Impresora 3D (XX): Prueba en vacío

Ya es el momento de ver como se  mueve nuestra impresora. Como primera prueba vamos a conectar todo el sistema y desde la aplicación de impresión Pronterface vamos a cargar un modelo.

En nuestro caso lo que vamos a "imprimir" es un cubo. Para ello abrimos la aplicación y le damos a conectar y a continuación pulsamos sobre Load File y abrimos el modelo de ejemplo.

Una vez cargado podemos ver lo que se imprimirá en la rejilla del programa, si queremos ver las distintas capas hay que pulsar sobre dicha rejilla y posteriormente un la tecla shift  la rueda del ratón podemos ir pasando por las distintas capas del modelo.


Para empezar la impresión pulsamos sobre Print y es cuanto la impresora empieza en primer lugar a buscar el origen de coordenadas (llega a los finales de carrera de todos los ejes) y comienza a moverse trazando la estructura del modelo de ejemplo.

Pronterface con los datos de impresión para el modelo de ejemplo

Para nuestro caso particular el tiempo de impresión ha sido de 6,45 minutos. Podemos ver el vídeo acelerado unas 6 veces de la prueba de impresión del cubo de 20x20x10 mm.

Impresora 3D (XIX): Finales de carrera

En los sistemas con movimiento normalmente existen unos sensores que se colocan en los límites para poder detetectar dichos límites y bloquear el moviento de los motores para no forzar y romper el sistema.

A dicho sensor se le denomina final de carrera (EndStop) y hay unfinidad de dispositivos (mecánicos, ópticos, magnéticos, etc). En general todos funciona con el mismo principio y es que al llegar el dispositivo móvil al sensor este manda una señal eléctrica para indicar esta situación.

Los más sencillos y baratos son los clásicos pulsadores mecánicos, en esta ocasión reciclamos unos que teníamos del reciclaje de viejas impresoras.

Para este paso necesitamos del siguiente material:


Material para colocar los End-stop

• 3 Finales de carrera
• 3 Soportes de final de carrera (endstop-holder)
• 3 Tornilllos M3 y 16 mm de longitud
• 3 Arandelas M3
• 3 Tuercas M3
• 6 Bridas

En primer lugar hay que unir el final de carrera a los soportes, en nuestro caso utilizamos unas bridas.

Después hay que colocar la tuerca en el hueco preparado para ello en las abrazaderas. En el caso de ser necesario calentamos con un soldador las tuercas para que encajen perfectamente.

Fin de carrera colocado en las abrazaderas

Después hay que hace lo mismo con los otros dos juegos de piezas y para finalizar hay que colocar las abrazaderas de tal forma que alguna parte toque los pulsadores en los límites del recorrido de todos los ejes.

Fin de carrera del eje X

Fin de carrera del eje Y

Fin de carrera del eje Z

Para terminar hay que conectar los finales de carrera a la electrónica por en la parte serigrafiada. La placa está preparada para dos finales por eje con tres conectores cada uno ya que hay sensores que necesitan de una tercera conexión de alimentación.

Ubicación de los finales en la electrónica

Conexión de final de carrera del eje X

Impresora 3D (XVIII): Eje Z - Calibrado

En este paso vamos a comprobar y corregir los posibles fallos en cuento a la distancia recorrida del eje. Tal y como se hizo en el calibrado del eje X vamos a realizar un movimiento, en este caso de 10mm, y con el calibre comprobaremos el movimiento real.

Detalle de ubicación del calibre para medir

En esta ocasión colocamos el calibre en uno de los extremos y lo ponemos a cero antes de mandar el desplazamiento de 10mm con el Pronterface.

Lectura a cero antes de la prueba

A continuación mandamos un desplazamiento de 10mm y en nuestro caso comprobamos que el calibre nos indica 10.01mm, es decir, un error de 0.1mm.

Desplazamiento real tras la prueba

Por lo tanto no modificamos nada ya que está bastante ajustado a la realidad. Con esto damos por finalizado el montaje y ajuste de los tres ejes de movimientos de la impresora.

Con esto ya disponemos de un sistema CNC (Control Numérico por Computador) con el cual somos capaces de mover los ejes para trazar cualquier figura.

Impresora 3D (XVII): Eje Z - Varillas

En este paso vamos a colocar tanto las varillas lisas como roscadas del eje Z y con ello unimos los tres ejes. Para ello necesitamos del siguiente material:

Material para unir los 3 ejes

• Chasis de la impresora 
• Eje X
• 2 Varillas roscadas M8 de unos 220mm
• 2 Varillas lisas M8 de unos 350mm
• 4 Tuercas M4
• 2 Muelles que encajen en la varilla roscada (opcionales)

Para empezar hay que colocar las varillas roscadas en sus posiciones dentro del eje X. Para ello cogemos la varilla y enroscamos una tuerca unos 50mm y después introducimos el muelle. Ahora hay que pasar la varilla por el hueco hexagonal del lateral del eje X y enroscar la otra tuerca, de tal forma que el muelle haga presión y mantenga a las tuercas en sus posiciones. A continuación hay que hacer lo mismo en el otro lado.

Detalle de varilla con el muelle

Varillas roscada en su posición

El siguiente paso es colocar el eje X sobre la plataforma de madera y pasar las varillas lisas por los rodamientos de ambos extremos. Para fijar dichas varillas hay que apretar las abrazaderas inferiores y superiores. Hay que prestar atención para que queden paralelas y permita un movimiento fluido.

Eje  X colocado con las varilla lisas

Para finalizar hay que subir las varillas roscadas hasta los acoplamientos e los motores superiores y apretarlos teniendo presente que debe estar nivelado con  la plataforma.

Terminado el montaje y unión de los 3 ejes

Impresora 3D (XVI): Eje Z - Motores y acoples

En esta ocación vamos a montar los motores del eje Z en el chásis y también prepararemos los acoples que unirán el eje de los motores a la varilla roscada que trasnferirá el movimiento vertical de la impresora. Necesitremos del siguiente material:


Material montar los motores del eje Z



• 2 Motores Nema 17
• 2 Parejas de z-couplings (acoplamientos eje Z)
• 8 Tuercas M3
• 8 Tornillos M3 de 10 mm de longitud
• 8 Tornillos M3 de 20 mm de longitud
• 16 Arandelas M3
• 2 Tubitos de goma ó silicona que encaje en el eje del motor 

En primer lugar montamos los acoplamientos por medio de los cuatro tornillos con sus respectivas arandelas y tuercas, pero sin apretar del todo por el momento. Hay que tener presente que los acomples hay que montarlos de tal forma que se respete la coincidencia de los diámetros inetriores ya que son distintos ambos lados.

Detalle de distintos diámetros

Acoplamientos ensambladosontados

 

A continuación cogemos los ejes de los motores y le enfundamos los tubitos de tal forma que queden fuertes, después de esto hay que montar los motores sobre los soportes situados en la parte alta de la impresora.

Eje de motores con los tubos colocados

Por último hay que presentar los acoples sobre los ejes de los motores.

Detalle de motor sobre su soporte

Vista general con los motores el eje Z

Impresora 3D (XV): Eje Y - Motor y correa dentada

Para finalizar con el eje Y aún nos queda montar los elementos para lograr el movimiento. Para ello necesitamos del siguiente material:

Material necesario en este paso

• Estructura realizada en pasos previos
• Motor NEMA 17
• Correa dentada T2.5 de unos 900mm
• 3 Tornillos M3 de 10mm de longitud
• Polea T2.5

En esta ocasión tan solo hay que montar el motor con tres tornillos en el soporte situado en la parte delantera de la impresora y acoplar la polea de tal forma que quede alineada con las guias colocadas inicialmente en la estructura.

Detalle de motor y polea fijado

Por último hay que coger la correa y colocarla de tal forma que pase por la polea, por ambas guías y que esa unida a la base de madera mediante las abrazaderas ubicadas en el centro de la misma.

Correa del eje Y colocada

Si conectamos el motor a la electrónica podemos hacer pruebas de movimiento sobre dicho eje. En este caso no es necesaria calibración ya que hemos utilizado los mismos motores, poleas, y guías que en el eje X y por lo tanto el parámetro de corrección es el mismo.

Impresora 3D (XIV): Eje Y - Base

Para montar el eje Y necesitamos hacer una plataforma que es donde se creará la pieza a imprimir. Para esta primera parte del eje Y necesitamos del siguiente material:

• 3 Rodamientos lineales LM8UU

  

  Elementos para la base del Eje Y

• 3 Y-bushings (soportes de rodamientos eje Y)
• 2 varillas lisas M8 de unos 400 mm
• Conjunto de 4 cremas para conexiones
• 13 Tuercas M3
• 4 Arandelas M3
• 13 Tornillos  M3 de 20 mm de longitud
• 2 Tirafondos  para unir la crema a la base
• 2 Belt clamp (abrazaderas de correa)
• 2 Belt clamp nut holder (porta tuercas para abrazadera de correa)
• Plantilla para taladros de la base (formato postcript, formato dxf)
• Tablero de madera de unos 220x220 mm y unos 5 mm de grosor.
• Base caliente (solo para tomar las posiciones de los agujeros de sujeción)

En primer lugar imprimimos la plantilla y marcamos la posición de los taladros a realizar sobre el tablero de que sirve de base. También hay que marcar los cuatro agujeros de la base caliente para sujetarla posteriormente.



Una vez realizado todos los taladros  tenemos que montar las abrazaderas de las rodamientos, las crema de conexiones (para conectar la plataforma caliente a la electrónica) y también hay que montar las abrazaderas para fijar la correa de transmisión. A continuación colocamos los rodamientos dentro de las abrazaderas y los fijamos con los tornillos correspondientes.

Elementos montados sobre la base de madera

Por último hay que pasar las varillas lisas por los rodamientos y sujetarlos a la estructura de la impresora, mediante las abrazaderas de varilla colocadas previamente, de tal forma permita el movimiento fluido del la base.

Vista inferior del montaje de la base

Detalle de abrazadera de la varilla lisa

Impresora 3D (XIII): Ajuste del chasis

En esta ocasión vamos a coger el chasis que habían construido anteriormente que lo terminamos de ajustar y apretar para que ya tenga su forma y tamaño definitivo. Por lo necesitamos el siguiente material

Material necesario para ajuste de Chasis

• Chasis básico (construido anteriormente)
• Eje X (construido anteriormente)
• Varilla roscada M8 de 450mm
• 2 Bar-clamps (abrazaderas de barra)
• 4 tuercas M8
• 4 arandelas M8

En primer lugar debemos apretar las tuercas de uno de los lados para tenerlo fijado, ahora hay que dejar al menos unos 23 cm de espacio entre ambos triángulos ya que utilizaremos una base de 22X22 y debe moverse sin dificultad. Ahora apretamos las tuercas del otro lado procurando que se mantenga la distancia siempre la misma para todas las varillas, es decir, que los triángulos laterales queden paralelos entre sí.

Estructura fijada con laterales paralelos

A continuación vamos a fijar los soportes de los motores del eje Z de tal forma que la distancia entre las abrazaderas de dichos soportes sea igual a la distancia que hay entre los rodamientos exteriores del eje X, para ello colocamos dicha pieza sobre la estructura y apretamos los soportes del eje Z.

Eje X sobre estructura para alinear

Detalle de rodamiento alineado con abrazadera

Para finalizar hay que montar la varilla roscada M8 en las abrazaderas que están el la base de tal forma que cruce por completo la impresora de lado a lado (por la parte inferior). En los extremos de dicha varilla hay que colocar las abrazaderas de barra que nos quedan alineadas con los soportes de los motores del eje Z.

Chasis terminado