Evolución histórica del software host para impresión 3D FFF

Comentábamos en la pasada entrega como el auge que está experimentando la impresión 3D, en especial la basada en la tecnología FFF, más allá de los propios equipos y componentes, se debe en gran medida a la popularización y facilidad de acceso a la cadena de software que es requerido en el proceso.

En esta cadena de software podemos distinguir, en primer lugar, los programas necesarios para los trabajos de preparación y laminación de modelos 3D previos a su impresión (puedes ver la entrada que les dedicamos aquí) y, en segundo lugar, los programas de control de impresión, también conocidos como programas Host para impresión 3D.

El software de control se instala en un equipo externo conectado a la máquina, generalmente un PC y via USB, el cual recibe la denominación de Host de impresión. Mediante este software el usuario puede controlar y monitorizar, en tiempo real, tanto el estado de la impresora 3D como el de una impresión en curso.

Continuando con la filosofía de las entradas previas, a continuación realizaremos un breve repaso por la historia y evolución de estos programas. Hay que destacar que el desarrollo de estos programas de control se ha solapado en gran medida con el del software de laminación, debido a que la línea de desarrollo seguida era la de intentar integrar todos los procesos necesarios en un único paquete de software.

 

Los Inicios (Stratasys, 3D Systems)

A finales de los años 80, aparecieron las dos primeras compañías de impresión 3D: 3D Systems en el año 1986 y posteriormente Stratasys en 1989.

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Las tecnologías y el software desarrollado por estas compañías pioneras en la fabricación aditiva (3D Systems en la estereolitografía y Stratasys en la FDM o de fundición de plástico), solamente eran compatibles con sus modelos específicos de impresoras, eran propietarias y fueron protegidas mediante una serie de patentes.

Afortunadamente, desde finales de la primera década de los años 2000 estas patentes han ido caducando, lo que ha abierto el mercado a nuevas compañías e ideas.

 

El Proyecto Reprap y Skeinforge

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• En el año 2005, un doctor de la Universidad de Bath llamado Adrian Bowyer comenzó junto con otra gente el proyecto RepRap, para desarrollar una máquina de impresión 3D con una tecnología similar a la FDM de Stratasys, pero libre, que fue denominada como fused filament fabrication o FFF.

  De esa manera, y comenzando desde cero, se inicio el proyecto RepRap, enfocado como un proceso iterativo centrado en el diseño y construcción de dicha máquina de impresión 3D y en el desarrollo de su software CAM de control y laminación.

El primer software fruto del proyecto que se libero (allá por 2006) fue RepRap Host, programado en Java por el propio Adrian Bowyer (con colaboraciones), en el que se incluía tanto una funcionalidad de control muy básica como una de laminación. A lo largo de los años las opciones del software fueron aumentando, hasta que en 2011 su desarrollo ceso y no hay nuevas versiones del software.

 

La aparición de Makerbot y su ReplicatorG

En 2008, Zach Smith (uno de los fundadores de la empresa Makerbot) comenzó el desarrollo de ReplicatorG, un sencillo programa controlador para impresoras RepRap, de código abierto, cuyo objetivo era únicamente el envío de ficheros G-code a la máquina, sin más pretensiones.

La primera versión, la 0001, fue lanzada el 3 de septiembre de 2008, y las funcionalidades del software se ampliaban con cada nueva versión que era liberada. Una de las opciones incorporadas más destacadas fue su integración con el laminador Skeinforge.

 

Printrun y Cura

Kliment ya era un desarrollador conocido por programar Sprinter, uno de los primeros firmwares serios para una electrónica RepRap, de código abierto y con múltiples opciones, cuando en 2011 comenzo a desarrollar un conjunto de herramientas de software al que denominó  Printrun.

También de código abierto, estas herramientas formaban un sencillo pero potente sistema de control para las nuevas máquinas RepRap que se iban desarrollado. El software más conocido de este sistema fue Pronterface, una completa interfaz gráfica de control de impresión.

Pronterface podía preparar una bandeja de impresión con varios modelos, acceder a Slic3r para laminarlos, enviar el G-code resultante a una tarjeta SD interna de la impresora y, finalmente, ordenar al firmware de la impresora ejecutar la secuencia de acciones contenida en el fichero almacenado en la tarjeta SD, evitando así posibles problemas de comunicación por USB. Destacar el hecho de que admitía las placas electrónicas RepRap de reciente desarrollo, basadas en un Arduino Mega: RAMPS y Sanguinololu.

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  Cura

• Al mismo tiempo, en el seno de una pequeña empresa holandesa llamada Ultimaker, comenzó el desarrollo de Cura, un software de control y laminación desarrollado en principio para sus propias máquinas, pero que sin embargo resultaba compatible con cualquier máquina RepRap.

  Era un programa fácil de utilizar, con pocas opciones para no abrumar a nuevos usuarios. Integraba una versión modificada del laminador Skeinforge, más veloz que la original, junto con una serie de herramientas básicas de control de la impresión.

  Posteriormente, a partir de la versión 13.06, Cura comenzó a utilizar un laminador creado desde cero (CuraEngine, también de código abierto) en lugar de Skeinforge.

 

Repetier-Host y MatterControl

Con el desarrollo de ReplicatorG abandonado por Makerbot en 2012 (para enfocarse en su software privativo MakerWare) y con PrintRun estancado en una interfaz demasiado anticuada, otro nuevo programa, llamado Repetier-Host, comenzó a coger fuerza entre la comunidad de usuarios de máquinas RepRap y compatibles. Este software, de código abierto estaba desarrollado por Hot-World GmbH (empresa alemana) en paralelo con su par, el firmware para impresoras 3D FFF llamado Repetier-Firmware. Presentaba un aspecto más profesional en estética y funcionalidades que cualquiera de los programas anteriores, y su interface ha ido puliéndose a medida que se liberan nuevas versiones.

Repetier-Host incluye funciones no vistas previamente en programas similares, como el acceso a parámetros internos del firmware de la máquina conectada, una interfaz 3D muy cómoda para la preparación del trabajo de impresión, opciones para el manejo de modelos multiextrusor, integración con numerosos programas de laminación diferentes out-of-the-box, un visualizador 3D del fichero G-code…

Repetier-Host se mantuvo como de código abierto hasta la salida de la versión 1.0.0, en la cual los desarrolladores de la empresa cerraron el código, quejándose de la falta de colaboración de la comunidad en su programación.

 

A mediados de 2013, la empresa MatterHackers  presentó un nuevo programa de control para impresión: MatterControl, con el objetivo de facilitar la tarea de impresión secuencial de diferentes modelos, a la vez que facilitaba la configuración y laminación de cada trabajo. Este programa intentaba abstraer la necesidad de laminar por separado cada trabajo de impresión antes de ordenar la fabricación. También incorporaba la mayor parte de las funciones de Repetier-Host.

Para el proceso de laminación, este programa integra a fecha de abril de 2015 tres motores de código abierto: Slic3r, CuraEngine y MatterSlice (un motor propio, derivado de CuraEngine).

 

La situación actual

Entre la comunidad de usuarios aún sigue utilizándose en gran medida el conjunto de programas Printrun, sobre todo Pronterface, a pesar de que es más complejo de utilizar en comparación con programas posteriores.

Cura tenía cierta aceptación como software de control, pero que resultaba cada vez menor debido a las carencias del programa en este sentido. Sin embargo, en sus últimas versiones y gracias al “modo Pronterface” incorporado, su utilidad como programa de control ha aumentado.

Repetier-Host es el programa más utilizado después de Pronterface. Su aspecto profesional y fácil de usar le convierten en el favorito de mucha gente. Su facilidad de integración con Slic3r (el laminador más utilizado) y otros laminadores contribuyen también a su éxito.

Por último, MatterControl , es el que lleva menos tiempo en juego, pero su cómoda interfaz y su completa integración con varios laminadores (al igual que Repetier-Host) están haciendo que gane adeptos cada vez en mayor medida.