Construccion maquina de posicionamiento 2D -3D impresora, cnc, ...

[CompSystems]

La idea de este post nació con la necesidad de dar solución a una pregunta que me hice, de tantos proyectos libres que hay en la red de maquinas de posicionamiento 2D-3D, ¿Cuál escoger o con cual iniciarse?

Por lo tanto pretendo con la ayuda de vosotros o los que ya tiene experiencia en su construcción y programación participar y suministrar la info necesaria para decidir qué tipo de maquina construir y que tipo de componentes escoger, pues soy un nuevo constructor de este tipo de proyectos.


hay un proyecto llamado RepRap (Hardware y Software Libre) que nos puede servir como base, aunque esta enfocado a impresoras3D, se puede usarlo, simplificando o reemplazando componentes como proyecto 2D, por ejemplo maquina perforadora de circuitos impresos o uso similar


Sitio oficial del proyecto RepRap

http://www.reprap.org/wiki/RepRap/es

INTRODUCCION
La iniciativa de RepPap es crear una máquina de prototipado rápido (3D). Una máquina de este tipo puede fabricar objetos físicos a partir de modelos generados por ordenador: de la misma manera que la impresora de un ordenador permite imprimir imágenes en dos dimensiones en papel, RepRap imprime objetos en 3D a base de plástico, permitiendo la fabricación de objetos rapidos. El proyecto reprap fue iniciado en febrero del 2004 por Andrian Bowyer en Inglaterra, pero actualmente hay personas colaborando en otras partes del mundo.

imagen de una impresora3D super cacera pero parece que funcional


Inicio con tres partes electrónicas básicas
I: COMPONENTES ELECTRONICOS


COMPONENTE #1: ¿Que procesador o microcontrolador escoger? Como centro de programación y conexión de periféricos (TARJETAS DE CONTROL, POTENCIA, DISPLAY, ETC).

Pensaba usar el kit del RaspberryPI  (con procesador) pero después de documentarme y ver varios proyectos lo mejor es iniciarse con un ARDUINO, pues el tiempo de poner a punto una maquina impresora 3D, se reduce y se facilita mucha las cosas.
Parece que la mejor opción es el “Arduino/Genuino MEGA 2560”
Sitio web https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardMega2560#
Arduino/GenuinoMEGA2560 está diseñado con un microcontrolador Atmega2560. Con 54 pines de E/S digitales, 14 de los cuales se pueden utilizar como salidas PWM (modulación de anchura de pulso). Además dispone de 16 entradas analogicas, 4 UARTs (conexion serial), un oscilador de 16MHz, una conexión USB, un conector de alimentación, un conector ICSP y un pulsador para el reset.

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COMPONENTE #2: Tarjeta de control, hay una tarjeta denominada, (R.A.M.P.S Reprap Arduino Mega Pololu Shield) diseñada para ensamblarse con ArduinoMEGA2560
Mas Info en
http://www.reprap.org/wiki/RAMPS
https://ultimachine.com/ramps-pre-assembled-kit-complete

RAMPS versión HOMEmade vs industrial



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COMPONENTE #3: DriveRs para los motores paso a paso

hay dos, preferiblemente el DRV8825
A4988 or DRV8825 Stepper Motor Driver Carrier, High Current (md20a)


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Vista rápida del centro de control (ELECTRONICA)



sitio de la impresora3D fabricada en su mayor parte con componentes reusables y económicos

https://www.flickr.com/photos/ixope

Ampliación a lo anterior, etc, todo es bienvenido

próximamente Componentes mecánicos

[KILLERJC]

aguanta 2.5A ese integrado! , me refiero al DRV8825, aunque es el maximo maximo maximo
Yo crei que iba a desaparecer ese integrado cuando lo conectes a uno de esos motores paso a paso

Los pocos recuerdo de drivers de motores PaP que tengo son cuando desarme unas cuantas impresoras matriz a punto, en esta los drivers parecian un TDA ( http://www.nxp.com/packages/SOT411-1.html ), mientras que aca es un SMD, aguantara? a mi me parecen casi el doble o triple de grande el motor con respecto a lo que es el de una impresora.

Yo siempre quise crearme algo asi, sea impresora 3D o como decis algo para agujerear ( no por vagancia si no como un desafio) pero pienso que va a ser algo de tirar y tirar plata el cual no puedo afrontar ahora mismo

[elgarbe]

muy interesante!
estuve viendo el post de Ariel en ucontrol y la verdad que se ve muy bien esa máquina y se puede hacer con pocos $, comprando de apoco.
Lo ideal sería contar con un estudio como el que acá ofrece Comp para no perderce en la eleccion de los componentes.

Saludos!

[KILLERJC]

Me puse a ver el tema de los motores, puede que encontre un problema.

El modulo que usan es este:
https://www.pololu.com/product/1182

Y en el pin ENABLE tiene una resistencia a GND, un pull-down
Y si observan en el esquematico de la plama RAMPS te encontras con un pull-up en el mismo pin. por que poner un divisor resistivo en una entrada ? por que no dejarlo directamente con solo el pull-down y cuando se requiera inhabilitarlo se pone a 1 ese pin.

Cosas curiosas que se ven.

Estaba viendo el coste que puede llegar a tener, y hay:

100 dolares por los 5 motores, 20 dolares por cada motor
185 dolares el modulo RAMPS, si lo ahces por separado y compras solo los modulos del stteper tal ves llegas a unos 70/80 dolares ( 30 es de los modulitos, imagino que sera menos si es que lo haces sin modulos, pero si se quema uno es mas dificil cambiarlo)
Hasta aca:

200 a 285 dolares Segun como hagas el RAMPS
Imagino que se puede achicar mucho mas si se usa otro micro y no un Arduino, Y conseguir motores en otro lado de una forma mas barata.

Tambien me falta todo el sistema de guias y cuadro para el montaje. Aca en argentina con toda la furia tal ves llegamos a unos 3000/4500 pesos elgarbe para hacer esto

[elgarbe]

acá hay un cálculo:

http://www.ucontrol.com.ar/forosmf/impresion-3d/armando-una-prusa-i2-dudas-y-problemas/msg86330/#msg86330

por lo que veo hay muchas versiones, pero en principio no sería mucha plata, por lo menos para ir haciéndola de a poco y tratando de hacer la electrónica propia.
El otro día escuchaba de una empresa argentina (unos "emprendedores") que comenzaron con un emprendimiento para fabricar impresoras 3d en argentina y que despues de 3 años, por problemas en las importaciones no pudieron fabricar ninguna. Lo interesante era que tenían más de 200 pedidas!

sds.

[juaperser1]

bueno yo creo que depende de para que se quiera la maquina saldrá mas cara o mas barata dependiendo de la precision.

yo tengo una CNC construida con materiales caseros, mi intención era poder fresas placas con encapsulados smd TQFP, pero con los materiales que utilice no tenia ese precision ni de coña, asi que haciendo los calculos para tener una gran precision, la maquina si que me salia muy cara, y aparque el proyecto.

lo que mas dinero se llevaba eran los rodamientos lineales y los husillos con bolas autolubricadas, que los de calidad son carisimos, el problema de poner un tornillo con tuerca como husillo es que el rozamiento es enorme y coge holgura en poco tiempo.

en cuanto a la electronica, me la hice yo, muy mejorable, por que entre en la electronica hacia bien poco, pero bueno, funcionaba, para los driver de los paso a paso, que eran unipolares de 1,8º por paso u tilice los driver de ST L298. Para el control, un pic, y la lectura de las cordenadas desde un programa en C# comunicacion serial com.

la fuente de alimentacion fue una de ordenador, se acabo jodiendo, ya que no daba tanto para los motores que eran de 2 amperios cada uno.

un saludo

[miquel]

Hola  CompSystems!

Tengo una impresora 3D casera y construida a finales del 2014. Esta inspirada en la Prusa3 y su estructura esta hecha en MDF 16mm. Aqui puedes verla:

http://spainlabs.com/foro/viewtopic.php?f=36&t=2857

Los materiales los empece a comprar a mitad del 2014 y entonces el dolar estaba "bajito" con respecto al euro y me salio por nos 250 dolares. Casi todos los materiales los compre en Ebay y Aliexpress.

Saludos,

Miquel

[Miquel_S]

Hola miquel se ve muy bien hecha tu impresora ¿de donde sacaste el diseño?

Miquel_S

[KILLERJC]

Esta MUY buena miquel, me encanto, todo prolijo, es perfecto.

Note que las varillas roscadas arriba no poseen un agarre, es asi o le falta algo?

[CompSystems]

Buen diseño de MIGUEL y muy buenas vistas de su construcción  , los motores verticales se acoplan directamente a los ejes de giro

comparto tus imágenes acá

[CompSystems]

Lista de partes mecánicas



a:  acople flexible eje Z entre motor y
 Especificaciones:
 cantidad: 2
 Dimensión: 5x5mm

b: Polea GT2  
Especificaciones:
 cantidad: 2
 Dientes: 20
 Espaciado entre dientes: 2mm
 Acople a un eje de 5mm
 Material: Aluminio
 Máximo ancho de correa permitida: 7mm

c: correa GT2, Es menos propensa al ‘backlash‘ debido a cómo la forma redondeada de los dientes engranan con la polea
 Especificaciones:
 cantidad: 1 metro
 Espaciado entre dientes: 2mm
 Ancho correa: 6 mm y es abierta
 Material: caucho neopreno reforzado con fibra de vidrio

d: Rodamiento
 Especificaciones:
 Cantidad: 3
 Dimensión: 4.5 cms

e: Juego de varillas o tornillos roscadas , tuercas y arandelas

2 varillas roscadas M10 de 420 mm x ?mm de longitud galvanizada (se requiere 12 tuercas y 12 arandelas M10 INOX)

4 varillas roscadas M8 de 210 mm x ?mm de longitud galvanizada (se requiere  24 tuercas y 22 arandelas M8 INOX)

2 varillas roscadas M5 de 300 mm x ?mm de longitud en acero inoxidable (se requiere 2 tuercas M5 INOX)

f: Juego de varillas lisas   

2 varillas lisas M8 de 320 mm de longitud

2 varillas lisas M8 de 370 mm de longitud

2 varillas lisas M8 de 390 mm de longitud




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Para los que nos entramos en el mundo del CAD, un simple CAD por bloques
http://www.neoteo.com/blockscad-aprende-a-modelar-en-3d-estilo-cad/#prettyPhoto

redactando ...

[miquel]

Hola!

Miquel_S: el diseño es mio pero inspirado en la Prusa i3, en el foro de RepRap hay mucha informacion de muchas variantes que hay de esta maquina.
La impresora utiliza un juego de piezas impresas (las de color verde) compradas en Ebay y son del tipo boxframe. Utilize MDF para la estructura
por la facilidad de obtenerla cortada a medida. Ademas este tipo de estructura ya la utilize en una mini CNC (inspirada en la Mantis con area de trabajo 150x150mm) y es muy resistente.

 KILLERJC: No le falta nada en la parte superior de las varillas el diseño es asi, supongo que es por lo dificil encontrar varilla roscada de 5mm que sea perfectamente recta, me dio mucho trabajo ponerlas rectas.

Saludos,

Miquel

[KILLERJC]

Igual te felicito de nuevo, cuando ves cosas asi, realmente te dan ganas hasta de construirte uno.

Solo tengo 2 preguntas mas que cualquiera me puede contestar obviamente.

Ahi no esta el rollo con el plastico para la extrusora po lo que veo, eso lo tenes aparte?

Y en la foto que puso CompSystems de las de miquel, hay una que esta a la derecha abajo, en el que se ve el cooler del driver de los motores PaP.
Mi pregunta ahi es, el cable rojo que si no me equivoco viene de la tovera(extrusora, no estoy muy bien con los terminos xD) esta desconectado ? O esos son los extremos y yo tal ves me estoy perdiendo de algo?

[CompSystems]

no tengo claro la cantidad de varillas lisas y roscadas y sus dimensiones, por favor MIGUEL revisa en el post de encima las partes mecánicas

Gracias

[miquel]

Hola KILLERJC!
En un principio el rollo de filamento lo tenia con un soporte en el suelo. Este sistema no era muy practico y lo sustitui por otro montado en la parte superior de la impresora. En estas fotos se puede ver el estado actual:

https://drive.google.com/file/d/0B5bg_pUMLUPkQkJRcjFqa1M3bE0/view?usp=sharing
https://drive.google.com/file/d/0B5bg_pUMLUPkYXpWU25Oam44MFE/view?usp=sharing
https://drive.google.com/file/d/0B5bg_pUMLUPkUFVJSzMxT2V2THc/view?usp=sharing
https://drive.google.com/file/d/0B5bg_pUMLUPkVzNGRG52UkhzcXM/view?usp=sharing
https://drive.google.com/file/d/0B5bg_pUMLUPkU3FmV0MwdXFMNlU/view?usp=sharing

Tienes razon el extrusor esta sin conectar, es debido a que toda la maquina funciona a 24v y el "chino" se equivoco y me mando el calefactor a 12v y para arrancar la maquina(estaba muerto de ganas)  alimentaba el calefactor a traves de un regulador de 12v montado en una plaquita de CI (una verdadera chapuza), por eso no lo mostre en las fotos originales. En las fotos puedes ver un par de cables verdes a la izquierda que corresponden al calefactor. ¡ El "chino" tardo dos meses en mandarme el calefactor de 24v!!!!!!!!!!!!!!!!

CompSystems: Las dimensiones de las varillas lisas y roscadas dependen de cada maquina y hay muchos tipos diferentes de impresoras Prusa i3. En mi maquina las medidas son:

Eje X 380mm
Eje Y 360mm
Eje Z 340mm

El area de trabajo es de  200x200x150mm y la impresora tiene unas dimensiones exteriores de  432x396x400mm

Saludos,

Miquel