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26/04/2010

El sistema CAD CAM aplicado a la producción de obra gráfica.

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A lo largo de la historia el hombre ha utilizado el grabado en diversas aplicaciones tanto artísticas, decorativas o de reproducción. La capacidad de realizar incisiones sobre determinadas superficies mediante herramientas de distinta complejidad, ha favorecido la conservación de muchos datos vitales para la comprensión de la historia en la actualidad. Desde el día en que el hombre logró dejar una huella sobre la superficie de la roca dándole un determinado sentido hasta nuestros días, la evolución del grabado siempre ha girado entorno a las posibilidades de provocar incisiones sobre los materiales. Esta evolución imparable a lo largo de tantas generaciones nos lleva hasta el día de hoy mostrándonos un legado histórico que ha de servirnos como base para poder desarrollar futuros trabajos.
Todas estas técnicas heredadas, que tenían como objetivo inicial una plicación industrial, sin embargo, han sido absorbidas por la disciplina artística del grabado. Hace unos años empecé a trabajar en mi taller con una técnica aplicada al grabado industrial, y se me abrió un abanico de posibilidades técnicas, y la oportunidad de poder abordar una variedad de trabajos mucho más amplia. Decidí aplicar los sistemas de este último campo a la realización de obra gráfica, como complemento a todas las técnicas clásicas empledas en el mundo del grabado artístico, e incluso como técnica independiente. Estas técnicas en el ámbito del grabado industrial son plenamente conocidas y aplicadas debido a la necesidad de ofrecer una buena relación calidad-precio en los trabajos. Por ello, se realizan continuos estudios y mejoras en estos sistemas que conducen a nuevas aplicaciones. Especialmente destinados a los grabadores existen equipos capaces de realizar piezas previamente diseñadas por ordenador, bien mecanizando con máquinas de herramientas de corte de viruta, bien con otros medios como pueden ser el láser o el agua. Existen también complementos de estos equipos que permiten la copia exacta de determinadas superficies mediante un sitema de escáner, el cual palpa la superficie original y la reproduce a escala sobre el material que hayamos elegido. Este artículo solo aborda el sistema CAD CAM, teniendo como centro de mecanizado un pantógrafo fresadora que permite grabar imágenes, textos y todo tipo de formas y composiciones.
Gracias a la forma de operar de esta máquina, los trabajos resultantes son idénticos a los trabajos xilográficos, con la diferencia de que la matriz no tiene que ser necesariamente de madera, ya que pueden emplearse materiales tan diversos como plásticos, metales, cualquier case de maderas y tableros de fibra.



¿Qué es el CAD CAM?:


El nombre de CAD CAM es un acrónimo derivado del inglés Computer-Aided Design y Computer Aided Manofacturing (Diseño Asistido por Computador y Fabricación Asistida por Computador). CAD y CAM son disciplinas diferentes, en realidad se trata de una relación entre diversas ramas de ingeniería y fabricación. Se aúnan una función de diseño y una comunicación computerizada, para su empleo por parte de los operarios de diseño y los de producción.
La herramienta a la que nos estamos refiriendo es una fresadora CAD CAM, o lo que es lo mismo, una fresadora con un sistema CNC, Computer Numeric Control, asistido por un ordenador personal que calcula todos los movimientos de la máquina de forma muy sencilla para el usuario.
Las herramientas más importantes son los programas de CAD y de CAM que hasta hace poco eran independientes, pero que hoy conforman paquetes informáticos en los que se dispone de una buena herramienta de diseño CAD que ayuda a la herramienta de fabricación CAM. Estos paquetes informáticos incluyen además herramientas de visualización de la pieza, previa a la realización del trabajo, un sistema de cálculo de las zonas donde debe incidir la herramienta y donde no, y poseen también bibliotecas de herramientas con sus características específicas.
Las funciones más comunes del CAD son el modelado geométrico, análisis y delineación de la imagen, mediante elementos primitivos como el punto, la línea, el círculo y el arco, así como polígonos y elipses. El manejo del diseño es muy importante, de ahí que en la edición de este, la facilidad para realizar giros, reproducciones especulares, copias y eliminaciones, sea otra de las características fundamentales de estos programas. Es muy fácil encontrar software de CAD en el mercado e incluso bastante asequible de precio, pero por lo general estos sistemas llevan su software adaptado, aunque determinados tipos de archivos son compatibles con los programas más populares.
El CAM abarca el contron numérico, la robótica y la planificación y control de la fabricación. En el contron numérico sin ordenador se precisa de un conocimiento muy profundo de la máquina y del sistema de control que usará el programa, ya que el programador trabaja sobre el diseño según el funcionamiento de la máquina y definiendo la trayectoria correcta de la herramienta para generar la pieza.
En los programas CNC asistido por ordenador, este realiza todos los cálculos para la determinación de la trayectoria de la herramienta, y genera todas las instrucciones de la fabricación de la pieza. Este cálculo informatizado nos permite realizar grabaciones de mucha complejidad, que con el CNC manual resultarían imposibles.
La mayoría de los sistemas gráficos de CAM simula las operaciones del mecanizado en la pantalla. Esto permite el control del movimiento de la herramienta por parte del operario, controlando que esta no choque con otros elementos de la pieza o de la instalación. Para poder generar programas de control numérico en lenguaje ISO (lenguaje de programación estándar), es necesario realizar una traducción a dicho lenguaje, este proceso se llama postprocesado. El postprocesador utilizado dependerá del sistema CAM con que se han realizado los programas, y del control de la máquina al que se destina dicho programa. Esto quiere decir que en teoría cualquier programa de leguaje ISO debe ser compatible entre distintos sistemas CAD CAM destinados para la misma aplicación.
La fresadora grabadora o pantógrafo, es la herramienta que nos va a permitir grabar gran variedad de materiales con una exactitud de décima de milímetro y un virtuosismo cuyo límete está en la capacidad del usuario para el manejo del programa CAD.
No todos estos minicentros de mecanizado poseen los mismos accesorios, aunque sí una estructura básica de construcción. Por un lado una mesa de trabajo, que dependiendo del modelo de máquina puede estar fija a la estructura, o bien desplazarse sobre uno o dos ejes. Las mesas también varían según el trabajo que se lleve a cabo. Por otro lado el cabezal donde se encuentra la herramienta de corte, es la otra pieza imprescindible de estos sistemas. Dependiendo del modelo puede ir colocado en un eje vertical o en un puente. Si va acoplado en un eje vertical, sus desplazamientos solo se producen de arriba hacia abajo o al revés, de abajo hacia arriba, sobre el que se denomina eje Z. Mientras que si el cabezal va colocado en el puente, puede realizar sus movimientos en el eje vertical Z , en el horizontal X, desplazándose de derecha a izquierda y de izquierda a derecha, y en el eje Y, también horizontal, se desplaza todo el puente.
En el mercado actual de maquinaria, la variedad de modelos de pantógrafos es muy amplia, a la hora de adquirir uno las posbilidades son muchísimas, y se tiene que tener claro que tipo de trabajos y que formatos se va a realizar.
En cuanto a los materiales a utilizar, hay que dejar claro que puede haber muchos más de los que aquí se pueda enumerar, pero que antes de ponerlos en máquina, hay que informarse de sus cualidades de mecanización, para poder decidir que tipo de herramienta de corte y que velocidades de avance se le van a aplicar.
Las maderas naturales son muy diversas, y después de haber realizado pruebas con madera de pino, abeto, sicomoro, mongoy, palo santo India, palo santo Amazonas y palo santo Madagascar, he llegado a la conclusión de que las ideales son aquellas maderas duras con las betas muy prietas y muy finas, ya que las maderas blandas, cuando la herramienta no trabaja a favor de la beta, se astillan y se deshacen.
Los derivados de la madera actúan de forma diferente, aquí son el aglutinante y el tamaño de la viruta los que determinan el resultado. Lo ideal es un tablero compuesto por unas virutas muy pequeñas y un aglutinante que le dé una densidad muy alta.
hay que decir que tanto en el caso de las maderas como en el de los tableros de virutas, la fricción del material con la herramienta genera una temperatura muy alta que desgasta mucho el filo de la cuchilla.
La variedad de plásticos que se pueden encontrar en el mercado es enorme, y la gran mayoría no son mecanizables. La experiencia con baquelita, metacrilato policarbonato, tefón virgen y celotex ha sido muy positiva, quizá la única pega de estos cuatro materiales sea las fibras textiles que componen el celotex, ya que en todas las aristas del grabado deja una pelusa.
Los metales por su parte son los materiales de los cuales es más facil obtener información sobre sus cualidades de mecanización, y los que mejor nos puedan permitir utilizar otras técnicas. Cinc, cobre (siendo más recomendable el cobre electrolítico, que se comercializa en barras de hasta 100 mm de ancho), aluminio (para la obtención de un buen acabado y la optimización de tiempos, se recomienda el Alumec 79), latón no naval y bronces con alto contenido en plomo, son los metales más apropiados por su resistencia a la hora de realizar ediciones largas de estampas, y por su velocidad a la hora de mecanizarlos. Los metales férricos presentan más dificultades por su excesiva dureza y por su mantenimiento, ya que resulta imposible mecanizar un acero inoxidable.
Aparte de los grabados en alto relieve, el sistema CAD CAM nos permite la realización de grabados en bajo relieve combinando distintos programas a distintas profundidades, para su utilización como molde donde verter pasta de papel, obteniendo una estampa con unos relieves muy pronunciados.
Otra de las posibilidades de esta herramienta es el corte de planchas de forma exacta, de manera que nos permita entintarlas, juntarlas y estamparlas todas a la vez, teniendo como resultado una estampa de diversos colores en una sola estampación, e incluso obtener cada vez una estampa diferente dependiendo de las combinaciones que seamos capaces de realizar.
El sistema CAD CAM ofrece a los grabadores unos nuevos horizontes en cuanto a posibilidades, además de ser un sistema limpio, ya que no utiliza ningún producto químico que emane gases tóxicos, y todo el residuo que produce es en forma de viruta fácil de recoger y reciclar.
Esta es una técnica más compleja de lo que aparenta, por ello no se puede caer en el tópico de decir que aquí todo lo realiza la máquina. Sí, es un sistema capaz de realizar trabajos con una precisión que ningún grabador podría llevar a cabo con sus manos, pero como una máquina que es, no realizará nada por su cuenta, y si el operario que la maneja no conoce a la perfección su funcionamiento, el resultado puede ser desastroso, tanto para el grabado como incluso para la máquina. Por tanto para adentrarse en el manejo de estos sistemas hay que conocer muchos datos sobre materiales con los que trabajar, herramientas de corte que se pueden utilizar y su respuesta a la hora de trabajar los distintos materiales, así como las velocidades de trabajo y las profundidades por pasada que permiten las combinaciones de herramientas y materiales. En resumen, para obtener un buen trabajo hay que tener claro que es lo que se quiere, como funciona la máquina, y como hemos de transmitirle los datos para que esta lo realice a la perfección.
Por último añadir que la denomicación de los trabajos obtenidos con esta herramienta es muy compleja, ya que si realizamos un grabado sobre madera lo podremos llamar xilografía, pero a la vez será una Obra Gráfica Digital ya que el dibuho de CAD acontece en el ámbito de lo digital. Por otro lado, la matriz se podrá denominar Obra Gráfica, ya que existe la posibilidad de obtener más matrices idénticas a partir del dibujo digital y del programa de mecanizado. Y en cuanto a la obtención de una copia húmeda con el papel como soporte lo definiremos como estampa. Pero este es otro tema que da para muchas discusiones.

 

Juan Pardo Rabadán.

 

 

 


 

Este artículo apareció en la revista Grabado y Edición en el número 7.

Imagen de cabecera: "Revuelta" aluminiografía de Juan Pardo.



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