Proyecto ArgenJet - un inyector de usos varios

Estimados,
abri este post para quienes esten interesados en seguir el desarrollo del proyecto que comente en otro post el otro dia.

El proyecto tiene como objetivo el desarrollo de un inyector de fluidos basado en la tecnica de DoD (Drop-on-Demand) que basicamente la idea central es la generación de gotas a demanda.
Las tres aplicaciones o caminos para el uso del inyector son:
a) pintado CMYK de filamento en tecnologias FDM
b) 3DP con base powder
c) Resinas fotosensibles en depositos de capa por capa

Referencias donde se base el desarrollo
a) [reprap.org] [El gran maestro]
b) [reprap.org]
b) White Paper "A simple piezoelectric droplet generator" J.C. Yang - W. Chien - M. King - W. Grosshandler
c) White Paper "Density and Surface Tension of Ink"
d) Tesis "DIY INKJET PRINTER" Patrick Hannan Jared Knutzen Nicholas C Lewis Joy Markham
e) Libro "Inkjet Technology for Digital Fabrication" Editorial Wiley - Edited by IAN M. HUTCHINGS and GRAHAM D. MARTIN Inkjet Research Centre, Institute for Manufacturing,University of Cambridge, United Kingdom
f) Mechanical Engineering Masters Thesis (Hawke) - Effects of a Thin, Flexible Nozzle on Droplet Formation and Impingement - Shane R. Hawke
g) Epson White Paper - Epson Micro PiezoTM Print Head Technology
h) White Paper: Development of a drop-on-demand droplet generator for one-drop-fill technology - Kuang-Chao Fana, Jhih-Yuan Chena, Ching-HuaWanga,Wen-Chueh Panb
i) White Paper: On-Demand Liquid Droplet Generation Barry Cornella, Sean Hammerland, and Shawn Laabs
j) Tesis: Positive Pressure Drop-on-Demand Printhead for Three-Dimensional Printing by Blake Wilbur Gleason - B.S., Mechanical Engineering (1998) Harvard University
k) Libro THE CHEMISTRY OF INKJET INKS Editor Shlomo Magdassi - The Hebrew University of Jerusalem, Israel
l) Tesis: Structure- and fluid-dynamics in piezo inkjet printheads by Herman Wijshoff

Aca les dejo dos fotos del primer prototipo del inyector. Este prototipo lo utilice para probar materiales y tecnicas de mecanizado. Esta realizado con duro aluminio con una punta de bronce de 0.1mm de espesor con un agujero de 0.25mm. La idea es realizar un nozzle de no mas de 100 micrones, es decir, 0.1mm
Con este agujero comenzaré las pruebas del material, ya que la definicion que permitira es de aproximadamente 260 dpi. El objetivo que persigo es lograr 300dpi que eso significa un agujero de 0.085mm (u 85 micrones) para los primeros prototipos.





Saludos,
Javier
jfa3D.com.ar

Javier que aportes te podemos dar? Que materiales te faltan aparte de tiempo....
Si hay algo que pueda hacer hacemelo saber
Conta conmigo
Charro

Muchisimas gracias Charro. El otro dia hablando con Pointless, que dicho sea de paso agradezco su colaboracion con el H-Bridge, le decia que hay mucho para laburar. El primer paso es tener el inyector andando y con eso, se podrán laburar en distintos sub-proyecto para lograr llegar a los 3 caminos que puse en el primer post. Mantenete alerta de noticias que seguro van a ir apareciendo temas que voy a comunicarlos por aca.
Muchas gracias!

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Charro
Javier que aportes te podemos dar? Que materiales te faltan aparte de tiempo....
Si hay algo que pueda hacer hacemelo saber
Conta conmigo
Charro

La utilizacion de ceramica piezoelectrica será la que accionara la presion positiva para que la gota se forme (rompiendo la tension superficial del fluido) para ello utilizo un driver. El primer driver que construí (gracias a Jose Maria Bracco) estaba basado en un Mosfet utilizado como un switch y controlado por el Arduino de manera tal que se generen pulsos, en este caso en particular, de 30V. Esto fue modificado y la version 2 del driver es un puente H (o mejor conocido como H-Bridge). El mismo me permite generar un pulso positivo y negativo, logrando que el piezoelectrico genere una presion negativa y luego una presion positiva maximizando de esta forma la fuerza. Ademas, utilizando PWN, logro armar pulsos de diferentes voltajes logrando asi controlar con mayor presicion el tamaño de la gota.

Referencias adicionales:
- Materialez Piezoelectricos
- H-Bridge

Saludos,
Javier
jfa3D.com.ar

Felicidades Javier por el emprendimiento. Seguire muy atento la evolucion y si es posible sumare algun granito de arena.

Saludos

Grandioso javier, no creo poder aportar demasiado pero ya quiero probarlo, exitos en el proyecto
y tambien estare siguiendo la evolucion

saludos

Muchas gracias a todos. Un tema que entre todos tenemos que definir, por lo menos seria bueno tenerlo definido a futuro, es tener definido objetos en 3D con colores. Actualmente STL no soporta colores y lo que hacen todos es tener, por cada color, un archivo STL y luego integrarlo. Eso es medio "caro" o "malo" en terminos de slicing para inkjet. Asi que si quieren armar un grupo para definir/investigar sobre como tener un formato de objeto 3D con colores seria barbaro, mas que nada el tema del slicing es el problematico.

Saludos,
Javier
jfa3D.com.ar

Javier, acceso a una electro erosionadora te vendria bien, no?

Nicolaz,
Se que es una tecnologia dificil de llegar, y la verdad no se si se podrá lograr agujeros del diametro que busco (80 micrones para abajo). La respuesta es si, si se cumple eso. La verdad no conozco el estado de arte de esas tecnologias, pero si sabes de alguien, adelante
Muchas gracias
Javier
jfa3D.com.ar

done, mande un par de mails, ni bien tenga respuesta aviso.

Por el tema de resina, cuando quieras te pongo en contacto con Maxi, compa del trabajo que maneja todo eso. Le comente y no me cree que estas haciendo un piezo.

Uh, muy bueno, ojala se logre avanzar algo por ahi. Muchas gracias!

Lo de la resina tambien, eso seria muy bueno. Ya vamos a necesitar de esa ayuda.

Decile, que se sume al foro. En las referencias hay muchos laburos con piezoelectricos, es posible decile.

Mil gracias!!!

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nic0laz
done, mande un par de mails, ni bien tenga respuesta aviso.

Por el tema de resina, cuando quieras te pongo en contacto con Maxi, compa del trabajo que maneja todo eso. Le comente y no me cree que estas haciendo un piezo.

Javier te felicito por el emprendimiento que estas haciendo es muy interesante, que no decaiga esa energia positiva, mantenenos al tanto de las novedades, saludos...

Javier,

lindo proyectito… ! como te comenté, me parece que serviría para hacer lo que hice con nuestro Painter, pero con mucho más precisión. O sea pintar el filamento post-extrusión. Para eso ya tengo el software, para hacer pruebas (slicing de colores, a código G), así que te ofrezco nuestra plataforma o decime en qué podemos ayudar. Con un cabezal que quepa en el carro y dispare para abajo, seguro que podemos hacer que pinte en muy poco tiempo.

Saludos,

Marcelo (“Paucus”)

Gracias Marcelo.
Si, es totalmente posible. Un tema importante de pintar en color es el mecanismo de halftoning para los canales CMYK. Yo ya desarrolle un algoritmo de FM ( modulación por frecuencia) estocastico que funciona en un arduino. Es cuestión de que ambos interactuen y puedan pintar componiendo infinidad de colores para no limitarlo a un conjunto de colores fijos.

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paucus
Javier,

lindo proyectito… ! como te comenté, me parece que serviría para hacer lo que hice con nuestro Painter, pero con mucho más precisión. O sea pintar el filamento post-extrusión. Para eso ya tengo el software, para hacer pruebas (slicing de colores, a código G), así que te ofrezco nuestra plataforma o decime en qué podemos ayudar. Con un cabezal que quepa en el carro y dispare para abajo, seguro que podemos hacer que pinte en muy poco tiempo.

Saludos,

Marcelo (“Paucus”)

Javier me parece un proyecto increíble este, me encantaría poder ayudar en algo... Pero supera todos mis conocimientos en todos los campos.
No conocía esta tecnología de piezo eléctricos, una pregunta, cual es el motivo por el que no se puede utilizar el cabezal de una impresora piezo, es por la diferencia en la tensión superficial?
Mucha suerte con el proyecto!!!

Gracias Pelta!
Voy a responderte. Sí, se puede usar un cabezal de impresora, seria lo mejor. En la foto que esta a continuacion podes ver que dice "jfa3d.com.ar" eso lo hice utilizando un hack de un cartucho HP (que usa tecnologia bubble jet) y pude usar los 12 nozzles. Nicholas Lewis tiene un circuito, el cual arme, que permite la utilizacion de los nozzle via el Arduino. Esta basado en un libro de un flaco que se dedico a hackear el cartucho, por cierto muy bueno el libro.



El cartucho es mono color y bastante viejo. Al ser tecnologia bubble el nozzle "vive" en el cartucho y como desventaja tiene que la vida util del mismo es muy corta. Intente trabajar con los cabezales "piezoelectricos" de impresoras Epson (son muy muy buenos) pero desafortunadamente al estar todo bajo patente secreta, no hay forma de saber que señales y que tiempos de pulsos se necesitan. Contacte a un muchacho Ingles que, siendo Ingeniero Electronico y teniendo muchas herramientas piolas, conecto un "sniffer" electronico a un cabezal Epson y logro hackearlo. Dado que viola el secreto de la patente decidio mostrar que se puede hacer pero no dejo nada documentado. Intente pedirle aunque sea algo de info pero nunca contesto. La verdad que me habia ilusionado porque en "Aliexpress" venden cabezales piezoelectricos "Epson-Chinos" a 35 dolares con 28 nozzles independientes, pero tuve que abortar ese camino. Segui laburando y estudiando y decidi ir por el propio inyector. Y aqui estamos.

La tension superficial esta directamente relacionado con el liquido. En definitiva es la "fuerza" que necesitas tener para formar una gota, de alli parte el fenomeno de la forma esferica de las gotas, dado que la tension superficial se equipara a la del ambiente. En las referencias que puse hay un articulo que habla de la tension superficial, sin embargo, podes googlear y vas a encontrar mucha info. Una de las formulas que tuve que usar es saber que altura de deposito de tinta, dentro del inyector, se debe tener para que "el peso" del liquido no genere goteo, es decir, no supere la tension superficial.
Espero te haya servido, sino volve a preguntar lo que quieras.
Saludos,
Javier
jfa3D.com.ar

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pelta
Javier me parece un proyecto increíble este, me encantaría poder ayudar en algo... Pero supera todos mis conocimientos en todos los campos.
No conocía esta tecnología de piezo eléctricos, una pregunta, cual es el motivo por el que no se puede utilizar el cabezal de una impresora piezo, es por la diferencia en la tensión superficial?
Mucha suerte con el proyecto!!!

anduve preguntando por el tema de la perforacion de 80 micrones, todos me dijeron lo mismo, una electro erosionadora es la herramienta adecuada, pero nadie tiene acceso a una.

Voy a seguir buscando, alguien tiene que tener una.

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nic0laz
anduve preguntando por el tema de la perforacion de 80 micrones, todos me dijeron lo mismo, una electro erosionadora es la herramienta adecuada, pero nadie tiene acceso a una.

Voy a seguir buscando, alguien tiene que tener una.

Mil gracias Nicolaz!!!
Si, hay que seguir buscando, al momento el workarround existe y tiene 100 micrones.
Nuevamente gracias por tu ayuda y avisame ai encontras algo

Saludos
Javier
jfa3D.com.ar

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jameghino
Gracias Pelta!
Voy a responderte. Sí, se puede usar un cabezal de impresora, seria lo mejor. En la foto que esta a continuacion podes ver que dice "jfa3d.com.ar" eso lo hice utilizando un hack de un cartucho HP (que usa tecnologia bubble jet) y pude usar los 12 nozzles. Nicholas Lewis tiene un circuito, el cual arme, que permite la utilizacion de los nozzle via el Arduino. Esta basado en un libro de un flaco que se dedico a hackear el cartucho, por cierto muy bueno el libro.

2uxwlzp.jpg

El cartucho es mono color y bastante viejo. Al ser tecnologia bubble el nozzle "vive" en el cartucho y como desventaja tiene que la vida util del mismo es muy corta. Intente trabajar con los cabezales "piezoelectricos" de impresoras Epson (son muy muy buenos) pero desafortunadamente al estar todo bajo patente secreta, no hay forma de saber que señales y que tiempos de pulsos se necesitan. Contacte a un muchacho Ingles que, siendo Ingeniero Electronico y teniendo muchas herramientas piolas, conecto un "sniffer" electronico a un cabezal Epson y logro hackearlo. Dado que viola el secreto de la patente decidio mostrar que se puede hacer pero no dejo nada documentado. Intente pedirle aunque sea algo de info pero nunca contesto. La verdad que me habia ilusionado porque en "Aliexpress" venden cabezales piezoelectricos "Epson-Chinos" a 35 dolares con 28 nozzles independientes, pero tuve que abortar ese camino. Segui laburando y estudiando y decidi ir por el propio inyector. Y aqui estamos.

La tension superficial esta directamente relacionado con el liquido. En definitiva es la "fuerza" que necesitas tener para formar una gota, de alli parte el fenomeno de la forma esferica de las gotas, dado que la tension superficial se equipara a la del ambiente. En las referencias que puse hay un articulo que habla de la tension superficial, sin embargo, podes googlear y vas a encontrar mucha info. Una de las formulas que tuve que usar es saber que altura de deposito de tinta, dentro del inyector, se debe tener para que "el peso" del liquido no genere goteo, es decir, no supere la tension superficial.
Espero te haya servido, sino volve a preguntar lo que quieras.
Saludos,
Javier
jfa3D.com.ar

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pelta
Javier me parece un proyecto increíble este, me encantaría poder ayudar en algo... Pero supera todos mis conocimientos en todos los campos.
No conocía esta tecnología de piezo eléctricos, una pregunta, cual es el motivo por el que no se puede utilizar el cabezal de una impresora piezo, es por la diferencia en la tensión superficial?
Mucha suerte con el proyecto!!!

Quedo clarísimo, no es un problema de incompatibilidad de la resina con los cabezales, sino que no sabemos como controlar estos, una lastima el secreto de patentes.... Cerdos capitalistas.... Jajajaja voy a averiguar en la facultad (ingenieria de belgrano) si algún electrónico quiere ponerse a investigar.

Saludos!

que lastima, ya estaba destripando la epson

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jameghino
Gracias Pelta!
Voy a responderte. Sí, se puede usar un cabezal de impresora, seria lo mejor. En la foto que esta a continuacion podes ver que dice "jfa3d.com.ar" eso lo hice utilizando un hack de un cartucho HP (que usa tecnologia bubble jet) y pude usar los 12 nozzles. Nicholas Lewis tiene un circuito, el cual arme, que permite la utilizacion de los nozzle via el Arduino. Esta basado en un libro de un flaco que se dedico a hackear el cartucho, por cierto muy bueno el libro.

2uxwlzp.jpg

El cartucho es mono color y bastante viejo. Al ser tecnologia bubble el nozzle "vive" en el cartucho y como desventaja tiene que la vida util del mismo es muy corta. Intente trabajar con los cabezales "piezoelectricos" de impresoras Epson (son muy muy buenos) pero desafortunadamente al estar todo bajo patente secreta, no hay forma de saber que señales y que tiempos de pulsos se necesitan. Contacte a un muchacho Ingles que, siendo Ingeniero Electronico y teniendo muchas herramientas piolas, conecto un "sniffer" electronico a un cabezal Epson y logro hackearlo. Dado que viola el secreto de la patente decidio mostrar que se puede hacer pero no dejo nada documentado. Intente pedirle aunque sea algo de info pero nunca contesto. La verdad que me habia ilusionado porque en "Aliexpress" venden cabezales piezoelectricos "Epson-Chinos" a 35 dolares con 28 nozzles independientes, pero tuve que abortar ese camino. Segui laburando y estudiando y decidi ir por el propio inyector. Y aqui estamos.

La tension superficial esta directamente relacionado con el liquido. En definitiva es la "fuerza" que necesitas tener para formar una gota, de alli parte el fenomeno de la forma esferica de las gotas, dado que la tension superficial se equipara a la del ambiente. En las referencias que puse hay un articulo que habla de la tension superficial, sin embargo, podes googlear y vas a encontrar mucha info. Una de las formulas que tuve que usar es saber que altura de deposito de tinta, dentro del inyector, se debe tener para que "el peso" del liquido no genere goteo, es decir, no supere la tension superficial.
Espero te haya servido, sino volve a preguntar lo que quieras.
Saludos,
Javier
jfa3D.com.ar

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pelta
Javier me parece un proyecto increíble este, me encantaría poder ayudar en algo... Pero supera todos mis conocimientos en todos los campos.
No conocía esta tecnología de piezo eléctricos, una pregunta, cual es el motivo por el que no se puede utilizar el cabezal de una impresora piezo, es por la diferencia en la tensión superficial?
Mucha suerte con el proyecto!!!

Buenas noches Javier, felicitaciones por este nuevo proyecto, es muy interesante.
Te queria consultar con respecto al agujero, el mismo hay que realizarlo sobre bronce no? que calidad? que largo aproximado tiene.
Para las primeras pruebas va a ser de 0.085mm (u 85 micrones), o esta medida seria la mejor condiciòn?
Conozco una persona que trabaja en el mecanizado de piezas para implantes dentales, y le quiero consultar al respecto. Ya que realizan agujeros cercanos a esa medida.
Bueno aguardo tus comentarios, y voy conversando con el a ver que se puede hacer.
Sigo atento el avance.
Saludos

Quote
Marcelot4
Buenas noches Javier, felicitaciones por este nuevo proyecto, es muy interesante.
Te queria consultar con respecto al agujero, el mismo hay que realizarlo sobre bronce no? que calidad? que largo aproximado tiene.
Para las primeras pruebas va a ser de 0.085mm (u 85 micrones), o esta medida seria la mejor condiciòn?
Conozco una persona que trabaja en el mecanizado de piezas para implantes dentales, y le quiero consultar al respecto. Ya que realizan agujeros cercanos a esa medida.
Bueno aguardo tus comentarios, y voy conversando con el a ver que se puede hacer.
Sigo atento el avance.
Saludos

Muchas gracias Marcelot4,
El bronce es papel españa de 0.1mm es decir que la profundidad de agujero será de esa medida, la mejor condición seria 600dpi es decir 0.04 mm o 40 micrones en esa misma profundidad (0.1mm)
Muchas gracias y por favor cualquier duda consultame.
Saludos,
Javier
jfa3D.com.ar

Está el formato AMF que permite definir materiales y colores. El Slic3er soporta el formato y en la página oficial del grupo que lo mantiene hay unas herramientas editar STLs

[amf.wikispaces.com]

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jameghino
Muchas gracias a todos. Un tema que entre todos tenemos que definir, por lo menos seria bueno tenerlo definido a futuro, es tener definido objetos en 3D con colores. Actualmente STL no soporta colores y lo que hacen todos es tener, por cada color, un archivo STL y luego integrarlo. Eso es medio "caro" o "malo" en terminos de slicing para inkjet. Asi que si quieren armar un grupo para definir/investigar sobre como tener un formato de objeto 3D con colores seria barbaro, mas que nada el tema del slicing es el problematico.

Saludos,
Javier
jfa3D.com.ar

El formato OBJ tiene info de colores, y lo usa slicer...

Paucus

Hola!

Vengo a hacer mi aporte. Pensaron en usar microbombas? utilizan piezoeléctricos y manejan cantidades diminutas de líquidos
[www.servoflo.com]

Relevante: [reprap.org] extrusión de cera caliente por Piezo!

como viene el proyecto? hay ansias de probarlo ya

¿Que diámetro tienen las salidas de los inyectores eléctricos de vehículos nafteros?

supongo que micrones, pero manejan mucha mas presión de la que puede alcanzar un piezo. ya se modificaría todo el proyecto me parece

Quote
FabianSN
¿Que diámetro tienen las salidas de los inyectores eléctricos de vehículos nafteros?