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1 jun 2016

IMPRESIÓN 3D DE POLÍMEROS

FABRICANDO NUESTRA PROPIA MÁQUINA DE IMPRESIÓN 3D DE POLÍMEROS

Una máquina de impresión 3D de polímeros permite realizar réplicas de piezas, figuras, maquetas, etc… partiendo de un diseño que, previamente, ha sido creado y cargado desde un ordenador.

IMPRESIÓN 3D DE POLÍMEROS

IMPRESIÓN 3D DE POLÍMEROS (Img. by Repetier-Host) 

Cuando empezó el verano me propuse fabricarme una impresora 3D y compartir en FdeT el proceso, las complicaciones que pudieran darse en el transcurso de este experimento así como el resultado final. Antes de comenzar la aventura de fabricar una impresora desde cero, tienes que tener claro el tipo de impresora que quieres y el tipo de uso que vas a darle. Para comenzar os diré que existen dos modelos, impresora Cartesiana y Delta:

La impresora Cartesiana posee 3 ejes ortogonales y ejecuta sus movimientos en la forma en que los realiza un plotter pero con una componente más, el eje Z que marca la profundidad de pasada. Su algoritmo base se compone de funciones lineales y al igual que en casi todas las impresoras con motores paso a paso (motores PAP), los límites de impresión se controlan con sensores inductivos o finales de carrera.

 IMPRESORA CARTESIANA

IMPRESIÓN 3D DE POLÍMEROS: IMPRESORA CARTESIANA

 IMPRESORA CARTESIANA

IMPRESIÓN 3D DE POLÍMEROS: IMPRESORA CARTESIANA Witbox 2

La impresora Delta es un poco más compleja a la hora de la programación ya que, al ser menos común, encuentras menos información disponible. La gran ventaja es que  es más precisa; esto, en parte, es debido a que el extrusor se encuentra suspendido en el centro de la impresora y con su propio peso contrarresta las “holguras” que puedan tener las piezas a la hora de ensamblarlas. El algoritmo base que permite su movimiento viene dado por funciones matemáticas de carácter trigonométrico.

 IMPRESORA 3D DELTA

IMPRESIÓN 3D DE POLÍMEROS: IMPRESORA DELTA

Impresión 3D de polímeros : IMPRESORA 3D DELTA

IMPRESORA DELTA: desplazamiento del cabezal

El proyecto se compone principalmente en 3 puntos:

* Hardware

* Software

* Firmware

Hardware

Por un lado, tenemos la parte mecánica que, si eres un poco manitas y tienes tiempo, puedes fabricarla. En mi caso, me compré un kit con las dimensiones que necesitaba. La parte mecánica hay que tenerla muy en cuenta, yo compré este kit porque la estructura es de aluminio y está cortada con mucha precisión. Si optas por fabricarte tus propias piezas, tienes que tener la precaución de que sean todas exactas. Un pequeño error al principio puede suponerte problemas de impresión y de calibración en la etapa final así que mejor no escatimar esfuerzos.

Por otro lado tendríamos los componentes electrónicos.

  • Se necesitan 3 motores PAP sólo para el movimiento de la impresora y otro más para el extrusor.
  • Sensores para delimitar el rango de impresión (con un final de carrera en cada extremo es suficiente).
  • Arduino Mega: en este dispositivo volcamos el programa y será el encargado de secuenciar todos los movimientos e interpretar el G-code.
  • Tarjeta Ramps 1.4: está preparada para montarla encima de Arduino Mega y es una tarjeta que se encarga de controlar los motores PAP. Posee unos zócalos donde se insertan los drivers de cada motor (yo uso marca pololu A4988).
  • Otra cosa opcional es añadirle a la impresora un Display LCD en el que poder visualizar los parámetros de la impresión y configurar límites en modo manual.

En el siguiente post profundizaré más en cada componente electrónico.

Firmware

Es la programación base o lógica de nivel más básico que controla la impresora, el código que vamos a volcar en el Arduino Mega. En internet hay unos cuantos para descargarlos y volcarlos directamente, sobre todo, de impresoras cartesianas, de impresoras deltas es un poco más difícil de encontrar y seguramente hay que editar algún apartado de la biblioteca. En mi caso forcé el ventilador del extrusor para que estuviera siempre encendido, y que cuando termine de imprimir, vuelva a auto-calibrarse antes de pasar a posición reposo.

Software

Es el programa que vamos a usar para comunicarnos con la impresora, configurar las distintas texturas de impresión y extraer el G-code de la pieza a imprimir. Las piezas puedes diseñarlas con el programa que quieras (desde el Sketchup, que puede resultar sencillo de usar hasta programas más complejos como Solidworks,).

Yo uso repetier host y cura 3D. En mi opinión, Repetier-Host es un programa más completo ya que permite una configuración tan exhaustiva que puedes imprimir con una precisión micrométrica.

En el siguiente post prometo realizar un análisis de Repetier-Host y un pequeño vídeo en el que se vea la impresora trabajando en esta pieza.

imagen 5

Autor: DIEGO PARRA SERRANO 

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