ArchivadoContenido cerrado, mantenido como pieza histórica sin intención de actualizarlo.

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La nueva de la casa

FECHA2017/12/04
CATEGORIAPROYECTOS
TAGS#impresion-3d #hardware #prototipado #maker #casa
TIEMPO_LECTURA8 MIN

TODO antes de publicar: contenido técnico muy desactualizado (impresión 3D cambió mucho desde 2017) y galería [gallery ids="319,320"] sin resolver — decidir si se reescribe con hardware/software actuales o se deja como pieza de archivo histórico.

Atención, este artículo es muy antiguo y hubo muchos cambios y mejoras en el mundo de la impresión 3D. Este artículo es interesante para ver una época anterior. Bueno, hoy es día de estreno. Ya está calibrada y montada mi última impresora 3D. Con mi mudanza a este nuevo país, donde afrontar un nuevo reto, ¿cómo iba a faltarme una impresora 3D? En los últimos años nos hemos acostumbrado a escuchar hablar de ellas, pero el crecimiento comercial no acaba de levantar. Para mí, un elemento imprescindible es la multiherramienta para llevar a cabo proyectos. Da la libertad de crear, llevar a prototipo con muy pocos clics. Pero antes de continuar, pongamos en situación: ¿Qué es una impresora 3D de deposición fundida? En sí no deja de ser una CNC con un cabezal de fusión que, mediante el calentamiento de un material hasta su fusión, va depositándose, enfriándose y solidificándose. Al realizarlo a un tamaño determinado (nozzle) y con un flujo conocido y constante, se puede controlar con el fin de ir haciendo capas de un determinado tamaño que suelen ir de los 0.15mm a 0.8mm, que es la que nos determinará la definición. O, por lo menos, esa es la teoría. El nombre de esta tecnología es modelado por deposición fundida (FDM). Y como materiales hay muchos, pero los más usados son ABS, PLA y TPU. ¿Hay otros tipos de impresoras 3D? Claro que sí, en sí, como dijimos antes, lo que conocemos por una impresora 3D es una CNC, aunque estamos acostumbrados a ver las de fresado, pero veamos la que de verdad todo el mundo considera como impresión 3D: Estereolitografía (SLA): un haz de luz ultravioleta hace curar una resina líquida por capas que van desde 0.05 hasta 0.15 mm, por lo que la calidad es muy alta y muy rápida. Sinterización Selectiva por Láser (SLS): esta es una variante de la anterior, pues su funcionamiento es básicamente el mismo, con la gran diferencia de que en este caso no cura una resina, sino que funde polvo del material que se encuentra en la cuba, haciendo que solidifique. Pero tiene una gran ventaja: no necesita material de soporte para realizar partes al aire al estar rodeado de partículas de material que no se fundirán, además de la cantidad de materiales que se pueden utilizar y, lo más importante, su resistencia a la aplicación de fuerzas es parecida a la de la pieza final. ¿Cuántos modelos de impresoras OpenSource hay? Hay muchísimos modelos, es más, de cada una hay siempre variantes y, aunque nacen de un modelo y filosofía, es difícil ver 2 impresoras iguales porque no hay manera de resistirse uno a modificar algo y cambiar piezas por diseños propios. Pero los modelos que más se ven por ser diseños estables son:

  • Prusa i3 Steel
  • Rostock
  • Ulticampy 3D Printer

Página con el detalle de bastantes modelos La última que monté no es ninguna de ellas, es más, ninguna de las 3 que tengo son algunas de esas; por orden de llegada fueron las siguientes:

  • Prusa I2.
  • Prusa I3 single frame con marco de metacrilato.
  • Mprime con marco casero en chapa metálica de 3mm.

Ninguna de las 3 las recomiendo para recién iniciados, ya que las dos primeras están descontinuadas y la última es una versión en desarrollo. Es más, en esta utilicé piezas de la fuente original y de la versión de otra persona. Con alguna que otra modificación propia sobre el marco y estudios de cambios sobre algunas piezas. Mprime es una versión basada en el modelo Smartrap y una Prusa i3, y la elección por este modelo fue ser pequeña, fácilmente transportable y con un gran potencial. 01.-Marco El marco de esta ha sido fabricado bajo métodos muy rudimentarios, pero válidos, para que el trabajo esté perfecto y esta funcione muy bien. Vamos, amoladora y taladro en mano. En la foto podéis observar el resultado final antes de pasar por pintura. No pude evitar montar parte para comprobar si todo estaba correcto y el carro Z corría bien por sus guías. ¿Qué partes componen una impresora 3D? Pero bueno, antes de continuar, vamos a hacer un inciso en las partes mínimas que componen una impresora. Bastidor o Marco: Poco que hablar de él: este sostiene todo el sistema de la impresora y va a depender mucho del modelo elegido. Ejes de coordenadas: Lo más normal es tener 3 ejes de coordenadas, aunque existen algunas impresoras con 4 coordenadas de movimientos. El componente principal son los motores paso a paso y los fines de carrera (para marcar el punto de referencia del eje). Además de esto tendríamos el sistema de transferencia del movimiento, que suele ser por correas o por varillas roscadas, y las guías, que son varillas lisas por las que, con ayuda de diferentes rodamientos, circularán, acompañando el movimiento del carro. Extrusor: Es considerado un eje más. Su función es la de entregar plástico en su justa medida y en el momento correcto al hotend. Hotend: Es la parte encargada de calentar el material a depositar con la temperatura más homogénea posible, en el punto correcto de su cuerpo, para que esta fluya y pueda salir de manera fluida. Pero a la vez este debe mantener la temperatura en su parte alta fría para evitar que exista un reflujo que estropee el plástico que va a entrar en la pequeña cámara de fusión. 05.Hot-End Cama: Es la plataforma donde se depositará el plástico y en la que irá fijando la pieza. La cama debe tener un cierto nivel de atracción para ser capaz de retener la pieza lo que dure la impresión. Para mejorar la adherencia se usan tres técnicas principales: material sobre la que se imprime, usar un fijador o laca y que la cama tenga un sistema de calentamiento (cama caliente). La cama caliente es una de las técnicas más usadas, pero tiene un gran inconveniente, y es que duplica o triplica el consumo de la impresora. Pero hay materiales que casi exigen su uso, a no ser que se usen productos especiales sobre la cama. La cama, para facilitar su uso, ahora se tiende a usar en tensiones de 230V, reduciendo el consumo y disminuyendo el tamaño de la fuente de alimentación. En nuestro caso será una cama simple que nos limitará a imprimir en plástico PLA. Electrónica de control y potencia: Bueno, aquí hay muchas variantes. Pero la base es la siguiente: una placa de control basada en un microcontrolador Atmel con bootloader de Arduino y una etapa de potencia con tres MOSFET y unos drivers de control del motor paso a paso. La combinación más usada, básica, documentada y, posiblemente, la inicial, es el Arduino Mega 2560 y un shield RAMPS (placa de potencia) + drivers de motor. Yo normalmente uso esta combinación ya que así la electrónica la puedo reciclar para otros proyectos si es necesario. [gallery ids=“319,320” type=“rectangular”] Fuente de alimentación: El encargado de alimentar la etapa de potencia y, dependiendo de cómo lo configures, la etapa de control. Dependiendo de nuestra electrónica usaremos 24V o 12V. Digo esto porque la etapa de control es posible alimentarla mediante el USB. La potencia necesaria va a depender mucho de si vamos a usar cama caliente o no. En nuestro caso la impresora no tendrá cama caliente y con una fuente de alimentación de 5 A será suficiente a 12V. Aviso: uso la fuente de alimentación que va justa, pero con una buena calibración, engrase y los elementos que usaré, no tendremos ningún problema. Firmware: Bueno, es el programa que cargaremos en el microcontrolador y es el que da la vida a la impresora 3D. Se encargará de ejecutar los gcode y, en definitiva, controlar motores, resistencias de calentamiento y leer sensores. Aunque hay varios como el repetier firmware. Yo siempre uso el Marlin y posiblemente sea el más usado. El firmware requiere cierta configuración y calibración según las características de la impresora que montes. Programa de control e interfaz: Bueno, este programa se encarga de darnos una interfaz de usuario entre máquina y PC. Entre opciones disponemos el repetier host, cura o el pronterface. Slicer: Suelen ir de la mano junto a los programas de los que hemos visto justo encima. Pero, ¿de qué se encargan estos pequeños programas? Posiblemente sean los más importantes. Estos programas, mediante unos parámetros que le indicaremos como el tamaño del nozzle, diámetro de entrada de plástico, velocidad, altura de capa, son capaces de generar el gcode a ejecutar por la impresora para hacer la pieza. Es decir, convierte un diseño 3D en STL a gcode. Los más famosos son los siguientes: Slic3r, Slic3r Prusa Edition, CuraEngine, Skeinforge. Bueno, con esto hemos hecho un pequeño repaso a las partes básicas; hay muchas otras cosas, pero si eso, más adelante, las explicaremos. Bueno, y ¿cómo quedó finalmente la impresora? Pues bueno, aquí tenéis el resultado.06.IMPRIMIENDO Sí, sé que tiene cosas implantadas de las que no os hablé. Ya más adelante haremos un capítulo de complementos de los que puede disponer una impresora 3D. PD: Este artículo quedó en el tintero allá por verano y, sin publicar, creo que era hora ya de publicarlo. La impresora fue estrenada y ha realizado bastantes impresiones, aunque su uso no fue muy intensivo por la falta de tiempo, pero puedo indicar que su funcionamiento es excepcional.