Aquests darrers dies estan resultant molt excitants: estem immersos en la preparació d’un pilotatge d’impressió 3D a les aules. A banda de coordinar-lo, ens encarreguem de reunir-nos amb el professorat participant per ajudar-los a definir què podran fer un cop tinguin la impressora al centre i a triar i preparar models per a visualitzar-los en la pantalla, en la pissarra o per, directament, provar d’imprimir-los.

Després de tota la feina de preparació feta amb els professors, m’agradaria compartir amb vosaltres una mena de protocol per visualitzar molècules en 3D i per preparar-ne la seva impressió.

Com ho veig?

Per aquest mini-protocol serà necessari descarregar-se un parell de visualitzadors:

• El VMD (Visual Molecular Dynamics) de la Univesitat d’Illinois)
• I l’imprescindible Avogadro.

Dels dos programes, el VMD és el que ens permetrà exportar a .stl, un dels formats que, segurament, acceptarà la impressora 3D.

L’Avogadro té una interfície més agradable i obre alguns tipus d’arxius diferents als del VMD.

On busco?

Existeixen diferents base de dades amb una quantitat d’informació impressionant:

• PubChem. Al·lucinant.
• Protein Data Bank del RSCB
• 3D Print Exchange del NIH
• Cercador d’estructures 3D de la Royal Society of Chemistry (ChemSpider)

Algunes d’aquestes galeries ens permeten descarregar directament l’arxiu en stl.

Com ho transformo?

Avogadro

Si l’arxiu no es pot obrir directament amb el VMD, haurem de provar amb l’Avogadro.

Una molècula d’ATP en format .sdf, oberta amb l’Avogadro.

Des d’allà el podem guardar com a .pdb (que sí reconeixerà el VMD)

VMD

Obrim l’arxiu amb el VMD

ATP acabada d’obrir amb el VMD

Atenció: Els dobles enllaços es «perden» (es tornen simples) quan passem d’Avogadro a VMD.

Per exportar a stl haurem de seguir alguns passos senzills:

1. Treure els eixos (per si s’acaben exportant). Display/Axes/Off
2. Canviar la representació. Graphics/Representations/Drawing Method: CPK
3. I renderitzar-ho en stl. File/Render: STL

ATP visualitzada en el VMD i preparada per exportar a STL

Com ho preparo?

Existeixen molts tipus d’impressora 3D. Algunes, potser, serien capaces d’imprimir l’estructura tal com l’estem veient. La majoria de les més habituals (i que són més econòmiques) imprimeixen escalfant un fil de plàstic i van construint la peça capa a capa, una sobre l’altra. Això vol dir que si hi ha algun element “a l’aire”, és a dir, que no té cap capa anterior a sota, el plàstic caurà fins la base, i la figura, evidentment, no quedarà com el model. En aquests casos, s’han d’imprimir unes estructures de suport que donin una base sobre la que acabar imprimint les peces que quedaven “a l’aire”.

Per preparar el model 3D per a imprimir, podem instal·lar el programa MeshMixer de 123D Autodesk.

ATP en el MeshMixer. S’aprecien les estructures a l’aire.

Un cop obrim el model en el programa, haurem de preparar-lo per imprimir. El mínim que hauríem de fer és:

• Ajustar la mida. Analysis/Unit dimensions
• Buscar la orientació que ens sembli més adequada. Analysis/Orientation
• Generar automàticament els suports. Analysis/Overhangs
• Exportar el STL resultant.

ATP en el MeshMixer amb els suports automàtics.

Després, si tot ha anat bé, tan sols ens quedarà imprimir, netejar el model físic dels seus suports i gaudir de la peça impresa.

Aquests passos són, aproximadament, els mateixos que ha seguit aquest usuari de Thingiverse per imprimir-se amb àcid polilàctic (PLA), la molècula d’àcid làctic (química auto-referenciada)