Traducción: What 3D printers can do... and what they can't

Qué pueden hacer las impresoras 3D ...y que no pueden hacer.

Artículo Original:
Instructables: What 3D printers can do... and what they can't 

Las impresoras 3D han tenido una enorme cantidad de atención en el  año pasado con un montón de historias sobre lo increíbles que son. Cómo pueden hacer las piezas de recambio para cualquier cosa que se rompe. Cómo van a revolucionar la fabricación. Como todo el mundo podía tener una y hacer todo lo que usted necesite.

En resumen,  las impresoras 3D  son bastante increíble, pero no es el milagro que se anuncia con bombos y platillos. Así que vamos a tamizar a través y ver por lo que realmente hay que emocionarse en estos momentos.

Las impresoras 3D de consumo (lo que mucha gente va a utilizar)
La impresión en 3D que está disponible para los consumidores en este momento se basa en el modelado por deposición fundida o FDM . Estas impresoras acumulan una capa por capa del modelo  por extrusión ABS o PLA en el área de construcción . Se trata básicamente de una versión mucho más elegante de una pistola de pegamento. Una pequeña pistola de pegamento controlada por un ordenador.

Estas impresoras 3D suelen costar  $ $1000 - $ 2000 $, pero las más pequeñas puede ser encontrados por tan poco como $ 200 (sólo materiales). El replicador MakerBot Replicator 2 es la impresora más popular de este tipo, pero hay docenas de otros fabricantes para elegir también.

Con un poco de jugueteo y  trabajo se puede imprimir prácticamente cualquier forma que se ajuste dentro del volumen de generación posible de la impresora. Así que si cabe en la impresora, usted puede hacerlo . Eso es simplificar un poco (bueno, mucho) , pero esa es la idea , y es una idea genial.

Después de un poco de práctica se puede aprender a diseñar nuevas cosas como joyas , adornos o juguetes. Ya que todo se imprime, puede personalizar cualquier pieza que desee. Tome un par de horas para aprender diseño 123D y usted comenzará a tener cosas nuevas para imprimir .

Ese es el poder de la impresión 3D. Usted puede pasar rápidamente de una idea a un diseño y luego a la realidad. Sus habilidades en hacer las cosas a mano, no importan aquí . Esto es por qué es tan increíblemente útil usar una impresora 3D para hacer prototipos de sus ideas.

Recientemente he trabajado en un casco de una memoria flash y el primer modelo me tomó alrededor de 2 minutos para el diseño . Después de que se trataba de unos 15 minutos para imprimir en un Replicator 2 . Luego he comprobado y ajustado el diseño para otra impresión . Repetí el proceso varias veces y en 2 horas tenía un archivo con el que estaba contento. Esto es aún más teniendo en cuenta que sólo pasé unos 20 minutos de las 2 horas de trabajo activo . El resto se destinó a otros trabajos relacionados .

Todo sobre los materiales.
Ese es el poder de la impresión 3D. Gracias a servicios como 3D Creation Systems donde usted puede cargar su archivo y conseguir impresiones en máquinas mucho más elegantes con una mejor resolución . No hay satisfacción inmediata , pero que aún así se obtiene una impresión de alta calidad de manera rápida y el acceso a más materiales.

Incluso con esta amplia selección de materiales de impresión , sigue siendo una selección muy limitada . Si echaramos una mirada a todos los plásticos que hay estaríamos aquí durante días. Hay miles de ellos y eso sólo plástico . También hay madera y metal , y más allá de eso. Cada material diferente en este increíblemente enorme selección tiene una calidad diferente.

He visto un sinnúmero de personas que imprimen artículos en ABS o PLA y se quejan de cómo su impresora no debe estar trabajando porque el trabajo impreso no funciona igual que el original . Pero, por supuesto, no podemos volver a crear todos los elementos por ahí con un par de tipos de plástico.

Se trata de utilizar la impresión en 3D con otras herramientas.
La clave del avance en el uso de la impresión en 3D es utilizarlo como una nueva herramienta increíble de formar grandes piezas para trabajar junto a todos los otros grandes artículos y materiales que hay. ¿Por qué molestarse en hacer un resorte débil de plástico cuando se puede tener un muelle de metal ?

Así que la impresión 3D no lo es todo , pero se puede utilizar junto con casi todo. Puede llegar a donde queremos ir mucho más rápido que antes de que sea ridículo. Pero todavía no es el milagro anunciado con bombos, no es la única herramienta que necesitaremos de aquí en adelante .

Cuando la publicidad se apague, no vamos a estar buscando en al asombro ante algo que es impreso en 3D, vamos a estar buscando en un montón de cosas impresionantes nuevas que se hicieron rápidamente con la ayuda de la impresión 3D . Y eso va a ser increíble.

Nikola Tesla

Un serbio-estadounidense, un ingeniero, un inventor, un físico, un visionario.

Nacido en 1856, vivió en Croacia, Austria, Eslovenia, República Checa, Francia y Estados Unidos.

Junto a Thomas Edison, fue un precursor del uso de la energía eléctrica, base del funcionamiento del mundo actual. En principio Tesla trabajaba para Edison, pero este último jamás valoró adecuadamente su trabajo. Además de que la mayoría de inventos de Edison, al igual que los dispositivos actuales, funcionan con corriente continua, por esto investigaba el transporte y comercialización de la energía eléctrica con dicha corriente; Tesla sin embargo se dio cuenta que la transmisión en corriente alterna es más eficiente, por lo que incluso actualmente es la forma en que se transporta la energía desde los generadores hasta tu casa. Que se usara la corriente alterna seguramente molesto mucho a Edison, ya que sus inversiones en corriente continua no eran nada pequeñas, tal que desarrolló la silla eléctrica a corriente alterna para hacer quedar mal a Tesla, incluso electrocutó un elefante.

Tesla, que se dice no necesitaba trazar planos pues imaginaba muy claramente lo que deseaba construir, tuvo que trabajar mucho  para poder construir laboratorios en muchos lugares de Estados Unidos, ya que experimentaba con altas energías y equipos grandes, que terminaban estropeados o molestando a los vecinos, teniendo que mudarse a otro lugar para continuar sus investigaciones.

Como principal investigador de la corriente alterna, estaba seguro de poder conducir mensajes a través de las ondas eléctricas al igual que potencia de manera inalámbrica, es así que terminó inventando la radio, aunque Marconi fue quien mejor aprovechó la tecnología desarrollada por Tesla. Vale decir que la televisión, telefonía celular, radares, wifi, bluetooth, y toda forma de comunicación inalámbrica se basan en las ideas de Tesla, que a su ves se basó en la teoría de Hertz y la teoría de Maxwell a su vez basados en el trabajo de Michael Faraday, de quién se cuenta la anécdota de que el Ministro de Hacienda, (responsable de los impuestos) le preguntó que para que servía la inducción magnética este respondió: “Pues no tengo ni idea, pero estoy seguro de que en el futuro se cobrarán impuestos por ello“.   

Tesla al igual que Faraday fue un visionario, que inventaba por el gusto de ser creativo, por tratar de mejorar su calidad vida y la de los demás seres humanos, y dijo:

"He invertido todo mi dinero en experimentos para realizar nuevos descubrimientos que permitan a la humanidad llevar una vida un poco más fácil".

"No hay emoción más intensa para un inventor que ver una de sus creaciones funcionando"

   

Además desarrollo mucha tecnología más basada en la corriente alterna de baja frecuencia y un poco más en corriente alterna de alta frecuencia, tecnologías que son muy usadas actualmente con sus respectivas mejoras, y otras, que rozan la leyenda, que no han podido ser aprovechadas. Tiene a su nombre 700 patentes. Conocía muy bien el efecto de resonancia, y con la resonancia natural del planeta quería llevar la energía eléctrica inalábricamente a todo el mundo, lastimosamente no tuvo los fondos necesarios para terminar dicho proyecto.

Gracias a Tesla la respuesta de Faraday es una realidad hoy en día, pero un poco más de desarrollo de su proyecto de energía inalámbrica y la respuesta de Faraday se hubiera convertido en falsa, pues no necesitaríamos pagar por electricidad, al igual que no lo hacemos por la señal de radio o televisión abierta.(Claro no hubiera faltado el vivo que se le ocurriera que funcione como la telefonía celular para obtener ganancias). 

Nikola Tesla, un gran inventor con visión. No solo sentado sobre hombros de gigantes sino con Teslascopio incluido, es decir con una dosis de imaginación.

Modelos Matemáticos II: Derivadas

Ahora que ya hemos visto aquí problemas cuyo modelo matemático se expresan con ecuaciones algebraicas, es hora de ver problemas que tienen más dinamismo, más acción por decir de alguna forma.

Considerando la caída libre de los cuerpos, o la caída de objetos al piso (o como se le quiera llamar).
Se puede observar que al lanzar un objeto para arriba, este cae luego de alcanzar cierta altura. ¿Podemos decir a qué altura llega?, ¿Qué tiempo demora en caer? o ¿Hará un hueco en el piso al caer?
De hecho si podemos, para lo cual nos basta saber que EC. 1 $v=\frac { dx }{ dt }$ lo que quiere decir que la velocidad es igual a la variación de la distancia en el transcurso del tiempo.
Entonces tenemos que buscar como varía la distancia con respecto al tiempo, para lo cual lanzamos un objeto y vemos lo siguiente (bueno no un objeto en este caso)

Si gráficamos la relación entre distancia y tiempo tendremos algo bastante parecido a:

Cuya expresión matemática más próxima es de la forma EC. 2 $ y=-a{t}^{2}+bt+c$ donde c es la altura máxima, b es una cantidad que depende de las condiciones climáticas y la forma del objeto pues se refiere a la fricción del aire, y finalmente a es una constante que vamos a ver que significado tiene más adelante, pero antes se necesita saber lo siguiente: (Pensando en las personas que no conocen cálculo)

Estos sencillos conceptos como ver si una línea va de subida o de bajada, son  la misma comprensión con la cual Newton empezó a colocar en números a la naturaleza. Claro que existen muchos más conceptos necesarios para entender con teoría matemática una derivada, pero en esencia se entiende mejor con los dibujos anteriores.
Entonces podemos definir sencillamente una derivada como la dirección de cambio de un fenómeno, si es cero quiere  decir que no hay cambios o se llego a un punto de inflexión. Si es un numero positivo quiere decir que aumenta con respecto a lo que estemos derivando. por último si es un número negativo pues lo contrario, que disminuye respecto con lo que estemos derivando.
Visto de otra forma simplista es la división de una cantidad muy pequeña para otra cantidad muy pequeña, y de distintas unidades.

La mayoría de fenómenos son dinámicos, ya sea en la naturaleza, economía, sociedad ,etc. por eso sus modelos matemáticos incluyen derivadas, que es la herramienta matemática para denotar variaciones.
En cuanto a los puntos de inflexión, su importancia reside en que son los mínimos o máximos que se pueden alcanzar, lo cuál por lo general responden a nuestras preguntas más inmediatas al observar algo, tales como ¿Qué tan alto puede llegar?, ¿Cúanto puede llegar a costar?, ¿Qué tanto puede llegar a crecer?, ¿Cuánto demorará en llegar?, etc.

Volviendo a lo anterior, en el primer gráfico se nota claramente que la pendiente es negativa, pero el sentido común nos dice que algo que empieza a caer desde el reposo, con velocidad cero, aumenta su velocidad y no la disminuye, se hace más negativa, como no indica una pendiente negativa. Debemos tener cuidado de como expresamos el fenómeno, o mejor dicho de la perspectiva desde la cual lo observamos. En la vida cotidiana y por eso mismo transportado a la matemática, se denota lo positivo como lo de arriba o que esta a la derecha, y como negativo lo que esta abajo o a la izquierda. Por aquello un movimiento que va hacia abajo tiene signo negativo, lo cual de manera retrospectiva indica que el signo negativo se debe a un movimiento hacia abajo, simplemente una convención para poder distinguir el sentido de movimiento.

En ocasiones menos es más.

Estas convenciones de signos son comunes en los modelos matemáticos, siendo algunos tan antiguos y usados a pesar de ser "erróneos", como el sentido de la corriente eléctrica que indica el movimiento de cargas positivas, pero sabemos que las que se mueven son las cargas negativas, pero incluso podríamos cambiar la consideración de cargas negativas por positivas y viceversa sin alterar por ello el funcionamiento de la naturaleza.

Ahora aplicaremos la operación matemática de derivar  a la EC. 2, (si no conoces cálculo puedes revisar reglas de derivación o tablas) obteniendo:  EC. 3 $ \frac { dy }{ dt } =-2at+b$. Esta sería la expresión matemática de la velocidad de un cuerpo en caída libre, si para no complicarnos consideramos que no hay fricción es decir $b=0$, obtenemos que la velocidad es $V=-2at$, lo cual no indica que a pesar que el dibujo del movimiento es una curva, el dibujo de la velocidad es una línea. En este caso la derivada es de la posición "y" con respecto al tiempo "t", y la expresión de la cual se presenta la gráfica a continuación indica que la velocidad incrementa proporcional al tiempo que transcurre, es decir a mayor tiempo, la velocidad es mayor (aunque más negativa según la convención)  

La pregunta es que sucede si volvemos a derivar, obteniendo la variación de la velocidad respecto al tiempo:

EC. 4$\frac { dV }{ dt } =\frac { { d }^{ 2 }y }{ d{ t }^{ 2 } } = -2a $, a este concepto se le llama aceleración, en el caso del fenómeno de caída libre, está depende solamente de a, si a es constante, como hemos supuesto en las derivadas (ponerse a derivar tomando en cuenta a, b y c como "no constantes", variables que también dependen de "t", se puede realizar a mano. Considerando como variables que dependen de "y" y "t", es una de la razones por la cual fue necesario desarrollar los computadores),primero si no conocemos su valor, da lo mismo poner a que 2a (Este tipo de cambio de variables o simplificar las expresiones, también es común en el desarrollo de modelo matemáticos). Segundo llegamos a vislumbrar que la caída del cuerpo, y que no quede flotando, se debe a que existe algo que produce aquella cantidad "a", a ese algo le llamamos gravedad y "a" es la aceleración que produce sobre un cuerpo, con las consideraciones que hemos tomado se nota que no depende de la posición ni del material del objeto, es la misma para una pluma como para una moneda, el porque la puma demora más cayendo se debe a su forma, la cual no consideramos desde el momento en que hicimos $b=0$. Por cierto $ a = 9,8 \frac { m }{ { s }^{ 2 } } $ en el planeta Tierra en promedio, pero en realidad varía con la altura, así que es ligeramente distinta en la playa que en una montaña, y casi nula la variación desde una mesa al piso.

Si quieres saber más sobre la gravedad contacta con Will E. Coyote

Manipulando tan simple definición $ v=\frac { dx }{ dt }$, conociendo que es una derivada, y observando el comportamiento de los objetos de este universo se han logrado muchas cosas útiles, incluso las teorías de Einstein parten de este concepto y lo llevo mucho más allá de las convenciones establecidas en su tiempo, gracias también a las Ecuaciones de Maxwell, que son un conjunto de cuatro ecuaciones, cuyas soluciones deben satisfacer las condiciones de las cuatro a la vez. sobre este tipo de modelamiento matemático se hablará en la siguiente entrega.  

SISTEMAS DISTRIBUIDOS: Chat con envio de archivos Java

UN CHAT CON ENVÍO DE ARCHIVOS ADJUNTOS PROGRAMADO EN JAVA ES UN BUEN EJEMPLO DEL USO DE LA CLASE SOCKET ASÍ COMO DE SUS ATRIBUTOS OBJECTOUTPUTSETREAM Y OBJECTINPUTSTREAM. EN ESTE ARTICULO SE MUESTRA EL CÓDIGO FUENTE Y UNA EXPLICACIÓN DE LA LÓGICA USADA.

La estructura del programa es muy simple. Tanto el servidor como el cliente tienen activos en todo momento los hilos par recibir o mejor dicho están escuchando en el puerto todo el tiempo esperando por un nuevo mensaje. Así mismo tanto el cliente como el servidor disponen de un hilo para enviar mensaje, al que tienen que pesarle como parámetros el socket y la ventana del receptor, de esta manera puede manipular el texto en pantalla y escribir en el mismo socket o puerto en el que esta escuchando el receptor.

Por ultimo así como ambos(Cliente y Servidor) envían y reciben mensajes, ambos tienen hilos para enviar y recibir archivos, esto se hace primero llenando un vector de datos de tipo byte y luego enviándolo por el socket, si no se a enviado todo el archivo se llenara nuevamente el vector de datos y se enviara, hasta que se envie por completo el archivo. En el caso de mi programa el vector de tipo byte es de 8 Kb o 8192 bytes. Esto queda a su elección pero se recomienda no demasiado grande.

Una pequeña mejora que se puede hacer al programa es activar el hilo de recibir archivos solo cuando sea necesario, ya que en mi programa estos están activos todo momento en un puerto diferente. Esto se puede hacer agregando una condición de texto, por ejemplo cuando se desee enviar un archivo el emisor escribirá en pantalla "Enviar Archivo" y el receptor al leer esto activara el  hilo de recibir y luego este se dormirá.

En el siguiente link les dejo el CÓDIGO del programa en Netbeans:
CÓDIGO FUENTE