Lo que aprendi gracias a google y mi abuela(Conceptos básicos sobre las impresoras 3D)

Bueno estoy haciendo este topic para explicar algunas cosas sobre la construccion/diseño/personalizacion de impresoras ya que veo que hay muchos interesados en esto pero faltan aspectos que no se estan teniendo en cuenta porque no estan en ningun lado explicados en nuestro lenguaje y aca viene el porque de el titulo fue gracias a mi abuela que aprendi ingles jaja solo para darle un poco de onda y no tanta formalidad, primero le voy a contar un poco sobre mi y mis conocimientos

Tengo 18 años menos de 1 mes desde que me egrese de la secundaria tecnica electromecanica, estudie ingles 8 años lo leo de corrido pero no soy tan bueno escribiendo me llevo bien con el google translator
cuando me di cuenta lo que me gustaba hace unos 3 años empeze a aprender programacion por mi cuenta con videotutoriales y etc, ahora programo en java pero aprendiendo a programar en un lenguaje se aprenden las bases generales de programacion por lo que literalmente no resulta tan dificil hacer cosas en otros idiomas, tengo conocimientos sobre fisica osea que conosco las cosas que pueden pasar pero la mayoria de las cosas no se como calcularlas o solucionarlas. Otro detalle importante es que no tengo aún mi primer impresora, las nacionales son muy caras y importar es un dolor de cabeza por eso empeze a diseñar algo barato simple y funcional. Por lo que cuando la tenga me van a tener que dar clases sobre calibracion y esas cosas jaja, todo lo que les voy a explicar ahora lo aprendi leyendo online hace mas de 1 año o poco mas que descubri este mundo y poco mas de 1 mes empece a pensar en diseñar una.

Aspectos/Caracteristicas a tener en cuenta cuando vamos a hacer una maquina
Aceleracion o velocidad: es la velocidad con la que imprime la impresora si es muy alta tieneque tener una buena estructra para no tambalearse por la inercia de los cambios de direccion las mas lentas son de 10mm/s y las mas altas de 300mm/s(aunque usan mas bajas para el perimetro por ejemplo esa de 300 usa 150 para los perimetros)
Precision: el movimiento mas chico que se puede obtener con la impresora es de 1 paso en el motor(los mas comunes son de 200 o 400 pasos por vuelta)
Electronica: no parece importante pero es la principal limitacion que tienen hoy en dia las impresoras es lo mas caro y que mas lento se esta desarrollando
Firmware: es como el software de las computadoras pero se le dice firmware al software de las maquinas en general desde un microondas o un reloj digital hasta alguna clase de maquina industrial compleja, este se corre en microprocesador que viene ha ser una pc con muchas menos capacidades

voy a empezar por el firmware para ir en el orden mas facil de entender
esta en el microprocesador avr o arm y controla las salidas y entradas de la plaqueta
es el cerebro de la maquina aca se pueden correjir errores de fabricacion y calibrar para que las impresiones sean lo mejor que el diseño le permita
lo que hace es basicamente leer un archivo gcode (que es basicamente una lista de coordenadas y tareas que tiene que seguir) y convertirlo en movimientos en los motores y en corrientes para calentar(hotend y heated bed) o enfriar las distintas partes de la impresora(fans)
ahora estamos trabajando con hermes para poder adaptar Repetier a su SCARA cuando lo logremos voy a publicar como hacer para editarlo para sus propios sistemas

la electronica es el principal limitador ya que depende de esta lo que podemos darle a nuestra maquina
suele estar dividida en 1,2,3 o 4 modulos estos son
1)Solucion todo en uno son plaquetas que solo se deben conectar los cables en los terminales
2)Plaqueta con procesador y terminales para impresion + drivers de los motores
3)plaqueta del procesador(caso del arduino)+shield de impresion 3d(como ramps por ejemplo)+drivers de los motores
4)cualquiera de las convinaciones anteriores se le puede sumar opcionalmente un controlador lcd o lector de SD, pero como ya decia depende absolutamente de que electronica estemos usando y que capacidades tenga

aca hay algo que quiero destacar porque es importante para los siguientes puntos que son los drivers o controladores de los motores
los motores paso a paso como ya habran notado tienen 4 cables esto es porque hay que darle una conbinacion de señales mediante estos cables para que de los pasos que queremos, de esto se encargan los drivers transforman la cantidad de pasos que le dice el firmware en señales para el motor, pero la razon de que me pare y explique sobre los drivers es que tienen una funcion llamada microsteps o microstepping que consiste en aumentar la cantidad de pasos por vuelta de los motores, esto puede ser full(1), half(2), 4, 8, 16, y los mas nuevos 32, pudiendo mejorar la precision bastante de esta forma porque si por ejemplo tenemos un motor con 200 pasos por vuelta aplicando un microstepping de 16 vamos a tener 3200 pasos por vueltas, esto hace que pasemos de 1,8° por paso a 0,1125°por paso aumentando mucho la precision
aunque visto haci suena maravilloso los drivers introducen un pequeño error mientras mas grande sea la razon de microstep por lo que es recomendable utilizar la menor cantidad necesaria y no es recomendable utilizar 32 con motores de 400 pasos por vuelta porque al ya ser mas preciso es mayor el error que introduce

Otra cosa a destacar son los endstops o finales de carrera resulta que cada vez que conectamos la impresora esta desconoze la posicion actual del hot end por lo que se utilizan endstops para marcarle una posicion al firmware desde la que referenciarse para los siguientes momentos, por ejemplo en las lineares se coloca en los extremos que marcarian la posicion 0;0;0 entonces al comenzar lo primero que hace es homing que significa avanzar en la direccion en la que estan los endstops hasta tocarlos en ese punto se para y lo toma en cuenta como referencia para el sistema de coordenadas
en sistemas lineares x e y no necesitan gran precision, z es critico en todas las impresoras por que es necesario que se comienze a la altura ideal paraque no se caiga el filamento o se aplaste contra la cama caliente
se utilizan los siguientes tipos de sensores en orden de menos preciso a mas
-microswitches(clasicos mecanicos)
-optoswitches(opticos)
-hall effect(magneticos)
ultimamente se utilizan los magneticos para el z y los mecanicos para x e y,en sistemas lineares... en los no lineares suelen ser criticos todos los ejes

Ya empezamos a hablarlo pero vamos a seguir con la precisión
normalmente la precision se mide en micrones osea la milesima parte de un milimetro (0,001mm) las impresoras comerciales mas populares tienen una definicion de cerca de 100 micrones las ultimas impresoras diseñadas apuntan a menos(wally esta echa para 25micrones) y digo esta echa porque se calcula y se lleva al valor necesario mediante los microsteps y mediante ventaja mecanica o reducciones
hay varias formas de hacer reducciones:
-Poleas con correas
-Poleas con lineas de pesca(Spectra)
-Sistemas de tornillo sin fin y corona
-Sistema de varilla roscada y tuerca

normalmente para el eje z se utiliza la varilla roscada porque es la que mas peso resiste pero actualmente en las delta se reemplazo por poleas con linea Spectra para reducir costos ya que las varillas roscadas son muy caras y no es mucho el esfuerzo a hacer ya que son extrusores bowden
nos fuimos a estabilidad volvamos a la precision
en los sistemas lineales(prusa y otros) se saca calculando el perimetro de la polea que representa 1 solo paso
1(vuelta entera)/(200(cantidad de pasos por vuelta del motor)*16(factor de microsteps))=0,0003125(porcion de la vuelta que representa 1 paso)
pi*diametroDeLaPolea=perimetro
perimetro*porcion de la vuelta es igual a la precision en el eje que estamos calculando

si queremos saber la precision de una varilla roscada debemos saber el paso de la misma(el paso de una varilla roscada es la distancia entre un diente y el siguiente
la formula es
pasoDeLaVarilla/(pasosDelMotor*microsteps)
Ampliacion sobre varillas roscadas de santafesino [forums.reprap.org]

cuando los sistemas no son lineares es un poco mas dificil de calcular y es distinto para cada caso


Aceleración:
este tema es en el que mas agua hago porque hay que tener en cuenta los momentos, la inercia, el punto de equilibrio y un monton de cosas que son realmente complejas, la mejor opcion cuando no hay grandes conocimientos es que la mayor cantidad de peso posible este lo mas cerca del piso que se pueda y que la base de apoyo sea ancha para evitar que se pueda tambalear



Cualquier cosa en que este equivocado por favor díganmelo, al igual que si hay algo en lo que quieran que profundice o algo que no haya explicado pregunten y buscamos


Bueno hice esto para que todos se animen a diseñar sus ideas o mejorar sus impresoras actuales sin miedo, creo que hay mucho para hacer aún en esto de las impresoras 3D

Escribi esto sin intenciones de sobrar a nadie ni creerme un sabelotodo

Edited 3 time(s). Last edit at 01/19/2014 04:37PM by Gomez.Marcos.

Excelente Marcos tu nuevo topic. Creo que nadie pensaría que lo que escribiste lo hayas hecho con “intenciones de sobrar a alguien o creerte un sabelotodo”.
Es bueno saber que hay gente joven con muchas ganas de enseñar lo mucho o poco que sabe. Creo que de eso se trata: dar información. No solamente recibirla y guardársela. Yo pienso como vos, porque me ha costado mucho aprender lo poco que se. Siempre digo que se todo de nada, mucho de poco, poco de mucho y nada de todo. Pero “eso que se” me gusta compartirlo, ya que así sabré más.

La info que das quizá a alguno (que sí se la da de sabelotodo) pueda parecerle obvia, para otros es fundamental, incluyéndome. Si bien tengo una formación técnica, hice tres años de ingeniería y luego me volqué a la arquitectura, hay muchas cosas que las vi muy superficialmente o directamente no las estudié. Pensá que cuando yo estudiaba vos no habías nacido: Un micro-controlador podía ser un colectivo grande que te seguía a todos lados. Firmware, la marca de un jean y RepRap el nombre de un jabón en polvo.

Gracias a Internet o (Google como vos decís) yo aprendí, en los últimos diez años, lo que no aprendí en treinta años antes. Y en los últimos cinco, con este tema de las RepRap, volví a mi antigua pasión por las máquinas y mi curiosidad por la electrónica y la robótica.
Así que te animo a que sigas aportando conocimiento.
Ah, y de mi abuela, solo recuerdo que hacía unos ravioles amasados exquisitos.

jajajajaja me rei mucho con tus comparaciones realmente
y si aunque suenan raras en español el vocabulario de las nuevas tecnologias es todo en ingles lamentablemente cosa que cuesta acostumbrarse

Jajaja... Me encanta la buena onda que le meten muchachos.
Marcos esta perfecto lo que escribiste.
De lo unico que puedo aportar algo es de las varillas roscadas:
En el eje Z de algunas maquinas se usan las varillas roscadas porque es mas facil lograr altas resoluciones (pones la varilla derecho al eje del motor, sin nada raro, y ya tenes un monton de pasos por mm). Ademas tiene la ventaja de que es un sistema de transmision no reversible, asi que podes apagar los motores y mantiene la posicion solo (en un sistema a correa o similar hay que buscarle la vuelta para que no se caiga por su propio peso al apagar el motor).
El diametro de la varilla depende del peso a soportar en el caso de las maquinas con el motor abajo, porque una varilla muy fina podria pandearse (doblarse cuando se la comprime, haciendo que varie la altura del carro que sostiene. Para mas info ver Pandeo). Si el motor va arriba, considerando el bajo peso de nuestras maquinas, cualquier varilla va a funcionar perfecto ya que el estiramiento por traccion de la varilla seria absolutamente despreciable. La resolucion depende del paso de la rosca, que suele venir normalizado en funcion del diametro.
Los pasos por mm, usando una varilla roscada unida directamente al eje del motor (o sea, sin una reduccion de por medio) se pueden calcular como
Pasos/mm= pasos por vuelta del motor * microsteps / paso de la varilla

Saludos y sigan asi, que la estan rompiendo los dos con esas maquinas.

---

www.facebook.com/PrototipadoSantaFe
Wiki del hotend en construcción: [reprap.org] - Versión en español: [reprap.org]

agregue mas info sobre endstops que es importante y no lo tuve en cuenta

Muy bueno el post!!!

Sería super piola si lo pudieras cargar en el Wiki, bajo una sub-página. Asi queda bien registrado y con un lindo formato

Buenisimo el aporte!!! Gracias por dedicarle el tiempo

---

ePoxi

---

My designs @Thingiverse - RepRap Argentina Users Group Wiki - #RepRap.AR en Freenode WebChat - Grupo RepRap Argentina @Facebook