impresion de materiales ceramicos

buenas tardes, comienzo este post para recibir ideas acerca de la impresion ( en realidad deberia decir deposicion.... ) de materiales ceramicos ( tambien es extensible a cualquier cosa en estado de pasta mas o menos viscosa y/o gel)
luego de haber intervenido en el armado de algunas impresoras, estoy en camino de armar la mia.... ( algun dia......en el futuro cercano )
creo que ya he superado todos los problemas de diseño del frame... tengo los materiales.... y estoy en proceso de armado ( dedicandole muy pocas horas a la semana...)
lo que aun no he resuelto es el tema del extrusor ( he visto toooodo lo que hay acerca de paste extruder en la wiki y tambien el blog de Unfold, que parece ser el unico que ha logrado resultados aceptables....)
mis cuestiones son: una alternativa de extrusion sin usar una jeringa montada sobre el carro ( algo como un bowden, pero en este caso seria un tubo por el cual trasladaria la pasta....) y para eso necesito algun mecanismo de impulsion ( una bomba ????? ... un compresor?????.......), un sistema de corte y/o regulacion ( una valvula????? ) y un cuerpo del extrusor y una boquilla ( que espero sea lo unico que tenga que montar en el carro.....)
desde ya agradezco la ayuda que puedan prestarme.....cualquier idea por loca que parezca va a ser considerada.....

Bomba peristáltica de impresora chorro de tinta?
El problema es la densidad del material. Debes agrandar el tubo por donde fluye.

y usa una manguera MUY dura si queres retraccion... MUY dura

El problema no es la densidad, es la viscosidad, son 2 conceptos totalmente diferentes que muchas veces se confunden.

Ejemplo: 1 litro de agua pesa prácticamente lo mismo que 1 litro de dulce de leche, por lo tanto la densidad en prácticamente la misma, pero la viscosidad (resistencia a fluir) del dulce de leche es mucho mayor que la del agua.

Hago mi pequeño aporte: en al ultimá entrega de Reprap magazine salió un nota muy buena sobre "paste extrusion"

http://reprapmagazine.com/

una manguera muy dura necesitaria un gran torque ( creo..... ), pensaba mas bien en algun tipo de valvula electromecanica para cortar ( el problema son los costos....lo que estuve viendo es bastante caro ) y ademas desconfio de las valvulas, son fragiles, casi ninguna puede trabajar con pastas ( y la masa de ceramica debe ser bastante abrasiva......)
habia pensado en una bomba peristaltica de un diametro grande y una manguera generosa ( el problema es encontrar un material que se lo banque...) eso tiene la desventaja de largar una enorme cantidad de material por segundo, a menos que reduzcas muchisimo la velocidad del motor
creo que los sistemas basados en aire ( o cualquier gas ) estan descartados desde el comienzo.....
otra opcion, aun mas loca, es no usar una pasta sino polvo y aglutinar el material por consolidacion por ultrasonidos y/o sinterizado laser ( muuuuy complicado, pero tiene la ventaja de que no se encoje.... pero requiere un laser de potencia media o media-alta, o un sistema de transductores ultrasonicos que estan francamente por encima de mis habilidades..... queda a lo sumo como experimentacion a futuro )
algunas mezclas de arcillas y agua tienen propiedades tixotropicas ( suena muy complicado pero es parecido a lo que pasa con el ketchup... cuando agitas o aplicas presion, la viscosidad se reduce, permitiendo que el material fluya, el problema es el torque inicial.....y el final..... la variacion no es estrictamente lineal )

Nunca vi que se usen bombas peristálticas para fluidos viscosos (esto no significa que no se puedan usar), las que se suelen usar para fluidos muy viscosos son las bombas Moineau.

Por un lado un tornillo que envie la maza a la punta del extrusor. Como cuando se funde el filamento. La version baata una mecha mochada.

Pensa en un molidor de carne pero con una punta muuuuuuyyy fina..

Acordate que la mezcla tiene que ser muy omogenia porque si tiene una piedrita o oarena se te tapa la punta.

es cierto, pero las moineau suelen usar un cuerpo elastico ( algo que pueda extenderse un poco para permitir el desplazamiento del fluido ) a menos que lo moldee en silicona o en algun tipo de goma es improbable conseguir algo util ( o comprar directamente una bomba moinaeu....desconozco el costo....)
y las peristalticas tienen el problema de presentar un flujo discontinuo...... ( es todo un problema jajajaja....... )
no se si se habran dado cuenta que me encanta meterme en lios como estos jajajajajajaja

hay vaaarias formas de bajar las pulsaciones de forma tal que no jodan...
Lo de l amanguera dura lo decia por fuera de la bomba, en la bomba la manguera tiene que ser blanda

Creo que habría que preguntarle a algún diseñador de maquinas para la industria alimenticia. Para ver algo parecido a las extrusoras de masa de galletitas en una cinta transportadora.

Mi pequeño aporte.
Para mi la mejor opción es como han dicho el tornillo.
Pensa en la moledora de carne, maquina industrial de pastas, y todo lo relativo a la inyección de plasticos usan esto tornillos. Algunos de rosca cuadrada y otros tipo "chimangos".
Esto con la salvedad de que en algunos procesos es acompañado de pistones (industria del plastico) pensa que los plasticos son bastantes viscosos.

Espero aporte esto a la "discusión"

Una que se me ocurre es un sistema a jeringa con una roscada que la mueva y algun tipo de valvula que abra el paso para la boquilla o el deposito.

Primeramente con la jeringa llena la roscada va moviendo el embolo hasta el final vaciando la jeringa.
Cuando llega al final la impresion se pausa, la valvula cambia el tubo de la boquilla que esta en la cabeza de la impresora al deposito de pasta (algo que en lo posible este mas arriba y tenga un tubo grueso con algun embudo en algun punto)
La roscada mueve el embolo hasta el final llenando la jeringa y arranca denuevo.
Si se quiere, se puede hacer algo similar dos con jeringas y que cuando una se acaba arranca la otra y mientras se llena la primera.

Asi como muy bestia se me ocurre que una valvula con un par de selenoides pueden llegar a funcionar.

Alguien probo algo similar o vio en algun lado alguien que lo haya intentado?

buenos dias, muchas gracias por responder y sumar sus ideas.
mis conceptos principales de diseño a lograr son los siguientes:

no agregar peso al carro, solo el cabezal extrusor va montado en el carro
la bomba o sistema de empuje de la pasta esta situado a un costado o por encima del area que barre el conjunto xy ( esto requiere el uso de un tubo o manguera de conduccion de entre 30 y 40 cm para llegar hasta el cabezal extrusor )
el sistema deberia ser simple y lo suficientemente fuerte.....
el sistema de posicionamiento es un cartesiano xy con cama moviendose en z ( no creo que sea buena idea mover una cama con un objeto mas o menos pastos arriba...jajajaja )
el deposito de pasta deberia ser o bien intercambiable con facilidad o contener cerca de 300 cm3 o mas de material como minimo, para obtener impresiones de un volumen interesante ( o usar una bomba y un deposito de 1000 o 1500 cm3 )
he visto algo de extrusoras ceramicas para ladrillos huecos y losetas.... en efecto usan un tornillo de arquimedes o un piston....no se me habia ocurrido lo de las galletitas.. voy a ver por ahi........

tal como lo veo mis problemas basicos ( aparte de los costos ), son:
fuerza necesaria para desplazar un volumen dado de material
resistencia de los materiales sometidos a esfuerzo
abrasion contra las paredes ( por esto me parece que no usaria un tornillo.......)
homogeneidad del material ( se supone que se soluciona tamizando varias veces......)
ciclo de extrusion cerrado ( no hay contacto con el ambiente, para evitar formacion de burbujas de aire.....)
adecuado control de la extrusion ( volumen extruido, inicio y corte de extrusion en tiempo y distancia correcta )
por simplicidad y fuerza ( soy algo bruto cuando pienzo en maquinas pienso en robustez y potencia.......jajaja... disculpen...) creo que mi primer intento va a ser probar si una jeringa de 60 cm3 puede desplazar el volumen a lo largo de un tubo de unos 4mm de diametro y ver hasta donde llega ( porque si dejo el tubo vacio, al accionar la jeringa lleno el tubo pero si este es muy largo actua como deposito, la jeringa se vacia y me quedo sin extruir......)
lugo intentaria ampliar el concepto usando un cartucho de siliconas ( una jeringa enorme!!!!!! ) y ver que pasa
gracias a todos

buenas tardes, paso a comentar mis ¿ avances...? no se si llamarlo asi pero por lo menos he descubierto como no se debe hacer extrusion de pasta
aclaracion, todo esto fue hecho a mano.... sin montar nada en ningun lado..... ni siquiera cerca de la futura impresora ( jajaja )
consegui una jeringa de unos 60 cm3 y una muestra de arcilla para modelar ( de la que se consigue comercialmente, me la cedio gentilmente una profe de plastica....)
llene la jeringa ( aspirando la pasta..... bastante dificil de hacer......)
monte un tubo de polipropileno de aprox 5mm de diametro con una abrazadera improvisada, y empece a hacer fuerza
nada.......
desarme y extraje la pasta,limpie todo......, tome otra muestra de arcilla, le agregue un poco mas de agua ( a ojo de buen cubero....), monte todo de nuevo y esta vez timidamente comenzo a desplazarse...
repeti el proceso 3 veces ( agregando un poco mas de agua ) hasta que obtuve algo aceptable en cuanto a fluidez ( no asi en estabilidad.... no logro que quede firme y bien montada una capa sobre otra )
mis apreciaciones:
no se un c****jo de ceramicas ni arcillas
puede resultar muy dificil encontrar una mezcla correcta....
hay que hacer bastante fuerza ( tal vez el tubo no era lo mejor jajaja... las paredes quedaron muy rayadas.... )
hace falta usar una valvula de corte ( creo..... )
la arcilla de grado comercial tal vez no sea utilizable ( solo para molestar, trate de hacerla pasar por una aguja de mas o menos 1mm de diametro.....ni en sueños... y eso que estoy casi seguro que el tamaño de las particulas era bastante menor que 1mm ), de todas maneras por lo que he visto extruyen siempre con diametros grandes ( mas de 1 mm casi seguro....)
limpiar una vez que paso la mezcla es bastante dificil ( llene la jeringa de agua y la hice pasar a traves del tubo... tuve que repetirlo varias veces para que quedara limpio )
si por casualidad llega a romperse mientras esta funcionando..... no quiero ni imaginarme un chorro de pasta salpicando los ejes o los rodamientos !!!!!!!!
es un proceso bastante sucio.... descubri que no se pueden sacar fotos una vez que has empezado a jugar con arcilla ..... jajaja... se las debo para otra oportunidad....
una vez llena la jeringa, y terminado de extruir quedan en el tubo ( de 5mm de diametro y 50 cm de largo ), aprox unos 10 o 12 cm3 ( casi una quinta parte del volumen de la jeringa )
eso es todo por ahora....

Pensa que lo que agregues de agua a la arcilla original, vas a tener que secarla en el producto terminado. Con la consiguiente contracción del material.
No se lo que queres reproducir, pero debes competir con los procesos convencionales de moldeado de cerámica.
Capaz te conviene hacer el molde con la impresora 3D, colocar la arcilla dentro y luego hornear. El plástico se va a evaporar o derretir y te queda la pieza cerámica.
O lo sacas del molde antes de ponerlo en el horno, sin que se deforme la pieza. Eso depende de la pieza y su complejidad.
Los hornos trabajan cerca de los 1300 grados, creo.
Postea alguna foto o imagen de las piezas que queres reproducir, para poder dar un mejor consejo.

es cierto todo lo que decis gao, pero lo mio no se trata de reproducir piezas, sino mas bien de ver hasta donde se puede llegar con los materiales que tengo a mano....
pura experimentacion ( por no llamarlo de otro modo )
si se trata de conseguir piezas sujetas a medidas estrictas, creo que el camino esta ya marcado, depositas una finisima capa de polvo y lo sinterizas con un laser ( eso por ahora me queda grande.... muy grande ) o bien usas ultrasonidos para provocar una reaccion fisico-quimica que unifica la estructura ( tampoco dispongo de medios para esto )
si usas arcilla y gran cantidad de agua la contraccion va a ser terrible, incluso creo que puede llegar a fracturarse la pieza...... pero confio en llegar a algo interesante o al menos perder el tiempo de manera creativa jajajajaja
al usar arcilla ( como pasta o en polvos) quisiera obtener una base de conocimientos para ampliar luego a otros materiales ( metales, oxidos metalicos complejos, compuestos ceramico-metalicos........ los medios seran escasos..... pero las ambiciones son grandes jajajajaja )
de ultima estaba pensando en algun tipo de gel ( agregar algo ¿? para que la base no sea solamente agua o directamente que no sea agua sino algun otro liquido....
desconozco si es posible gelificar una arcilla.... ( puede que no sea el termino correcto para expresar lo que busco )
algunas de las maquinas comerciales que usan polvos, trabajan mas o menos asi: depositan una capa,compactan con unos rodillos y luego la estabilizan rociando (piezoelectricamente ?????) algun tipo de liquido ( resina fotosensible? o tal vez termosensible?), para finalmente usar un laser o unos diodos para curar )
mi idea esta en tratar de encontrar algo intermedio, una solucion de compromiso entre ambos metodos
a proposito de lo que decis de moldear y fundir.... vi un website de unos chiflados que hicieron exactamente eso....
objeto impreso en plastico, molde en arcilla, derritieron el plastico y el negativo que obtuvieron lo usaron para hacer un positivo en aluminio
( que es lo loco que hicieron.....? ) ¡¡¡ usaron un microondas para fundir el aluminio !!!!!!!!!! ( a menos que hayan mentido asquerosamente jajajaja )
el resultado fue bastante aceptable.....

basicamente lo que no me gusta de trabajar con polvos es:
necesitas un tamaño de particulas muy uniforme y es dificil de conseguir sin equipo de primera ( incide directamente en la calidad )
necesitas una maquina completamente cerrada y equipamiento de proteccion para trabajar ( por el tamaño de las particulas, que al ser inhaladas pueden provocar neumoconiosis)
en general es bastante mas caro que trabajar con pastas o geles, de ahi la idea de una solucion intermedia

sigo investigando
buscando jeringas mas grandes encontre algo muy interesante sobre perfusores y bombas de jeringa
particularmente se trata de un proyecto open source para crear una bomba de jeringa con una reprap

open source syringe pump

lamentablemente usa una raspberry pi para controlarla ( no es porque no me guste la raspi, me encantaria tener una....pero son dificiles de conseguir)
tal vez pueda cambiarse para controlarla con arduino y ramps ?????

otro hallazgo ( al menos para mi )
una tecnica muy interesante que podria incluso automatizarse un poco......
impresion ceramica con soporte de polvo

una impresora ( que estaba en desarrollo, ignoro el estado actual ) que utiliza polvos
pwdr

Edited 1 time(s). Last edit at 10/26/2014 04:52PM by 78moebius.

Hola 78moebius con respecto a la ultima powder que posteaste te comento que jameghino esta desarrollando un inyector para usos varios que puede ser justo lo que necesitas para armar una impresora de este tipo, aca te dejo el link
[forums.reprap.org]

gracias jorge, seria muy bueno tener un "piezo" nacional....
sobre la maquina esa no se nada mas todo lo que encontre es de 2 años atras ( da la impresion de un fracaso.....¿?)
tratare de buscar mas.... la idea es complicada ( dificil de realizar ) y tal vez los resultados no estuvieron a la altura de lo esperado
yo por ahora no lo tomo como un interes comercial, ni siquiera de competir con algun otro sistema de manufactura
es simplemente probar si se puede ( siempre y cuando los costos no se disparen.....jajajaja )

Quote
78moebius
sigo investigando
buscando jeringas mas grandes encontre algo muy interesante sobre perfusores y bombas de jeringa
particularmente se trata de un proyecto open source para crear una bomba de jeringa con una reprap

open source syringe pump

lamentablemente usa una raspberry pi para controlarla ( no es porque no me guste la raspi, me encantaria tener una....pero son dificiles de conseguir)
tal vez pueda cambiarse para controlarla con arduino y ramps ?????

La raspberry pi, al conseguis en cualquier lado. ya sea mercadolibre o la traes de china.

metele andan un caño.

Argentina:
[listado.mercadolibre.com.ar]


China: ( te tenes que fumar 30 dias de espera al menos + que no te lo pare aduana y te comes la amanzadora y garpar 50% de lo que sale el producto por la importación)
[www.aliexpress.com]

aca en cba me dijo un amigo que la compro 790 hace una semana no me acuerdo. el modelo Raspberry pi B+ osa el que tiene 4 usb,.

Edited 2 time(s). Last edit at 10/27/2014 08:26AM by tatubias.

me gusta la idea de la raspberry pi ( soy fanatico enfermo de linux.... tanto que a las maquinas que he ido comprando para mi uso personal lo primero que hice fue desinstalarles windows y colocarles gnu linux jajaja.....)
voy a buscar mas info a ver que encuentro cerca y a buen precio ( me habian pasado valores bastante mas altos que los que mencionas....)
gracias tatubias

Quote
78moebius
me gusta la idea de la raspberry pi ( soy fanatico enfermo de linux.... tanto que a las maquinas que he ido comprando para mi uso personal lo primero que hice fue desinstalarles windows y colocarles gnu linux jajaja.....)
voy a buscar mas info a ver que encuentro cerca y a buen precio ( me habian pasado valores bastante mas altos que los que mencionas....)
gracias tatubias

Fiajte ahi en mercadolibre hay uno que la vende usada en 660 pesos. es el modelo B (osea el que tiene 512 ram y 2 puertos usb)

Gente,
yo estoy de acuerdo con algunos comentarios vertidos aquí. Si bien la forma de la discusión no me gusta adhiero a este tipo de intercambio ya que POR FIN alguien habla de conceptos e ideas serias y diferentes a la mayoria de los comentarios o temas tocados en el foro local.

@78moebius
la solución a tu pregunta/problema esta aquí:

[www.youtube.com]

[www.thingiverse.com]

[www.thingiverse.com]

Si algún grupo esta en este desarrollo cuenten con mi soporte para lo que crean conveniente.

Para aquellos que son emprendedores y les gustaría hacer algo distinto creo que este extrusor "dispara" varias ideas....

Saludos
Javier
jfa3D.com.ar

buenas jameghino gracias por el aporte ( muy bueno )
habia visto tiempo atras el tabajo de unfold y la bomba de moineau diseñada por tsalo ( pero no habia visto el video del aparato en funcionamiento...... y lo descarte sin profundizar mas.... porque crei que habia opciones mas simples )
por lo que se ve en el video, le saca varios cuerpos de ventaja a las otras alternativas ( a menos que los costos se disparen en el resto de los componentes que me parece que esta usando, ademas de la bomba..... )
no se por los demas, pero yo estoy metido en esto hasta obtener algun resultado ( mas o menos decente jajaja.....)
aunque sea solito con mi alma.......
gracias por la oferta de ayuda, seguramente en algun momento te voy a molestar con algo

Y como me olvide del grupo dentro del propio foro [forums.reprap.org]
Saludos,
Javier
jfa3D.com.ar

si no lei mal, en el extrusor moineau ( los links de thingiverse ) hablan de hacer el rotor con algun tipo de elastomero ¿? pero el que se ve en el video parece ser plastico....
en las bombas industriales, lo que hacen es usar una camisa de acero, un estator de elastomero y un rotor de acero templado. Ademas, por el tipo de movimiento que implica el diseño, se coloca una junta de cardan doble ( si no me equivoco ) en la transmision... ( no me queda claro como lo resuelven en el video no se aprecia....)
adjunto diagrama de una bomba moineau industrial

alguien logro llevar a cabo una de las alternativas en las que estaba pensando, lastima que no hay mas informacion
impresion ceramica 3d