Impresión 3D para la organización de laboratorios electrónicos

La tecnología de impresión 3D ofrece a los diseñadores electrónicos fantásticas oportunidades para mejorar sus procesos de desarrollo, producir maquetas de productos e incluso crear partes personalizadas para sus dispositivos de producción. Sin embargo, los beneficios de las impresoras 3D no terminan ahí; pueden tener otro propósito igualmente importante en tu proceso de diseño, a saber, ayudarte a organizar el espacio de tu laboratorio de electrónica para que puedas trabajar de manera más inteligente.

Problemas del Espacio del Laboratorio

El típico espacio del laboratorio de electrónica estará lleno de herramientas, proyectos a medio completar, piezas de repuesto, componentes aleatorios y montones de cables y alambres. Aunque todo es esencial y necesita estar ahí, a menudo es una lucha encontrar lugares para poner todo de manera que lo encuentres nuevamente la próxima vez que lo necesites. Lo que puede parecer un desorden indomable para un observador casual es un caos altamente organizado que ha evolucionado lentamente, adhiriéndose a los principios científicos de la entropía.

La clave para crear orden a partir del caos es tener lugares donde poner todo, una solución de almacenamiento que funcione para tus necesidades específicas y que pueda evolucionar con tu laboratorio. Cada nuevo proyecto que comiences vendrá inevitablemente con nuevos componentes y, a veces, nuevas herramientas. A medida que inicies más proyectos, tus requisitos de almacenamiento y organización crecerán más rápido. La respuesta es una solución de almacenamiento a medida que puedes agregar cuando necesites elementos adicionales. La respuesta es aprovechar el poder de tu impresora 3D; ya tienes la capacidad de resolver tu problema organizativo disponible, ¿entonces por qué no usarla al máximo? Este artículo compartirá algunos consejos y recursos para ayudarte a comenzar.

Usando una Impresora 3D para Soluciones de Almacenamiento

Las impresoras 3D son ahora un recurso común utilizado para el desarrollo electrónico gracias a su versatilidad, practicidad y, en los últimos años, asequibilidad. Ahora, las impresoras 3D son relativamente económicas de adquirir y, igualmente importante, los materiales brutos que consumen están fácilmente disponibles y a un precio razonable. Estas ventajas abren su uso a todos, desde aficionados hasta pequeñas empresas y fabricantes.

Si aún no has comprado tu primera impresora 3D, hay algunos tipos populares ideales para cualquier laboratorio de electrónica. El tipo más común es el de impresoras de filamento, esencialmente pistolas de pegamento caliente controladas por computadora. Estas impresoras funcionan tomando un carrete continuo de filamento plástico, que se derrite en la cabeza de impresión, permitiendo una colocación precisa para construir capas de material que se solidifican después de su deposición. Las capas se acumulan desde la parte inferior hacia arriba para formar un objeto 3D. Un beneficio clave de las impresoras de filamento es la gama de materiales disponibles que ofrecen al usuario diferentes propiedades mecánicas y colores. Esto te permite cambiar de materiales entre trabajos o incluso en medio de una impresión para cambiar de color o producir objetos con propiedades variadas.

El segundo tipo de impresora más común utiliza una resina líquida que se cura usando luz ultravioleta (UV) para solidificar el material de impresión. Estos tipos de impresoras pueden tener un haz de láser UV para curar selectivamente la resina en puntos precisos o usar una máscara fotográfica exponiendo solo áreas seleccionadas del tanque de resina a luz UV de área amplia. 

Impresoras 3D Basadas en Polvo

Varias impresoras basadas en polvo que utilizan agentes aglutinantes aplicados mediante una cabeza de impresión separada o calor de una fuente láser para solidificar el polvo en las áreas requeridas están disponibles. Aunque estos tipos de impresoras tienen la mayor flexibilidad en tipos de materiales para optimizar las propiedades mecánicas y de acabado superficial, están en el extremo superior del rango de costos, y generalmente no se encuentran en los pequeños laboratorios de aficionados y pequeñas empresas.

Impresoras 3D de Filamento

La experiencia personal durante los últimos 12 años ha encontrado que las impresoras de filamento ofrecen el mejor rendimiento en un pequeño entorno de laboratorio. El uso de una impresora de resina se vio obstaculizado por problemas relacionados con la deformación leve del objeto impreso durante el proceso de post-curado y el producto final siendo demasiado frágil. La impresora de filamento produce un producto de mayor calidad con mejores propiedades mecánicas adecuadas para aplicaciones en componentes como controles de dispositivos y el equipo de almacenamiento a medida discutido aquí. Sin embargo, avances recientes en materiales están haciendo que las impresoras de resina sean más atractivas. Pueden llegar a ser comparables o incluso superar a las impresoras de filamento en su aplicabilidad para trabajos de laboratorio en un futuro cercano. Estén atentos a este espacio para actualizaciones sobre los últimos desarrollos en tecnología de impresoras 3D.

Si se utiliza una impresora de filamento para trabajos de laboratorio, el material de impresión recomendado es el tereftalato de polietileno modificado con glicol, o PETG por sus siglas. El PET es una resina de polímero termoplástico comúnmente utilizada de la familia de los poliésteres, ampliamente utilizada en la fabricación de todo, desde ropa hasta contenedores de alimentos y botellas de agua. La variante PETG tiene un punto de fusión más bajo, lo que la hace ideal para moldeo por inyección y extrusión de láminas. Estas propiedades también la hacen excelente para extrusiones de filamento para usar en una impresora 3D.

El filamento PETG viene en pequeños rollos que se alimentan en la cabeza de la impresora.

La razón principal por la que este material es excelente para la impresión de laboratorio es que tiene un coeficiente de expansión térmica muy bajo, lo que significa que las dimensiones de las partes impresas permanecen estables durante el proceso de enfriamiento, manteniendo el tamaño correcto. Los beneficios adicionales son que el material es relativamente barato y retiene flexibilidad mecánica al solidificarse, haciéndolo muy duradero para aplicaciones donde las partes no necesitan ser intensamente rígidas. Esta durabilidad es perfecta para organizaciones de espacio de laboratorio donde los materiales pueden manejar el manejo diario mientras sacas herramientas y componentes y, con suerte, recuerdas volver a ponerlos una vez terminado.

Ideas para Partes de Almacenamiento Impresas en 3D

Las impresoras 3D pueden producir cualquier pieza de almacenamiento que necesites; solo necesitas la imaginación para visualizar lo que necesitas y las aplicaciones para convertir estas ideas en archivos de diseño que tu impresora entenderá. Utilizo las siguientes partes en mi solución de almacenamiento que ofrezco como sugerencias para mejorar la organización de tu espacio de laboratorio. Todos los archivos de diseño para los elementos impresos en 3D están disponibles tanto en los recursos de Thingiverse como de Printables, así que puedes usarlos tal cual o adaptarlos a tus propias necesidades. Si utilizas los archivos de diseño, no olvides informarme cómo te fue y cualquier sugerencia sobre cómo puedo mejorar los diseños.

Cajones de Almacenamiento

La primera sugerencia es una mejora a los cajones de componentes ideal para alojar las partes que usas regularmente cuando estás prototipando proyectos. Como diseñadores electrónicos, saben que siempre habrá más componentes que cajones disponibles. Por lo tanto, una solución simple es agregar divisores de cajón impresos en 3D con etiquetas útiles para separar piezas más pequeñas y maximizar tu espacio de almacenamiento.

Los divisores de cajón impresos en 3D y los divisores de caja de herramientas están disponibles en línea, o puedes construirlos tú mismo.

Organización de Cables e Instrumentos

La siguiente sugerencia es un organizador de cables inspirado en un panal de abejas para los cables de alimentación de uso regular, manteniéndolos accesibles cuando se necesiten. Este organizador de cables apilable encajará perfectamente al lado de cajones o estantes, facilitando la tarea de tomar los cables y, lo que es igualmente importante, de guardarlos fuera del camino.

La siguiente sugerencia son monturas dedicadas para cada canal de instrumentación de prueba, incluyendo tu multímetro de mesa y osciloscopio. He diseñado estas monturas para mantener las sondas a salvo de daños accidentales y permitir un fácil acceso a los cables de prueba y cables manteniéndolos organizados cuando no se usan en lugar de tenerlos esparcidos por tu espacio de trabajo. Este diseño todavía está en proceso de mejora y necesita refinamiento antes de ser perfecto, así que estaré buscando tus comentarios para mejorarlos.

Organizador de Baterías

La siguiente sugerencia es un almacenamiento para baterías recargables con un estante portapilas modular para que puedas mantener tus baterías cargadas fácilmente accesibles y ayudar a prevenir que las baterías descargadas se mezclen con las listas para usar. No hay nada peor que descubrir que todas tus baterías necesitan recargarse antes de poder continuar con tu proyecto porque perdiste la cuenta de cuáles están listas para usar y cuáles están agotadas. Montar las baterías de pie también facilita distinguir las AAA de las AA, lo cual es excelente para trabajar de manera eficiente.

Soporte para Cintas

La siguiente sugerencia son colgadores para los rollos de cinta más utilizados, para mantenerlos fuera del camino pero fáciles de alcanzar cuando se necesiten. Esto evita la típica acumulación de rollos de cinta llenando cajones y estantes o comprar cinta nueva porque crees que te has quedado sin, pero luego encontrar montones de ese tipo de cinta escondidos en la parte trasera de los cajones o debajo de otras cosas que llenan tu espacio de trabajo.

El diseño para este soporte de cinta impreso en 3D se puede encontrar en Printables

A continuación, hay una característica genial: prácticos soportes para herramientas que te permiten tener las herramientas que más utilizas, como destornilladores, pelacables y cortadores, al alcance de la mano. También incluye estantes giratorios para destornilladores Torx y Hex que puedes quitar y llevar contigo para trabajar fuera de tu área de trabajo del laboratorio si es necesario. El diseño emplea un estante escalonado que asegura que sea fácil ver el tamaño y tipo de cada pieza de herramienta para facilitar la búsqueda de la herramienta adecuada.

La última sugerencia es el almacenamiento para cables que mantiene los diferentes colores y calibres separados y fáciles de encontrar cuando necesitas uno específico. Esta opción de estante para bobinas de alambre impreso en 3D es más fácil de usar que los paquetes de bobinas baratos de mercados en línea y no ocupa un espacio valioso en el banco o en la estantería. Organizar cables y alambres en el laboratorio es la mitad de la batalla para tener un espacio de trabajo despejado donde todo es fácil de encontrar y no implica cinco minutos de desenredar antes de usar; además, este diseño asegura que el extremo de cada cable sea fácil de agarrar. 

Montando tus partes de almacenamiento impresas en 3D

La clave para instalar estos componentes de almacenamiento impresos en 3D es usar una extrusión de aluminio de 20mm que he diseñado para montar en cada parte. Este montaje universal hace que todo sea fácil de instalar. Si necesitas reorganizar o mover tu espacio de trabajo, puedes mover todos los elementos una vez que las extrusiones de aluminio estén en su lugar. Guías de perforación de extrusión especialmente diseñadas hacen que esta instalación sea sencilla y aseguran que todo encaje a la perfección. La experiencia también ha demostrado que atornillar la extrusión es mucho más robusto que las placas de esquina o los soportes.

Conclusión

El artículo muestra cómo el uso de la impresión 3D puede crear soluciones de almacenamiento personalizadas para ayudar a organizar el espacio de tu laboratorio y asegurar que todo tenga un lugar adecuado para que puedas encontrar lo que necesitas rápidamente sin tener que buscar entre montones de mazos de cables a medio construir y cables enredados. También puede ahorrar el tiempo y el gasto de pedir nuevas partes cuando olvidas que ya tienes repuestos en los montones de componentes que se acumulan en los rincones menos utilizados de tu espacio de trabajo. En general, los beneficios de organizarse claramente superan las ganas de continuar con tus prácticas de trabajo caóticas habituales.

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