. La resolución de una impresión es la calidad, el acabado y la fidelidad con respecto al diseño realizado en el programa CAD. Por otro lado está la Velocidad de impresión que influye directamente en el tiempo necesario para hacer la pieza, como también en su calidad. Si aumenta la velocidad de impresión, esto reducirá el tiempo para obtener la pieza; pero disminuye la calidad, por ende es recomendado para piezas sencillas; pero si necesitamos una pieza con una calidad alta y buen acabado, debemos disminuir la velocidad, por lo que aumentará el tiempo de impresión. Es recomendable mantener el equilibrio entre velocidad y precisión de esta forma tendrás I resultados con la calidad apropiada según el uso que les vayas a dar.

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Calibración y configuración Configurar es el proceso de asignar un modo de impresión, cada uno con sus propios valores, lo cual nos lleva al proceso de calibración, que es determinar el valor necesario para que la impresora trabaje a determinadas características.

Modo de Operación (configuración)

Calidad Excelente Impresión Equilibrada Rápido

Calibración Velocidad baja Velocidad media Velocidad alta

Respuesta de la impresora Resolución alta Resolución media Resolución baja

Recomendación: la configuracion debe seleccionarse a partir de la complejidad de la pieza y el tiempo de impresión con el que disponemos. La posición es importante Al momento de realizar una impresión se recomienda que la pieza quede centrada, teniendo en cuenta ciertas condiciones como el tamaño y la cantidad de piezas que vayamos a imprimir, veamos un ejemplo: Si el área de trabajo es de 10 cm x 10 cm y la pieza tiene dimensiones de 9 cm x 8 cm x 7 cm, es casi que obligatorio que quede centrada, pues de lo contrario corremos el riesgo de que una fracción de la misma va a quedar por fuera. Si se desea imprimir varias piezas se recomienda que el punto centro del área de trabajo, y que el espacio entre las mismas sea relativamente pequeño, con un de que el extrusor no tenga que desplazarse demasiado para poner el material. Ademas, se debe verificar cuidadosamente que ninguna de las piezas quede en el límite, o lo que es peor por fuera del espacio de trabajo.. La estructura óptima La estructura optima es aquella que cumple con su tarea de la mejor manera, es decir resiste el esfuerzo, no se desgasta o se parte fácilmente, es liviana y no requiere de mucho material y/o tiempo para prototiparse. Recuerda que para tener un buen final, debe haber un buen comienzo, antes de iniciar cualquier diseño debes invertir el tiempo suficiente en precisar las necesidades de usuario: ¿para qué se va a usar la pieza?, ¿quién la va a usar?, ¿cuál es el máximo esfuerzo que va a soportar?, ¿estará descubierta?, ¿será un molde o solo un prototipo para corroborar forma o apariencia?, en fín, todas las variables que podamos conocer. Luego de conocer las necesidades de usuario ligadas a la pieza, podemos definir especificaciones de la misma, o sea las características que le van a permitir cumplir satisfactoriamente con los requerimientos anteriormente listados, pues el objetivo es lograr productos que superen las expectativas de los usuarios. Cuando creamos piezas impresión 3D, hay algunas características que debemos tener muy en cuenta ya que inciden directamente en la calidad del producto final. Las más importantes son: Relleno: Se refiere a la cantidad de material que tiene una forma determinada, este a su vez se compone de:

Densidad: Que tanta masa (material) tiene por unidad de volumen. Patrón: La forma de disposición del material, por ejemplo.

Rectilínea (Único para el 100% de Densidad).

Panal de abejas (Se recomienda para piezas con densidad diferente del 100% y alta resistencia).

Concéntrico.

Existen otros. Variando estos dos se varía el relleno, lo cual permite variar la densidad y por ende su peso y la cantidad de material.

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1. Investiga los tipos de impresora 3D que existen y la resolución que usa en sus impresiones. Comparte con tus compañeros.

ACTIVIDAD 2. SISTEMATIZACIÓN Y TRANSFERENCIA DEL CONOCIMIENTO. SISTEMATIZACIÓN

1. Realiza el ejercicio guiado por la docente. 2. Sigue las instrucciones vistas en clase

Utiliza el software FreeCad para dibujar una barra redonda de 3 cm de diámetro por 10 cm de largo

Luego enciende la impresora y verifica que el programa para imprimir la esté detectando.

Carga el archivo generado por el programa CAD en el programa de la impresora 3D e imprímelo.

Al terminar, anota el tiempo de impresión, modifica drásticamente la densidad e imprime nuevamente.

Al terminar la segunda impresión, vuelve a anotar el tiempo, modifica el patrón de impresión y vuelve a imprimir, con esta serían tres barras o vigas.

Luego ubica cada viga sobre dos pilares que pueden ser pedazos de madera o de metal y coloca algo pesado en el centro de la viga, aumenta el peso hasta tratar de partirla, registrando tanto el peso como lo que pasa con la viga.

Analiza las tres piezas y saca conclusiones, compara el peso, el tiempo de impresión, la densidad, el patrón y la resistencia. Puedes crear una tabla para ver mejor los datos y asi discutir sobre los resultados con tus compañeros.

TRANSFERENCIA

Carga varias piezas y realiza distintas impresiones variando el patrón y la densidad, analiza las piezas y saca conclusiones.

ACTIVIDAD 3. RETROALIMENTACION DEL CONOCIMIENTO.

1. Realiza el diseño de la pieza dada por la docente, recordemos el procedimiento para imprimir una pieza correctamente

Debes imprimir las piezas que has diseñado

Recordemos el procedimiento para imprimir una Pieza correctamente.

En FreeCad abre el diseño 3D de la pieza que vas a imprimir, selecciónala y luego expórtala con la extensión STL MESH, que es el tipo de archivo que recibe la impresora para trabajar. Es recomendable que crees una carpeta llamada "Sistema automatizado" para guardar todos los archivos y así tener orden.

Verifica que la impresora 3D esté conectada al computador y abre el programa M3D.

Selecciona abrir archivo y escoge el archivo a imprimir.

Por tratarse de una pieza funcional que debe tener buena resistencia y acabados, es recomendable que escojas la mejor calidad que puede dar la impresora.

Luego procede a Imprimir.

Espera que se prototipe la pieza y prueba que todo haya quedado bien, recuerda realizaremos el ensamble de todos los componentes sobre la estructura y todo debe coincidir perfecto.

Si así lo prefieres puedes imprimir todas las piezas simultáneamente, teniendo cuidado de distribuirlas

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VII. CONCEPTOS TÉRMINO / CONCEPTO SIGNIFICADO

PROTOPADO

3D

MALLAS DE IMPRESIÓN

VIII. AUTOEVALUACIÓN Y MEJORA

AUTOEVALUACIÓN DEL PROCESO DE FORMACIÓN

A continuación, encontrarás una lista de ítems desarrollados durante la unidad. Debes decir si cumples o no cada uno de ellos. Lo importante no es obtener una calificación, sino reflexionar sobre lo que haces. Analiza y responde muy sinceramente.

ITEMS SI NO

1. Soy puntual en mi llegada al salón de clases.

2. Entrego a tiempo y de forma adecuada tareas, talleres y trabajos de la asignatura.

3. Preparo adecuadamente los parciales, quices y evaluaciones trimestrales participando activamente en la retroalimentación.

4. Contribuyo a la construcción de conocimiento asumiendo una actitud de escucha, respeto, participación activa y reconocimiento de las opiniones de mis compañeros y profesores en las diferentes clases.

5. Cumplo con mis deberes de estudiante, establecidos en el manual de convivencia y practico los valores Rosaristas en el salón de clase.

NOTA DEFINITIVA DE LA AUTOEVALUACIÓN.

COMPROMISO DE MEJORA

IX. FUENTES DE CONSULTA Libros Robótica para educa 7° Páginas Web www.dagabot.com Proyecto Tactile Picture Books. https://www.colorado.edu/project/bbb/ https://www.europapress.es/portaltic/gadgets/noticia-impresion-3d-crea-dibujos-cuentos-escritos-braille-20140829120030.html https://www.eltiempo.com/vida/ciencia/nino-boliviano-construye-mano-robotica-68994