PROYECTO DE FINAL DE GRADO

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1 PROYECTO DE FINAL DE GRADO TÍTULO: Rediseño y fabricación de una impresora 3D RepRap. AUTOR: Joan Huertas González TITULACIÓN: Grado en Ingeniería de Diseño industrial y Desarrollo de Producto. PONENTE: Juan José Aliau Pons DEPARTAMENTO: 717, Expresión Gráfica en la Ingeniería FECHA: 2 de julio de 2014

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3 Proyecto final de grado Resumen El objetivo principal de este proyecto es conseguir las habilidades necesarias para fabricar una impresora 3D del tipo Rep Rap, una tipología de impresoras Open source. Una vez conseguido este objetivo se rediseñan piezas de la propia impresora con el objetivo de mejorar el diseño actual. Se plantea el proyecto como iniciación al mundo de la impresión 3D y de los materiales plásticos con los que se puede trabajar, PLA, HDPE, ABS o NYLON. Se instruye al lector para que también sea capaz de montar su propia impresora 3D y se le aconseja de posibles errores y se le ayuda con consejos de montaje. Se explica el proceso de impresión y todos los parámetros que intervienen. También cómo conseguir una calibración perfecta de la máquina obteniendo así piezas de plástico con una precisión de 0,1mm. Finalmente se consigue una impresora capaz de modelar piezas 3D que uno mismo haya diseñado en un software CAD o simplemente capaz de imprimir diseños que se pueden descargar de la red. Palabras clave RepRap Impresora 3D Power Code Prusa i3 Arduino Marlín ABS Extrusor Heated Bed 3

4 Agradecer a mi padre y a mi hermano, Francisco Huertas y Dani Huertas, por su enorme ayuda en el montaje de la impresora, no solo aportando los conocimientos y experiencias que ellos han adquirido referente a mecánica, electrónica e informática, sino también en la rigurosidad y en el buen hacer que me han transmitido a la hora de realizar cualquier trabajo. A mi madre, Pilar González, por aguantar las conversaciones sobre impresoras 3D. A mi pareja, Virginia González, por apoyarme y ayudarme con el redactado de la memoria. A mi tutor, Juan José Aliau, por su incansable motivación por la docencia y por la gran ayuda que me ha prestado en ideas y conocimientos para el rediseño de piezas de plástico. Por último y no menos importante, compañeros de universidad y amigos personales que hayan participado de forma activa o pasiva. Sin ellos este proyecto no habría llegado a hacerse realidad. Gracias. 4

5 Tabla de contenido 1 INTRODUCCIÓN ESTADO DEL ARTE Qué es la impresión 3D Métodos de impresión 3D El proyecto RepRap Historia Selección de la impresora 3D a rediseñar Prusa Air Power Code Ormerod Conclusión MONTAJE DE LA IMPRESORA 3D POWER CODE Lista de materiales Mecánica Preparación de los motores Montaje del eje Y Montaje del marco eje Z Montaje del eje Z Montaje del eje X Montaje del extrusor Montaje del soporte extrusor y al carro del eje X Electrónica Soldadura de los cables motor Preparación de los finales de carrera Preparación de la fuente de alimentación Conexión a la electrónica Ramps Carga del software del Arduino Instalación y utilización de CURA NIVELACIÓN Y CALIBRACIÓN DE LA MÁQUINA REDISEÑO Y OPTIMIZACIÓN Optimización del tensor del eje y Optimización de la pieza Kueling Optimización de la nivelación de la cama caliente Optimización del Heater Block Optimización del final de carrera del eje Z

6 5.6 Carcasa y botón para el LCD Carcasa para la Ramps y el Arduino EMPEZAR A IMPRIMIR PRESUPUESTO PLIEGUE DE CONDICIONES TÉCNICAS Mantenimiento y consejos de uso Seguridad durante la instalación y el uso PLANOS CONCLUSIONES BIBLIOGRAFIA

7 Memoria del TFG 1.- Introducción Este proyecto se plantea como iniciación al mundo de los materiales plásticos y a la impresión 3D. El objetivo principal es la fabricación de una impresora 3D, dentro de los modelos del proyecto RepRap, es decir, impresoras de modelado por deposición fundida a través de un filamento de plástico. Se busca superar los obstáculos que se puedan presentar en el montaje y mejorar dentro de lo posible las piezas de la propia impresora. También se quiere instruir al lector para que el proyecto sirva de guía de montaje para montar cualquier otra impresora RepRap similar. Por este motivo a lo largo del proyecto se encuentran las instrucciones tanto escritas como visuales para el ensamblado de la impresora. Además se podrá encontrar multitud de consejos, posibles errores y como solucionarlos. Como diseñador industrial me siento atraído por el mundo de los plásticos y encuentro muy interesante la multitud de formas útiles que se pueden llegar a conseguir con estos materiales. Pienso que en un TFG se tiene que aprovechar la oportunidad de no solo realizar un proyecto académico, sino algo que vaya más allá y realmente se disfrute con ello, y sin duda no podía dejar pasar la oportunidad de montarme mi propia impresora 3D e imprimir mis propios diseños de piezas. Además encuentro que el mundo de la impresión 3D es el futuro en muchos aspectos. Se pueden obtener multitud de piezas distintas y funcionales. Con esto me refiero por ejemplo, a las reparaciones de piezas plásticas. El hecho de que se rompa una pieza plástica de un aparato, sea cual sea, no implica que este ya se tenga que tirar y cambiar por uno nuevo. Sino que se puede diseñar la pieza e imprimirla en tu propia residencia. Para terminar, como proyecto personal estoy interesado en llevar mucho más lejos la impresora que voy a construir en este TFG. No solo para mejorarla, sino para en un futuro seguir optimizándola, seguir aprendiendo sobre la máquina, sobre la extrusión de plásticos y su comportamiento. Espero ser capaz de empezar un negocio a pequeña escala de diseño de piezas plásticas ya sea de nuevo diseño o para reparaciones. 7

8 2.- Estado del arte Qué es la impresión 3D La impresión 3D es un proceso de fabricación por el cual un objeto tridimensional es creado mediante la superposición de capas de material, generalmente plástico. En este proceso se usan impresoras 3D, son más rápidas, baratas y fáciles de usar que otros procesos por adición. Éstas reciben información de los archivos CAD Diseño asistido por ordenador que previamente se han tenido que crear y en los que se puede albergar cualquier tipo de geometría. Estos archivos contienen los datos necesarios para que la impresión 3D se realice correctamente. En los últimos años ha habido un auge en la venta de dispositivos de impresión 3D debido a la bajada del precio, ya que grandes compañías con precios altos no pueden competir con el proyecto RepRap, que más adelante se explicará, en el que se basa este proyecto de final de grado. Este tipo de tecnología 3D está adquiriendo cada vez más importancia en la creación de objetos. Se cree que en un futuro puede marcar un antes y un después en la industria de fabricación, ya sea, por ejemplo, la impresión de una prótesis como hasta la impresión de un hogar Métodos de impresión 3D Existen distintos métodos de impresión 3D: extrusión, hilado, granulado, laminado y fotoquímicos. En este proyecto nos centraremos en la extrusión, es decir, en el modelado por deposición fundida. Modelado por deposición fundida: Este tipo de modelado utiliza un filamento de plástico que se almacena en rollos de 3mm o 1,75mm dependiendo de la precisión de impresión que se desee. Se empuja el filamento a través de un extrusor, este dispositivo se calienta hasta temperaturas capaces de fundir el plástico pero sin llegar a derretirlo. Además, el extrusor es capaz de moverse en los tres ejes de forma controlada gracias a la electrónica de la impresora y a los motores de la misma. De este modo, el plástico se deposita en una base caliente para que el hilo de plástico se quede pegado y solidifique, mientras el extrusor irá dando la forma que se ha creado en el archivo CAD. 8

9 2.3.- El proyecto RepRap Este proyecto es creado por el ingeniero y matemático Adrian Bowyer en la universidad de Bath en Inglaterra, en febrero de El objetivo de este proyecto nace de la idea de crear una máquina de prototipado rápido Replicating Rapid Prototyper que sea capaz de replicarse a sí misma, es decir, de fabricar la mayor cantidad posible de sus componentes. De este modo, se crea una impresora que realiza impresiones de objetos útiles y además, como dice el eslogan del proyecto, puedes imprimir una RepRap para un amigo. Asimismo, la filosofía del proyecto RepRap es Open source, esto quiere decir, los diseños y desarrollos de la comunidad se cuelgan en distintas páginas web, donde se pueden comentar, copiar, estudiar, distribuir y mejorar los diseños y códigos fuente que la comunidad realiza. Toda esta filosofía está explicada en su página web traducida en parte a otros idiomas. Si el lector quiere obtener más información acerca del mundo de la impresión 3D, la web explica cómo empezar para un novato con las distintas instrucciones de la impresora que se quiera montar. Actualmente, el proyecto RepRap está teniendo un gran éxito, por lo que seguramente en pocos años podríamos ver impresoras 3D en muchos hogares y empresas. Esto es posible ya que, a nivel económico, las impresoras RepRap plantean un muy bajo coste en comparación con grandes empresas. Implica menos poder adquisitivo, más autonomía, más desarrollo tecnológico local, menos fábricas y menos transporte de bienes. 9

10 2.4.- Historia La primera impresora RepRap se creó en febrero de 2008, llamada Darwin, nombre inspirado por la Teoría de la Evolución. Se considera la impresora padre de todas las demás, porque como veremos a continuación, a partir de este primer diseño se fueron creando mejoras y variantes, siempre buscando la simplicidad en el montaje y la menor cantidad de piezas posibles. Figura 1 Impresora Darwin A continuación se muestran las especificaciones de la impresora Darwin: Volumen de trabajo 230x230x100 mm Materiales de trabajo Policaprolactona Configuración 3 ejes usando motores paso a paso Precisión 0,1mm Espesor de capa 0,3 0,5mm Interfaz de equipo USB Manejo de materiales Dos extrusores de deposición fundida Fuente de alimentación necesaria 6 A máximo, 3 A continuos a 12V DC Dimensiones exteriores 600x520x650mm Peso Alrededor de 14 Kg *La cantidad de piezas o rediseños de piezas imprimibles no se especifican ya que hay gran cantidad de piezas y materiales, por lo que es variable ya que cada uno puede modificar o mejorar. 10

11 La impresora sucesor de este diseño fue la Mendel, realizada por Adryan Bowyer y su equipo. Pequeña como para colocarla en el escritorio, pero con un volumen de impresión suficiente para imprimir cosas grandes, 1110 cm 3. Figura 2 Impresora Mendel A continuación se muestran las especificaciones de la impresora Mendel: Volumen de trabajo Materiales de trabajo Configuración Precisión Espesor de capa Interfaz de equipo Manejo de materiales Fuente de alimentación necesaria Dimensiones exteriores Peso 200x200x140 mm PLA, HDPE, ABS 3 ejes usando motores paso a paso 0,1mm 0,3 0,5mm USB Un extrusor de deposición fundida 6 A máximo, 3 A continuos a 12V DC 500x400x360mm Alrededor de 10 Kg Mejoras de la impresora Mendel en comparación con su padre, Darwin: Detalle de impresión más pequeño. Mejora del soporte del eje z. Mejor eficiencia de los ejes. Ensamblado más simple. Reparación sencilla de los componentes. 11

12 A partir de este modelo, muy popular entre la comunidad open source, se creó un modelo derivado gracias a Josef Prusa, un estudiante de Praga. El modelo que creó Josef fue llamado Prusa Mendel en Esta impresora mejora la anterior Mendel, haciéndola más simple. Supone una revolución en el campo de la mecánica de la impresión 3D y hoy en día es el estándar de construcción de las impresoras. La Prusa Mendel es mucho más simple de construir, de modificar, de utilizar y de reparar que su antecesora. Figura 3 Impresora Prusa Mendel A continuación se muestran las especificaciones aproximadas de la Prusa Mendel: Volumen de trabajo Materiales de trabajo Configuración Precisión Espesor de capa Interfaz de equipo Manejo de materiales Fuente de alimentación necesaria Dimensiones exteriores Peso 210x190x100 mm PLA, HDPE, ABS 3 ejes usando motores paso a paso 0,1mm 0,3 0,5mm USB Un extrusor de deposición fundida 6 A máximo, 3 A continuos a 12V DC 440x470x370mm 7 Kg 12

13 En el 2011, se creó la Prusa Mendel iteración 2, que mejoraba la Prusa Mendel. Figura 4 Prusa Mendel iteración 2 A continuación, se muestran las especificaciones aproximadas de la Mendel iteración 2: Volumen de trabajo Materiales de trabajo Configuración Precisión Espesor de capa Interfaz de equipo Manejo de materiales Fuente de alimentación necesaria Dimensiones exteriores Peso 200x200x120 mm PLA, ABS 3 ejes usando motores paso a paso 0,1mm 0,3 0,5 mm USB Un extrusor de deposición fundida 6 A máximo, 3 A continuos a 12V DC 440x470x370mm 7 Kg 13

14 Y por último, la 3ª versión de la Prusa Mendel, llamada Prusa i3. Figura 5 Prusa i3 Se observa en el caso de la Prusa i3 un cambio muy significativo en cuanto a componentes, con solo comparar las imágenes referentes a la iteración dos con la Prusa i3. Hay menos piezas, tanto impresas como vitaminas. Las partes impresas ocupan 4 o 5 veces menos área de impresión que en la Prusa 2. Se ha mejorado la rigidez del marco y se facilita de este mismo modo el montaje, pero solo en el eje Z, como vemos en el eje Y y X siguen habiendo las varillas roscadas con piezas impresas de unión. El marco es de metal por lo que mejora la estabilidad de toda la impresora, aunque tiene como inconveniente que se necesitan herramientas especializadas para realizarlo. A continuación, se muestran las especificaciones aproximadas de la Prusa i3: Volumen de trabajo 200x200x200 mm Materiales de trabajo PLA, ABS, HDPE Configuración 3 ejes usando motores paso a paso Precisión 0,1mm Espesor de capa 0,3 Interfaz de equipo USB Manejo de materiales Un extrusor de deposición fundida Fuente de alimentación necesaria 6 A máximo, 3 A continuos a 12V DC Dimensiones exteriores Variable dependiendo de la fabricación 14

15 Para concluir con la historia a partir de fabricación de la impresora Darwin, decir que siempre se ha querido mejorar las impresoras para que sean más fáciles de montar y de fabricar uno mismo, para que el que no sea muy conocedor sobre impresoras, sea también un beneficiado de la impresión 3D en su hogar. El mundo de la impresión 3D está en constante avance y la información es cambiante, por suerte hay gran cantidad de información que se va actualizando en distintos portales webs. A partir de la Prusa Mendel, se han ramificado más los diseños de las impresoras, cambiando materiales, montaje, mecánica, electrónica, estructura y demás. A partir de este punto, el lector ya conoce el principio del proyecto RepRap y sus inicios. A continuación, se adjunta el árbol de las impresoras RepRap: Figura 6 Árbol genealógico RepRap Según la figura 6, observamos la evolución de las impresoras 3D tanto del proyecto RepRap, coloreadas en negro, las comerciales en azul y otras impresoras 3D en amarillo. Se puede apreciar los distintos modelos comentados anteriormente, desde el inicio en 2007 de la impresora Darwin hasta las últimas versiones de la Mendel. 15

16 2.5.- Selección de impresora 3D a rediseñar A continuación, se comentarán las evoluciones de estas impresoras que se han comentado y se escogerá un diseño de éstas para el rediseño y fabricación de la impresora 3D en este proyecto final de grado. Se han escogido tres modelos a día de hoy más avanzados. Las impresoras actuales que se han seleccionado y se comentaran con más detalle son: Prusa Air 2 Power Code Ormerod Prusa Air 2 La impresora Air 2 se trata de una impresora evolucionada de la Prusa i2. El diseñador de este modelo es conocido como Mecano, Manuel Palacios de Jaén. Figura 7 Impresora Air 2 El diseño de esta impresora se basa en simplificar la fabricación y el montaje usando el principio conocido como KISS, establece que la mayoría de sistemas funcionan mejor si se mantienen simples que si se hacen complejos. El cambio más importante se puede observar en la figura 7, donde vemos una estructura totalmente distinta. El armazón y las varillas de la anterior Prusa i2 se han sustituido por tres piezas de metacrilato encastadas entre sí. 16

17 Del triángulo anterior que se disponía en la Prusa, se ha eliminado un lado por lo que el espacio de trabajo se vuelve mucho más accesible, véase figura 8. Además si la comparamos con la Prusa Mendel, también se observa un cambio en la cantidad de piezas que se usan. Figura 8 Cambio de estructura Air2 Especificaciones: Volumen de trabajo 190x170x115 mm Materiales de trabajo ABS, PLA, HDPE Configuración 3 ejes usando motores paso a paso Precisión 0,1mm Espesor de capa 0,3 Interfaz de equipo USB Manejo de materiales Un extrusor de deposición fundida Fuente de alimentación necesaria 6 A máximo, 3 A continuos a 12V DC Dimensiones exteriores 410x405x400mm Se concluye que en esta impresora 3D se sacrifica un poco de volumen de impresión por estética, ya que si lo que se busca es una impresora bonita, la estructura de metacrilato cortado por láser nos da esta característica, pero por el contrario, no nos da la robustez del metal en la estructura. El precio de todas las piezas tanto imprimibles como vitaminas ronda los 800 según fuentes de RepRap. 17

18 Power Code Esta impresora es un modelo evolucionado esta vez de la Prusa i3, el diseñador de ésta, como en la air 2, también es Manuel Palacios. Es considerado uno de los modelos más evolucionados hasta la fecha. Como en el caso anterior, la estructura mecánica se simplifica, se usa un marco de aluminio donde se colocan las varillas y motores paso a paso para el eje Z. Además, la estructura metálica también se usa en el eje y, a diferencia de la Prusa i3, donde solo hay el marco en el eje Z. De este modo se impiden oscilaciones que pudiera tener ese eje. Este cambio hace que la estructura sea más consistente que en la Air2 y la Prusa i3, y también, se crea de este modo un espacio mucho más abierto y accesible. Figura 9 Impresora Power Code Volumen de trabajo 200x200x200 mm Materiales de trabajo ABS, PLA, HDPE Configuración 3 ejes usando motores paso a paso Precisión 0,1mm Espesor de capa 0,3 Interfaz de equipo USB Manejo de materiales Un extrusor de deposición fundida Fuente de alimentación necesaria 6 A máximo, 3 A continuos a 12V DC Dimensiones exteriores 410x405x400mm 18

19 Puntos fuertes de la Power Code: - Menor cantidad de piezas de plástico. Estructura más robusta. - Las piezas de plástico se han mejorado para obtener un montaje más rápido. - Tensores de correas sencillos y rápidos, eje X e Y. - Base nivelable por 3 puntos para ajustar el extrusor a ella. - Volumen de impresión superior a la Prusa Air Ormerod Esta impresora, diseñada por el equipo de Adryan Bowyer, tiene como objetivo ser más rápida y fácil de montar. Se observa que a diferencia de las otras dos impresoras de la selección, esta última no tiene un marco metálico, por lo que se tendría que ver cómo afecta este punto a la estabilidad y las posibles oscilaciones. Esto se defiende con el firmware de la impresora, que según sus autores, corrige y compensa, y además la impresora puede ser controlada vía navegador web. Así, afirman que es capaz de imprimir mucho más preciso que otras RepRap. Como se puede apreciar en la imagen de la figura 10, existe una simplificación de la estructura y los componentes de la impresora haciendo el espacio de trabajo mucho más accesible. Figura 10 Impresora Ormerod Es una impresora que a día de hoy se está empezando a montar, ya que solo se han vendido unos kits limitados. Por otro lado, encontrar información relacionada con esta impresora es complicado ya que acaba de salir y la comunidad no ha aportado aún mucha información sobre el modelo, problemas y cómo solucionarlos. 19

20 Conclusión Se decide para este proyecto realizar el montaje y rediseño de la impresora 3D Power Code, en consecuencia de sus puntos fuertes en comparación con la Prusa Air y la Ormerod. Además, existe mucha información relacionada con esta impresora, posibles problemas e instrucciones de montaje más claras que en los otros dos modelos. Como es una evolución de la Prusa i3, en el caso de problemas de cualquier tipo que puedan surgir se puede obtener información de cómo corregirlos mismos en una Prusa i3 siendo válido para la Power Code. 3.- Montaje de la impresora 3D Power Code Lista de materiales Para poder montar la impresora Power Code, como cualquier otro modelo RepRap, se necesitarán dos tipos distintos de piezas. Las piezas impresas y las no imprimibles. Las impresas son aquellas que sostienen y unen los distintos componentes de la impresora y que se pueden imprimir con otra impresora 3D. Los componentes no imprimibles son varillas roscadas, lisas, rodamientos blindados, arandelas, tuercas, componentes electrónicos, sensores, correas entre otros. Estos últimos son requeridos para el montaje de la máquina. Estructura metálica NOMBRE UNIDADES OBSERVACIONES Marco 1 Marco estructural para eje Z y sujeción de la electrónica Perfil base motor Y 1 Perfil de la base que sujeta el motor del eje Y Perfil base polea Y 1 Perfil de la base que sujeta la polea del eje Y Perfil cama rodamientos 1 Perfil de la cama caliente que sujeta los rodamientos Perfil cama caliente 1 Perfil que sujeta la cama caliente Mounting plate 1 Perfil que se coloca sobre el level extruder Diagonales eje Z 2 Tensores que sujetan el marco del eje Z con la base 20

21 Piezas impresas NOMBRE UNIDADES OBSERVACIONES Biggmearmod_fixed 1 Engranaje grande del extrusor Code_Clip 2 Clips para electrónica Code_Diagonal 4 Soportes para tensores diagonales Code_LevelExtruder 1 Pieza de sujeción del bloque de extrusión Code-Pulley_623 2 Poleas para el eje X e Y Code_Xcarriage_A 1 Pieza que sujeta el bloque extrusor a través del level extruder Code_Xcarriage_B 1 Fija la correa del eje X en Xcarriage A Code_Xend_idler_B_623 1 Tensor eje X Code_Xend_Motor 1 Soporte motor eje X Code_Ybelt_holder_A 1 Pieza para sujetar la correa del eje Y Code_Ybelt_holder_B 1 Pieza para sujeta la correa del eje Y Code_Ycorner 4 Tensores de la base Code_Yidler_623 1 Pieza de sujeción de la polea del eje Y Code_Ymotor 1 Pieza de sujeción del motor eje Y Code_Zbottom 2 Pieza de sujeción de los dos motores del eje Z Code_Ztop 2 Pieza de sujeción de las varillas lisas del eje Z Extrusor_Gregs_ Wade_Kueling_Code 1 Pieza de anclaje del motor del extrusor Finales de carrera 3 Pieza de sujeción de los finales de carrera Idler Jonas 1 Pieza del extrusor Smallgearmod_fixed 1 Engranaje pequeño del bloque extrusor Ventilador_extrusor 1 Anclaje para el ventilador del extrusor 21

22 Tornillos NOMBRE UNIDADES OBSERVACIONES M3x10 12 (Allen) Para los motores M3x16 11 (Allen) M3x20 4 (Allen) Pulleys X e Y, Level extruder M3x25 1 (Allen) Idler Jonas M3x50 2 (Allen) Tornillos con muelles para Idler Jonas M3x10 1 (Prisionero) Prisionero para small gear M6x50 1 (Hexagonal) Para el tensor del eje X M630 DIN Para el tensor del eje Y y fijar la correa M6x30 1 (Hexagonal) Cama caliente M6x40 2 (Hexagonal) Cama caliente M6x20 DIN Corners y motor Y Tuercas NOMBRE UNIDADES OBSERVACIONES M M5 2 Para las varillas roscadas del eje Z. M M6 autobloc. 2 - M8 autobloc. 2 - M Arandelas NOMBRE UNIDADES OBSERVACIONES M M6 6 De vuelo. M M8 3 - M M10 4 (de vuelo) Fijación del marco a eje Y. De vuelo. Varillas NOMBRE UNIDADES OBSERVACIONES M5x300 2 Varillas roscadas para eje Z. M8x380 4 Varillas lisas para eje X y Z. M10x390 2 Varillas roscadas para eje Y. M8x380 2 Varillas lisas para eje Y. 22

23 Motores NOMBRE UNIDADES OBSERVACIONES Nema 17 1 Para eje X, longitud del cable 490mm. Nema 17 1 Para eje Y, longitud del cable 400mm. Nema 17 1 Para eje Z (izq), longitud del cable 350mm. Nema 17 1 Para eje Z (der), longitud del cable 650mm. Nema 17 1 Para el extrusor, longitud del cable 680mm. Para la preparación de los motores se necesitará estaño, un soldador, un termo retráctil, un mechero y cinco cables de 4 pines. Cama caliente NOMBRE UNIDADES OBSERVACIONES Cama caliente 1 - Cable 20A 50cm 2 Para soldar a los PAD de la cama caliente. Termistor 1 Sensor que mide la temperatura de la cama caliente. Cable 2 pines de 52cm 1 Cable de conexión del termistor con la electrónica. Cinta Kapton 1 Cinta para aislar las patas del termistor y fijarlo a la cama caliente. Finales de carrera NOMBRE UNIDADES OBSERVACIONES Final de carrera 1 Cable 3 pines eje Y trenzado. Longitud del cable 30cm. Final de carrera 1 Cable 3 pines eje X. Longitud del cable 38cm. Final de carrera 1 Cable 3 pines eje Z trenzado. Longitud del cable 26cm. 23

24 Otros NOMBRE UNIDADES OBSERVACIONES Freaduino y RAMPS 1 Kit de electrónica y shield RAMPS. Z-coupling 2 Husillos para conectar el eje Z con el eje del motor. Rodamientos lineales 11 Base de cama caliente y eje X. Rodamientos 608ZZ 3 Para Kueling e idler-jonas. Rodamientos 623ZZ 2 Para pulleys. Bridas 4 Sujeción de rodamientos a base caliente. Destornillador cerámico 1 - Cable USB 1 Para conectar la impresora 3D al pc. Fuente de alimentación 1 Alimentación de la impresora. Espiral recoge cables 1 Black Spiral Binding, 4,2mm. Muelles para los tornillos de 4 - la cama caliente Corcho para rotula de la 2 Cortar dos círculos. cama Corcho para cama caliente 1 Cortar un cuadrado de Trozo de varilla lisa para Idler-Jonas 20x20cm. 1 Cortar un trozo de varilla M8 de 19mm para empotrar el Idler-Jonas. Espejo para cama caliente 1 Espejo SÖRLI 20x20 IKEA Pinzas 4 Para sujetar el espejo a la cama caliente. Kit autónomo 1 Electrónica de kit autónomo para impresora. Correa 820mm 1 Correa eje X. Correa Correa eje Y. 24

25 Herramientas recomendadas NOMBRE UNIDADES OBSERVACIONES PC 1 Para conectar a la impresora. Destornilladores - Punta plana y estrella. Llaves allen - Juego en métricas 1.5,2.5,3,4,5,6. Llave inglesa - Tornillos M5,M6,M8 y M10. Soldador - - Estaño - Sujeción de rodamientos a la cama caliente. Al icates - - Tijeras - - Limas - Lima redonda 3mm para acabado de piezas. Se recomienda DEXTER en Leroy Merlin. Super Glue - Posibles roturas. 25

26 3.2.- Mecánica A continuación se comentará como se ha procedido en el montaje mecánico de la impresora. También se comentarán posibles fallos que se pueden cometer y como corregirlos. Algunos de ellos por propia experiencia y otros por comentarios en la red Preparación de los motores Para empezar el montaje de la impresora antes se deben preparar ciertos componentes. Este apartado debería ser de electrónica, pero es necesario realizar algunos pasos a posteriori para preparar los motores mecánicamente. Se empezará limando un poco los ejes para hacerles un pequeño plano. Esto se hace ya que en el eje del motor se colocan distintas piezas para transmitir el movimiento rotativo del motor. Por ejemplo, los Z coupler en el eje Z transmiten la rotación a las varillas roscadas. Estas piezas se fijan gracias a unos pasadores. Estos tienen una base donde apoyarse si practicamos un plano en el eje del motor. Se usará un tornillo o un elemento similar para fijar los motores y a continuación se limará el eje. Figura 11 Plano practicado a todos los motores. 26

27 Se aprovechará y se limarán las dos varillas roscadas de M5x300, es decir, las del eje Z que irán acopladas a los motores del mismo. Figura 12 Varilla roscada limada Los motores del eje X y Y se dejarán preparados con sus respectivos engranajes. Colocando el prisionero hasta que haga contacto con la parte plana del eje del motor. Apretaremos fuerte el prisionero con una llave Allen. En la siguiente figura 13 se observa el resultado de colocar el engranaje en el eje del motor. Se observa también la parte plana del eje y por donde se tiene que apretar el prisionero. Figura 13 Engranaje del motor eje X 27

28 Aprovecharemos que estamos con los motores para preparar también el del extrusor. Se introducirá la pieza Small Gear en el eje del motor, asegurándose que el pasador o tornillo que se coloque este por la parte limada del eje. Véase la figura 14. Figura 13 Colocación de la Small Gear 28

29 Montaje del eje Y Material necesario para el montaje del eje y: NOMBRE UNIDADES Varilla roscada M10 2 Varilla cromada 380mm 2 Tuerca M10 12 Arandela de vuelo M10 4 Tornillo M6x30 1 Tornillo DIN603 M6x30 1 Tornillos M3x10 2 Tuerca M3 1 Arandela M6 1 Tuercas M6 4 Rodamiento lineal 4 Rodamiento 623ZZ 1 Y corner 4 Pieza Y idler 1 Pieza Y motor 1 Pulley 2 Polea motor y prisionero 1 Estructura de aluminio 1 Plataforma base caliente 1 Bridas 4 Llave plana 17 1 Llave inglesa 1 Metro 1 Pie de Rey 1 Para empezar, se cogerán los perfiles de aluminio delantero y trasero del eje y, los distinguiremos del resto. Son perfiles simétricos, con una diferencia, el perfil trasero tiene un corte cuadrado y el delantero es cónico a mitad de pieza. Una vez se diferencian los perfiles se cogerán las dos varillas de métrica 10. Insertaremos en cada una y en el siguiente orden estos elementos: Dos tuercas M10 Dos arandelas de vuelo M10 Dos tuercas M10 Esto servirá para posicionar los topes del eje Y, las piezas Y Corners. Además, servirán para determinar la posición del eje Z respecto el eje Y. 29

30 Se observa la operación en la siguiente figura número 14: Figura 14 Correcta posición de las tuercas y arandelas A continuación, colocaremos las varillas roscadas en los perfiles de aluminio como indica la figura 15. Figura 15 Colocación de las varillas roscadas en los perfiles 30

31 A continuación, se colocarán dos rodamientos lineales en las dos varillas cromadas de 380mm. Después, se colocaran las varillas cromadas en los agujeros superiores de los perfiles de aluminio como en la figura 16. Estos rodamientos lineales sirven para colocar encima la base del eje Y entre otros componentes. De este modo, combinando los rodamientos con el motor del eje Y se permite el movimiento longitudinal de la base caliente durante la impresión. Figura 16 Colocación de las varillas cromadas en los perfiles Figura 17 Resultado final al colocar las varillas en los perfiles 31

32 Seguidamente, se colocarán los cuatro Y corners entre la varilla roscada y cromada en las cuatro esquinas como muestra la figura 18. Se ajustará la tuerca de la varilla roscada hasta que haga contacto con el Y corner. A medida que apretemos la tuerca, el Y corner irá corrigiendo su posición hasta estar en posición vertical respecto la horizontal. En el momento que se hayan colocado los corners, tendremos que comprobar con un metro que del exterior del perfil trasero al delantero hay 38cm. En este punto es importante realizar la comprobación por tres puntos, esto quiere decir, por los extremos y por el medio de los perfiles. Si se observa que los 38 cm no son constantes por los 3 puntos, tendremos que jugar con las tuercas de M10 de las varillas roscadas para conseguir dicha distancia. Figura 18 Colocación del Y corner antes de apretar la tuerca Recordad que se trata de piezas de plástico, al apretar una tuerca, pieza de acero, sobre otra de plástico, estas últimas se pueden romper. Por lo tanto, se realizará un apriete firme, pero sin exceder. Se entenderá como punto límite de apriete cuando la pieza de plástico empiece a crujir. 32

33 A continuación, se procederá con el montaje del tensor del eje Y compuesto por el Y idler y dos piezas llamadas pulleys. Esta pieza, como su nombre indica, sirve para tensar la correa del eje Y. El límite del motor será fijo y el del tensor será móvil. Se aplicará con dos tuercas más o menos tensión a la correa. Para empezar, se cojera la pieza Y idler y se le embutirá por geométrica una tuerca de métrica 3 en la parte superior derecha. Véase figura 19. Figura 19 Pieza Y hodler y embutición de la tuerca de M3 A continuación, se introducirá el rodamiento 623ZZ entre las dos pulleys. Estas son las piezas que permiten el movimiento de la correa por el eje Y. Figura 20. Figura 20 Montaje del rodamiento y de las dos pulley 33

34 Cuando se tengan montadas las piezas pulley, se colocarán en el Y idler y se le hará pasar un tornillo de M3x20 por la parte superior haciendo de eje, además se hará coincidir con la tuerca de M3 que se embutió anteriormente. Cuando tengamos el conjunto del tensor montado, colocaremos una tuerca M6 en el Y idler y se pasará un tornillo de M6x30 por el agujero circular del perfil delantero, éste coincidirá con el Y idler como observamos en la figura 21. Además, entre el Y idler y el perfil delantero tendremos que colocar dos tuercas de M6. Estas tuercas se colocan para hacer de tope y mover el Y idler respecto a la horizontal. Con esto, lo que obtenemos es una mayor o menor tensión de la correa en el eje Y. A diferencia del montaje estándar de una Power Code que lleva solo dos tuercas, en este caso del Y idler lleva 3. Este punto se comentará en el apartado de rediseño y optimización. Figura 21 Resultado final del montaje del Y hodler 34

35 A continuación, cogeremos el perfil inferior de la cama caliente y observaremos, como indica en la figura 22, que encaja en los rodamientos que insertamos en las varillas cromadas del eje Y. Encajaremos el perfil con los rodamientos y lo sujetaremos mediante bridas en los cuatro rodamientos. Cuando hayamos colocado las bridas, cortaremos la parte sobrante con unas tijeras o con unos alicates. Véase figura 23. Figura 22 Encaje del perfil inferior de la cama caliente con los rodamientos Figura 23 Colocación de las bridas en los rodamientos 35

36 El siguiente paso será colocar dos tornillos de métrica 6x40 en el perfil superior de la cama caliente, a los que previamente les colocaremos una tuerca de métrica 6 respectivamente como muestra la figura 24. Este punto sirve para ajustar la altura de la cama caliente por tres puntos, es decir, por tres tornillos. Se enroscará una tuerca autoblocante por tornillo, pero la posición de roscado será inverso al habitual, es decir, la cara de la goma hacia arriba. Si observamos que la tuerca autoblocante no se puede insertar en el tornillo, lo que haremos será forzar su entrada al tornillo. Se procederá del siguiente modo: Se cogerá el tornillo y la tuerca autoblocante y se colocará de forma habitual para dar de sí la goma. En cuanto se haya hecho esta operación, se colocará con la posición comentada anteriormente, inverso al habitual. Si la tuerca sigue dando problemas, haremos más fuerza de lo habitual, sin miedo, ya que aún estamos dando de sí la goma para que entre en el tornillo. Figura 24 Tornillo 6x40 con tuercas en el perfil superior de la cama caliente Posteriormente, dejando de lado la base superior, cogeremos el corcho de 20x20, lo mediremos para asegurarnos que su tamaño es el que pensamos qué es y acto seguido marcaremos unas hendiduras, como muestra la figura 25. Estas hendiduras no tienen por qué tener una medida exacta, simplemente sirven para apoyar las pinzas que sujetarán el cristal a la cama caliente. En mi caso, recorté visto en planta, 100mm en vertical y 200mm en horizontal. Es muy importante que no tiremos el sobrante del corcho, ya que lo usaremos en el siguiente paso. 36

37 Figura 25 Pintamos con un lápiz las hendiduras en el corcho Figura 26 Recortamos las hendiduras Se vuelve entonces como objeto de trabajo al perfil superior de la cama caliente. A continuación, se colocará un tornillo que en principio debería ser de métrica 6x40 en la zona opuesta en la que estábamos trabajando. Este tornillo os recomiendo que sea un poco más largo, ya que en la nivelación posterior puede ser una mejora notable el que tengamos unos pocos milímetros de más. Más vale que sobre que no que falte. 37

38 Al tornillo, le colocaremos los siguientes elementos respectivamente: una arandela de vuelo de métrica 6, una tuerca, otra arandela y un trozo de corcho, que puede ser el que cortamos en las hendiduras. En mi caso, ya que el material era corcho, cogí un tapón de champán y lo recorte para colocarlo, así queda un trozo de corcho más estético. El resultado será el que se observa en la figura 27, en esta imagen no se observan las arandelas, pero están colocadas con cada tuerca respectivamente. Figura 27 Resultado del tornillo central En este punto, ya tendremos la base montada en el eje Y. Estos tres tornillos, como ya se ha comentado anteriormente, sirven para nivelar la cama caliente mediante la rotación de las tuercas. En el sentido de las agujas del reloj, se subirá la cama caliente, y en sentido contrario, se bajará. Ahora es importante determinar aproximadamente una distancia de 150mm en los tres puntos de la cama caliente, es decir, los tres tornillos respecto el perfil inferior de la base. Posteriormente, se procederá a montar la pieza soporte del motor al eje Y. Cogeremos la pieza Y Motor y la colocaremos de forma centrada en el perfil trasero del eje Y. 38

39 Usaremos un tornillo DIN 603 de M6x20, una tuerca de M6 y una arandela de vuelo de M6 para fijarlo al perfil. Figura 28. Figura 28 Resultado del montaje pieza Y motor Finalmente, le daremos la vuelta a la estructura por lo que se situará la vista en la parte inferior de la base. Procederemos entonces al montaje del Y Belt Holder A y B. El objetivo de estas dos piezas es que con su unión se consiga colocar la correa dentada entre una y otra. Esto quiere decir, el final e correa se apretará en el Belt Holder A y B por lo que quedará fijo, permitiendo como objetivo final el movimiento de la base. El primer paso será ensamblar el Y Belt Holder a la base de aluminio por encaje de geometría como indica la figura 29. Se sabrá que estará encajado cuando se escuche un click de la pieza de plástico. Figura 29 Ensamblaje Y holder A 39

40 A continuación, colocaremos el Y Belt Holder B y lo uniremos con un tornillo M6x30 con su correspondiente tuerca, pero sin realizar un apriete severo, ya que se tendrá que insertar la correa dentada. Véase la figura 30. Figura 30 Unión del Y holder A y B Ahora se colocará el motor nema 17 del eje Z en la pieza Y motor, la que hace función de soporte de motor. Se unirán con dos tornillos M3x10. Finalmente, cogeremos la correa de 650mm y ésta se tendrá que hacer pasar a través de la polea del motor del eje Y, y también por el Y Holder. Finalmente, la ajustaremos con el Holder A y B y cortaremos el sobrante de la correa. Ésta es una operación que se tiene que realizar con paciencia y asegurarnos que quede la correa bien unida y fija en ambos Y Belt Holders. Para dar más o menos tensión a la correa usaremos las tuercas del Y Holder. Figura 31 Ensamblaje Y holder A 40

41 A continuación, se trabajará con la cama caliente. Primero, se ha de soldar el cable de 20A a la cama caliente. Se pelarán los extremos del cable y se insertarán por los agujeros de la cama caliente. Seguidamente, se procederá a soldarlos a la cama caliente. Los otros extremos del cable de 20 A también se tendrán que estañar. Figura 32 Posición del cable de 20A en la cama caliente Figura 33 Cable de 20 A soldado a la cama caliente 41

42 A continuación, se añadirá una operación que debería estar en el apartado electrónico, pero pienso que es importante realizarlo en este paso ya que así se termina la base caliente: se procederá a montar el termistor de la cama caliente. El termistor es el encargado de enviar los datos de temperatura de la cama caliente al Arduino, es decir, al ordenador de la impresora. De este modo se puede controlar mediante código o programas informáticos la temperatura de la cama caliente, adaptándola a distintos plásticos. Por ejemplo, para ABS son unos 110ºC y para PLA unos 80ªC, pero puede cambiar dependiendo de cada caso. Primero, se colocará 200mm de tubo termo retráctil en el cable therm, como indica la figura 34. Figura 34 Colocación del tubo termo retráctil Por el momento se dejarán los tubos como muestra la figura 34. Es importante dejarlos ahí ya que si no se ha hecho antes de realizar la soldadura, ésta tendrá que volverse a hacer. A continuación, pelaremos los extremos del cable, si no lo están ya, unos 150mm. Fijaremos el cable a un soporte y se procederá a la soldadura de sus terminales, como muestra la siguiente figura 35. Figura 35 - Soldadura 42

43 Figura 36 Soldadura de los dos terminales del termistor A continuación, se colocarán los tubos termorretráctiles en la soldadura para aislarla. Con un mechero se procederá al aislamiento de la soldadura. Con el calor el tubo termo retráctil cogerá la forma de la soldadura, haciendo que el acabado sea más profesional y no se vea la soldadura. Se observa el resultado en la figura 37. Esta figura corresponde al termistor del extrusor, se ha aprovechado la imagen para observar el resultado, por lo que no se le ha de prestar atención a la cinta kapton que lleva en sus terminales. Figura 37 Resultado del tubo termo retráctil 43

44 A continuación, se colocará el termistor en el centro de la base caliente, por la parte inferior, donde no tiene las resistencias. Con paciencia, se le colocará cinta Kapton para pegarlo a la cama caliente. La cinta Kapton es una cinta adhesiva capaz de resistir temperaturas de hasta 260ºC. Aunque la cama caliente nunca llegará a lograr esa temperatura, es importante colocar esta cinta adhesiva y no otra. Figura 38 Colocación del termistor en la cama caliente con cinta Kapton 44

45 Figura 39 Detalle colocación termistor cama caliente A continuación, se colocará la cama caliente en la base. Primero, se colocará el corcho que cortamos anteriormente de manera que las hendiduras de éste tendrán que quedar visibles des de la parte frontal de la impresora 3D. La función del corcho es simplemente aislar la temperatura al perfil de aluminio de la base y de soporte para apoyar las pinzas, que éstas a su vez fijarán el espejo a la cama caliente. 45

46 Con tres tornillos de M3x20 y sus respectivas tuercas de métrica 3, fijaremos la cama caliente a la base de aluminio Figura 40 Posición de los tornillos M3x20 Por último, fijaremos el espejo a la base. Se colocará el espejo de 20x20 encima de la cama caliente y se fijará con pinzas. Las pinzas se apoyaran en el cristal y en la cama caliente gracias a las hendiduras que realizamos al corcho anteriormente. El resultado será el que vemos en la siguiente figura 41 y 42. Figura 41 Vista de detalle de las hendiduras 46

47 Figura 42 Colocación de las pinzas Se colocarán las cuatro pinzas para fijar el espejo a la cama caliente por 4 puntos. Este es un punto que personalmente me gustaría mejorar en el diseño de la impresora ya que una fijación de un espejo con pinzas no da un acabado muy profesional. En este proyecto no se abordará este aspecto, pero como se trata de un proyecto personal, no únicamente académico, en el futuro tengo pensado realizar una sujeción mediante piezas de plástico de ABS. 47

48 Montaje del marco eje Z Material necesario para el montaje del marco eje Z: NOMBRE UNIDADES Marco 1 Diagonales 2 Piezas z-bottom 2 Piezas diagonales 4 Tornillos DIN603 M6x20 12 Arandelas M6 12 Tuercas M6 12 Llave inglesa 1 Metro 1 Llave inglesa 1 Metro 1 Pie de Rey 1 Para empezar, se cogerá el marco de aluminio del eje Z. A continuación, colocaremos el marco en la posición que muestra la figura 43. Consideraremos esta posición como la posición frontal del marco. Como se puede observar en la figura 43, las 4 hendiduras marcadas con un circulo gris tendrán que quedar en la zona inferior izquierda del marco. Figura 43 Posición frontal del marco 48

49 Posteriormente, como se observa en la figura 44, colocaremos una pieza Z bottom en el marco en la posición inferior izquierda. Se le introducirá un tornillo DIN603 colocando una arandela y una tuerca en la parte posterior del marco. Se realizará la misma operación para el lado derecho. Esta pieza es una pieza de soporte para los motores del eje Z. Estos se atornillarán y quedarán fijos. Se observa que también tienen un agujero por el que se le hará pasar las varillas cromadas del eje Z. Toda esta estructura será la que hará posible el encaje con el carro del eje X. Figura 44 Colocación del Z bottom Apretaremos con firmeza la pieza de plástico, como ya hicimos con la pieza Y idler, pero recordando que son piezas de plástico y se pueden romper debido al apriete. A continuación, se irá a la parte superior del marco. Encontraremos un agujero rectangular, que tiene como función guiar una pieza. Esta pieza de guía es la diagonal. Esta pieza sirve para ajustar el marco al eje Y. Gracias a ella tenemos un cierto juego a la hora de calibrar los 90ºC respecto del eje Y al Z. Los ejes han de estar perfectamente calibrados en ángulo entre ellos. Recuerdo al lector que se tiene que ser muy meticuloso con las calibraciones de todos los ejes si queremos obtener piezas con acabados perfectos. 49

50 Una vez se coja la pieza diagonal, se colocará en su posición y pasaremos un tornillo DIN603 dejando la cabeza visible en la parte frontal. Igual que en el caso del Z-bottom, se colocará una arandela y una tuerca. No fijaremos con fuerza, ya que tendremos que definir su posición más adelante con el perfil de aluminio diagonal, por lo que dejaremos la pieza con juego por la guía. Repetiremos la misma operación en el otro lado del marco, colocando otra pieza diagonal Se puede observar el resultado en la siguiente figura 45: Figura 45 Resultado del marco con las piezas Z-bottom y diagonal A continuación, se muestran dos imágenes, figura 46 y 47, donde se observarán la vista frontal y posterior del marco respectivamente. Figura 46 Marco en vista frontal 50

51 Figura 47 Marco en vista posterior A continuación, se tiene que acoplar el marco al eje Y. Se pondrá el marco en vista frontal, es decir, mirando hacia nosotros. Se colocará el eje Y en la misma posición. El resultado será tanto el eje Y como el eje Z, en posición frontal. Se procederá a la colocación el marco del eje Z al eje aproximadamente a 14 cm de la parte posterior del eje Y. Esta medida es la teórica, puede variar dependiendo de las piezas de aluminio diagonales. En mi caso la medida final fueron 119mm. Usaremos las hendiduras del marco y lo ajustaremos con las tuercas y arandelas que se pusieron anteriormente en las varillas roscadas de M10. Se procederá a su fijación en el eje Y mediante el apriete de las tuercas. Figura 48. Figura 48 Colocación y apriete del marco 51

52 Figura 49 Distancia teórica marco eje z con el perfil trasero del eje y En la colocación del marco del eje Z es importante que al apretar las tuercas, el marco quede en la posición que deseamos. Prestad importante atención en ello, ya que sin que uno se dé cuenta es posible que eje cambie de posición cuando se esté realizando el apriete con las tuercas. A continuación, colocaremos la otra pieza diagonal en el perfil trasero del eje Y. Se usará un tornillo DIN603, una arandela y una tuerca para su apriete, como indica la siguiente figura 50. La misma acción se realizará en el otro extremo del perfil. Figura 50 Colocación y apriete de la pieza Z-top 52

53 Para terminar con la fijación del eje Z al eje Y, cogeremos la pieza diagonal de aluminio y la fijaremos mediante las dos piezas diagonales de plástico colocadas anteriormente con tornillos DIN603, montando su respectiva arandela y tuerca. Se dejaron con juego para que en este punto se pudiera ajustar fácilmente la pieza. Figura 51 Colocación y apriete de un extremo de la diagonal Figura 52 Resultado del conjunto diagonal Este punto del montaje puede ocasionar problemas. Como ya comenté anteriormente, la distancia teórica son 14 cm entre el marco Z y el posterior Y. Es posible que esta distancia no se pueda mantener debido a la geometría de la diagonal. Cada caso puede variar. 53

54 Lo más importante en este punto del montaje es que el eje Z quede perpendicular al eje Y, por lo que tendremos que tomar medidas angulares entre las piezas. Iremos ajustando las tuercas de las varillas roscadas hasta que el ángulo del eje Z con la horizontal sea de 90º exactos. El mismo procedimiento se tiene que llevar a cabo con el eje Y, es decir, la base tiene que estar a 90 ángulos con la vertical de forma exacta. Del mismo modo, las piezas diagonal permiten un poco de juego angular debido a la guía que hay en el marco del eje Z, así que se usaran también para conseguir los 90º. Además, nos fijaremos en que las varillas roscadas y el marco del eje Z estén en las posiciones correctas y bien apretadas, ya que al ir ajustando se puede mover el ajuste entre ellas. Es importante realizar estos pasos de calibración con paciencia y exactitud, ya que más adelante se agradecerá. Esta calibración puede llevar perfectamente unas horas. 54

55 Montaje del eje Z Material necesario: NOMBRE UNIDADES Motor Nema 17 2 Z coupler 2 Varilla cromada 330mm 2 Varilla roscada 300mm 2 Tornillos M3 4 Z-top 2 Se empezará cogiendo los motores que ya preparamos anteriormente, los cuales tenían el eje limado. A continuación se colocaran, en vista de frente, en los Z-bottom. Se colocará el motor con los cables orientados hacia la parte de atrás. Se observa que en el marco del eje Z existen unas hendiduras por donde deben pasar los cables de los motores. Posteriormente, se atornillará los motores al Z-bottom, con dos tornillos de M3x10 respectivamente. Cuando el motor este fijo, se cogerá el Z-coupler y se introducirá en el eje del motor, solo hasta la mitad aproximadamente. Se apretará el prisionero del Z-coupler, siempre haciéndolo coincidir con la parte plana del eje del motor. Se observará que en este punto el Z coupler tiene dos prisioneros, uno para el eje del motor Z y otro para la varilla roscada de 300mm. A continuación, se cogerá una varilla cromada de 330mm y la encajaremos en el Z- bottom. En este punto se puede usar un martillo para encajar a la perfección hasta que toque el motor. Como último paso, se colocará la varilla roscada de 300mm en el Z-coupler, lo introduciremos aproximadamente hasta la mitad. Será entonces cuando haremos coincidir la parte plana que limamos de la varilla con el pasador del Z-coupler. Apretaremos con firmeza. Recordad que este paso se tiene que hacer con los dos motores del eje Z. 55

56 Figura 53 Fijación del motor en el Z- bottom, colocación del Z-coupler y de la varilla cromada Figura 54 Resultado del montaje 56

57 Montaje del eje X Material necesario: NOMBRE UNIDADES X carriage B 1 X idler B 1 X idler A 1 Motor nema 17 1 X carriage 1 Varillas cromadas 2 Rodamientos lineales 6 X motor 1 Engranaje 1 Correa 820mm 1 Tornillo M5x40 1 Tuerca M5 1 Arandelas 2 Para empezar con el montaje del carro del eje x, se encajarán los rodamientos lineales sobre las piezas del eje X, tal y como muestran las siguientes imágenes, 55, 56 y 57. Para el X motor y el X idler se colocarán dos rodamientos por pieza. El carro del eje X sirve para mover el extrusor por el eje X. Se acoplará más adelante el extrusor al X carriage. El motor dará el movimiento a la correa, la cual estará fija en el X carriage permitiendo de este modo el movimiento por el eje. Figura 55 Colocación de dos rodamientos lineales en el x motor 57

58 Figura 56 Colocación de dos rodamientos en el z carriage Figura 57 Colocación de dos rodamientos lineales en el X carriage Figura 58 Colocación de un rodamiento en la parte posterior del X carriage y sujeción del mismo con una brida 58

59 A continuación, se procederá a ajustar las varillas cromadas de 380mm en el X motor. Posteriormente se colocará el z carriage con el X end idler. Las siguientes figuras ayudarán a entender el proceso: Figura 59 Ajuste de las varillas cromadas en el x motor Figura 60 Colocación de las varillas cromadas por el X carriage 59

60 Figura 61 Colocación de las varillas cromadas en el z carriage Recuerdo al lector que en el proceso de ajustar las varillas, piezas de acero, en piezas de plástico, se ha trabajar con paciencia y despacio. Podemos provocar la rotura de las piezas de plástico si no se trabaja con cuidado. En mi caso, me ayudé de un martillo y fui dando pequeños golpes. Figura 62 Resultado de las operaciones Se aprovechará que ya se tiene el conjunto montado para embutir 2 tuercas de M3 en la geometría de los X end idler. Estas tuercas nos permitirán luego encajar el eje X sobre las varillas roscadas del eje Z. 60

61 A continuación, colocaremos el motor del eje X que se ha preparado anteriormente. Se atornillará a la pieza X motor, posicionando el cableado de este en dirección a la parte inferior de la estructura. Figura 63. Figura 63 Acoplando el motor del eje X A continuación, se procederá a la preparación del tensor de la correa del eje X. Para empezar, se colocará un tornillo de M5x40 a través del X Idler B. Posteriormente, se colocarán las Pulleys por geometría en la pieza, y en la cara exterior de éstas se colocarán dos arandelas. Cuando tengamos el conjunto de Pulley más las arandelas, se pasará un tornillo de M3x16 para su fijación con una tuerca de M3 que se colocará en el exterior de la pieza. Este tornillo deberá permitir el libre movimiento de las Pulley. Se trata de realizar el mismo procedimiento que se usó con el tensor del eje Y. Figura 64 Montaje de las pulleys y del tornillo M5x40 61

62 A continuación, se introducirá una tuerca de M5 en el agujero lateral del X End Idler A. Por esta tuerca será por la que introduciremos el tornillo de M5 del tensor del eje X. Se introducirá el tensor del eje X en el Z Carriage. Esta operación se tiene que realizar con cuidado ya que el encaje puede ser difícil. Posiblemente el encaje entre las piezas sea complicado debido a las tolerancias de fabricación. Si observamos que el encaje de las piezas es imposible, limaremos un poco ambas piezas por la zona de contacto. En mi opinión, el diseño de este tensor podría mejorar mucho, sobre todo en el ensamblado. Figura 65 Ensamblado del tensor del eje x en el z carriage Cuando se hayan unido ambas piezas, se colocaran por la parte que sobresale el tornillo dos tuercas de M5. Estas harán la función de tuerca y contra tuerca. De esta forma se podrá, igual que en el caso de la correa del eje Y, tensar más o menos la correa en el eje X. 62

63 Figura 66 Colocación de una tuerca y contratuerca en el tensor del eje x Una vez colocado el tensor del eje X, se dará la vuelta a la estructura y se posicionará como zona de trabajo el X carriage. Se colocará como indica la figura 67 la pieza de color azul, el X carriage B, con su tornillo correspondiente de M3x10. Esta pieza tiene la misma función que las piezas Y holder A y B en el eje Y. En este caso, la pieza que se apretará será la azul, así se tendrá la correa del eje X apretada y fija en el Holder. Figura 67 Colocación del x carriage b en el x carriage 63

64 A continuación, pasaremos la correa de 820mm por el motor del eje X y a través de la polea del tensor del eje X, las Pulleys. Se realizará el apriete de la correa entre los X carriage A y x carriage B con el tornillo de M3x10 con la respectiva tuerca de M3 que se colocará en el X carriage A. La correa sobrante se cortará para facilitar el movimiento del eje X. Figura 68 Resultado final con la correa fija A continuación, con la contratuerca del tensor del eje X se procederá a tensar la correa. En este paso también se tiene que ser cuidadoso con el apriete ya que el tensor es una pieza de plástico con poco espesor de pared. En mi caso, tuve que limar las paredes del Z carriage para que no diera problemas de encaje. Figura 69 Resultado del montaje z carriage con el tensor del eje x 64

65 Una vez tensada la correa, se tiene que montar el conjunto del eje X sobre las varillas del eje Z. Se introducirán las varillas cromadas a través de los rodamientos encajados en las piezas z carriage. Por último se introducirán las varillas roscadas a través de las tuercas que encajamos previamente tanto en el Z Carriage como en el X Motor. El encaje se tiene que realizar de forma manual ya que aún no tenemos la conexión a la electrónica. Por lo tanto, si queremos subir o bajar el conjunto del carro eje X se tendrán que usar los Z Couplers de los motores Z y rotarlos manualmente. Como se observa en la siguiente figura 70, el carro X no está calibrado, simplemente encajado. Figura 70 Encaje del conjunto eje X en las varillas del eje Z Finalmente, encajaremos las dos últimas piezas, las Z top. Estas se atornillarán en la parte superior del marco mediante un tornillo DIN603, la cabeza de este, será visto desde la parte frontal. Lo encajaremos con su tuerca respectiva. Si el encaje es dificultoso, usaremos un martillo. Figura 71 Encaje con las piezas Z top 65

66 Montaje del extrusor NOMBRE UNIDADES Heat sink 1 Heat break 1 Nozzle 0,4mm 1 Termistor 1 Tubo termo retráctil 1 Soldador 1 Estaño 1 Fan mount 1 Ventilador 30mm 1 Llave allen 1 Tornillos M3 4 Resistencia cerámica 1 12V/40W Cinta kapton 1 Pasta térmica adhesiva 1 Para empezar, se cogerá el Heat Break por la zona que tiene menos superficie roscada. Es fácil distinguir ya que hay otra zona con mucha más longitud de rosca. Se introducirá el Heat Block por el lado de la cara que tiene un agujero roscado. Se enrosca hasta que visualmente la rosca no se aprecia. Tal y como se muestra en la figura 72. El Heat break sirve de apoyo donde se unirán los distintos componentes del extrusor. El Heat block será donde se unirán el nozzle, la resistencia cerámica y el termistor. Figura 72 Encaje heat block y heat break 66

67 A continuación, se coge el nozzle de 0,4 mm y se enrosca por el otro lado del Heat block, esto es, el lado opuesto. La separación que se debe dejar entre ambos cuerpos debe ser aproximadamente como la de la figura 73, que corresponde aproximadamente a 1mm. El nozzle es el punto final que recorrerá el plástico, es decir, la boquilla por donde la máquina expulsará el plástico fundido realizando las formas geométricas que se hayan ordenado con el software. Figura 73 Montaje del nozzle en el heat break Posteriormente, se cogerá el Heat Sink y se roscará al Heater Break por la zona que tiene más rosca. El elemento de giro en esta operación deberá ser el Heat Sink. La rosca marcará la posición final del Heat Sink, dejando entre ellos el espacio no enroscado. Figura 74 Montaje del heat sink 67

68 El Heat sink tiene dos funciones: la primera, disipar calor que se genera en el Heater Block, y la segunda, encajar en el Gregs extruder por geometría. Para fijar correctamente las piezas Heater Block respecto al nozzle se usarán dos llaves inglesas, como muestra la figura 75. Figura 75 Apriete del nozzle A continuación, se colocará el Fan mount. Se puede jugar un poco con la memoria de forma de los plásticos y lo podemos colocar en dirección horizontal sin temer por su rotura. Ahora bien, colocarlo de forma vertical es más seguro y evita roturas. Figura 76 Colocación del fan mount 68

69 Llegados a este punto, la estructura ya está montada, ahora solo faltan los detalles. Se empezará con el montaje de la resistencia cerámica de 12V/40W por el agujero que tiene el Heat Block, por el lado que tiene 3 agujeros. La resistencia cerámica o también llamada Heat Cartridge sobresaldrá lo mismo por un lado que por el otro del Heat Block. Este componente es una simple resistencia la cual se le hace pasar una corriente, pudiendo alcanzar temperaturas de hasta 280ºC. A continuación, se cogerá una llave allen de M3 y se apretará el prisionero a través del agujero roscado que está al lado del nozzle. Es importante asegurarse que el Heat Cartridge está bien apretado y asegurado. Debido a las vibraciones de la máquina durante la impresión, los componentes pueden perder el apriete si éste no es fuerte. Figura 77 Apriete del prisionero en el Heater Block 69

70 Figura 78 Resultado del ensamblado de la resistencia A continuación, se cogerán los extremos del cable de la resistencia cerámica o Heater Cartridge y se pelarán para el estañado de estos. Figura 79 Estañado del cable de la resistencia cerámica 70

71 Es importante realizar la soldadura en una superficie plana y fijar también los cables en esta superficie, ya que si no se hace, se moverán dificultando así el ejercicio de la soldadura. En mi caso, usé una superficie plana de madera y los fijé a ésta con celo. Llegados a este punto, se procederá con el termistor. El termistor igual que el de la cama caliente, son los encargados de enviar la información al Arduino sobre la temperatura actual. En este caso, del extrusor. Los extremos de éste se deben aislar entre ellos. Para ello, usaremos cinta Kapton. Como se ha mencionado anteriormente, esta cinta es capaz de soportar altas temperaturas hasta 260ºC y es adhesiva. La cinta debe cubrir hasta la cabeza del termistor dejando unos 100mm libres en el extremo, ya que se tendrá que soldar al cable therm. Es importante ser paciente con la cinta Kapton para que quede un resultado profesional. Figura 80 Montaje de la cinta adhesiva Kapton en el termistor A continuación, se procederá a soldar el termistor al cable therm correspondiente. El cable therm lleva como extremo un encaje por pines donde se verá que, en blanco sobre fondo negro, contiene grabada la palabra THERM. Para empezar, se cortará 200mm de tubo termoretractil y se colocará en el cable therm. Figura 81. Es importante recordar que el paso del tubo termo retráctil se debe hacer antes de realizar la soldadura. Recuerdo esto ya que se tendrán que soldar muchos cables: los de motores, therms, finales de carrera, fuente de alimentación entre otros. Si no se coloca el tubo, se tendrá que romper la soldadura y volverla a realizar. 71

72 Figura 81 Colocación del tubo termo retráctil en el cable therm Se procederá a la soldadura, la polaridad de los cables no es importante en este caso. Figura 82 Preparación de la operación 72

73 Podemos observar en la figura 83 que al realizar la soldadura se ha quemado un poco de plástico del cable. En este punto es importante pelar al menos 100mm más del pelado que venga original en el cable. A continuación, se colocará el tubo termo retráctil encima de la soldadura y con un mechero se procederá al cierre del mismo, ya que se va encogiendo con la temperatura y se adapta a la geometría, dando un aspecto más profesional a la unión de los cables y se aísla la soldadura. Figura 83 Soldadura del termistor Figura 84 Resultado final con el tubo termo retráctil 73

74 A continuación, se colocará la cabeza del termistor en el agujero pequeño del Heater Block. Éste se unirá con cinta Kapton como se muestra en la siguiente figura 85 Es recomendable ir al apartado de mejoras y optimización en este punto, ya que el montaje ha cambiado para evitar problemas. Figura 85 Cinta kapton para fijar la resistencia y elt ermistor A continuación, se unirán los cables del Heater Cartrigde con los del termistor con una brida. Más adelante, también es recomendable fijar el cable del ventilador que se montará en el fan mount. Figura 86 Fijación de los cables con una brida 74

75 A continuación, se procederá con el ventilador de 30mm. Los extremos del cable de éste se pelarán para la soldadura. Se cogerá otro cable que sea más largo y se pelarán también sus extremos. El objetivo de este procedimiento es alargar el cable del ventilador, ya que en esta medida de ventilador los cables suelen ser de corta longitud. Se procederá de la misma forma que se realizó con el termistor, pero sin la cinta Kapton. Una vez soldado el cable, se procederá a su colocación en el Fan Mount con 4 tornillos de M3x16. Se tendrá en cuenta que el sentido del cableado del ventilador sea el mismo que el del termistor y la resistencia cerámica. Figura 87 Unión del ventilador al fan mount por 4 tornillos 75

76 Montaje del soporte extrusor y al carro del eje X NOMBRE UNIDADES Carro eje X 1 Extrusor Gregs Wade 1 Idler Jonas 1 Big gear 1 Level extruder 1 Hyena 1 Tornillos M3x20 3 Tuercas de M3 3 Tornillos M3x10 2 Arandelas de M8 de vuelo 2 Tuerca autoblocante 1 Rodamiento 608ZZ Tornillos de M3x16 2 Mounting plate 1 El primer paso que se debe realizar es embutir las tuercas de M3 en el extrusor Gregs Wade en la parte inferior de éste. Figura 89 Encajando las tuercas de M3 76

77 Además, también embutiremos otra tuerca en la parte interna del idler Jonas, como muestra la figura 90. Figura 90- Pieza idler jonas Figura 91 Encaje de una tuerca de M3 A continuación, se unirá al extrusor con una tornillo de M3x20. Se dejará la cabeza vista en la parte frontal del conjunto. Figura 92 Unión del idler jonas con el gregs extruder El Idler Jonas tiene la función de apriete del filamento de plástico a las hendiduras del tornillo hyena, asegurándose de que el filamento de plástico irá avanzando. 77

78 A continuación, se le coloca a la pieza Big Gear una tuerca autoblocante de M8. Este engranaje, el cual estará en conexión con la Small Gear del motor del extrusor, es el responsable de girar en sentido horario el tornillo Hyena, haciendo que el plástico vaya avanzando en dirección vertical hacía el extrusor. Figura 93 Tuerca autoblocante en la big gear En el kueling, la pieza más voluminosa del extrusor, se han de colocar dos rodamientos de metrica 22 (608ZZ) en los alojamientos previstos para ello. Si no se puede encajar de forma correcta, es importante no forzar las piezas de plástico ya que se pueden romper dependiendo del relleno que se le haya colocado. Es posible que sean piezas semihuecas. Si el encaje es complicado, también se limará la pieza. Figura 94 Encaje de los rodamientos en el kueling 78

79 A continuación, se tiene que introducir el tornillo Hyena en el conjunto del extrusor. Éste se hará pasar por los rodamientos 608ZZ que se colocaron anteriormente, de forma que la Big Gear, el engranaje, quede en la parte frontal del extrusor. La parte limada del extremo roscado del tornillo hyena estará en la misma dirección que el engranaje del motor. Figura 95. Figura 95 Colocación del tornillo hyena A continuación, se coge la Big Gear y la enroscamos en el tornillo hyena por la parte frontal del kueling. Previamente, se habrán colocado dos arandelas de vuelo de M8. Figura 96. Figura 96 Montaje de la big gear 79

80 En el otro extremo del tornillo Hyena se colocarán una arandela de vuelo de M8, una tuerca y una tuerca autoblocante de M8, respectivamente. Figura 97 Encaje de las arandelas y tuercas de M8 A continuación, se prepararán los tornillos de M3x40 que servirán para apretar el filamento y asegurar su correcta posición. Se colocará una arandela de M3, un muelle, y una arandela de vuelo de M3. En mi caso, me quedé sin arandelas y realizé algo provisional, ya que lo importante es que se pudiera apretar más adelante. Figura

81 Figura 98 Preparación de los tornillos Como vemos en la figura 99, también se colocarán dos tuercas de M3 en la parte superior del kueling. Se colocará el tornillo en su posición, parte superior del idler jonas y del kueling para unirlos. Figura 99. Figura 99 Vista superior de las operaciones 81

82 A continuación, se procederá a colocar el extrusor previamente montado en el kueling. Se monta por presión y encaje en la zona inferior del kueling como se observa en la figura 100. Figura 100 Dirección de montaje del extrusor Figura 101 Vista superior del encaje del extrusor con el kueling 82

83 Seguidamente, se ha de colocar el Mounting Plate, pieza de aluminio que va situada en el Heat Sink. Se trata de una unión por geometría. Se puede ver el resultado en la figura 102, pero en ésta, las hendiduras de la pieza Mounting Plate están al revés de cómo deberían estar. Esto quiere decir que las hendiduras han de verse desde la parte frontal. Figura 102 Montaje del Mounting Plate A continuación, se procederá al montaje de todo el conjunto en el level extruder con tornillos de M3x16. En este punto, se recomienda también ver el apartado de optimización y mejoras, ya que se ha mejorado esta parte del montaje. Figura 103 Fijación del conjunto extrusor al level extruder 83

84 Por último, se atornillará el motor del extrusor al kueling con tornillos de M3x10 y el resultado final del extrusor será el visto en la figura 104. Figura 104 Resultado del montaje del extrusor 84

85 3.3.- Electrónica En este apartado se realizarán todas las operaciones relacionadas con las conexiones de cableado a la electrónica. Se explicará cuál es el funcionamiento y función de los distintos elementos. Además, igual que en el apartado de mecánica, se darán consejos al lector sobre las formas de proceder más adecuadas Soldadura de los cables motor Material necesario para la preparación de los motores y su cableado: NOMBRE UNIDADES Motores paso a paso Nema 5 17 Soldador 1 Estaño 1 Tubo termo retráctil 1 Pelacables 1 Cables motores 5 En este punto se puede actuar de distintos modos. El objetivo es preparar el cableado que irá al Arduino y a la RAMPS 1.4 para que la longitud de estos no moleste más adelante. Para ello, se tiene que decidir en qué posición residirá el Arduino. Cuando hayamos decidido donde irá, se tendrá que calcular las longitudes de los distintos cables y de la impresora al Arduino. En mi caso, por desconocimiento, no calculé estas longitudes y es algo que se agradecerá al terminar, ya que la imagen de la impresora será una imagen limpia y organizada. En este apartado se explicará entonces, como procedí; Igualmente es muy útil para el montaje. Para empezar, se cogerán los 5 motores paso a paso y se comprobarán que todos ellos tienen una longitud de cable de 30 cm. Una vez calculadas las distancias del cable para cada motor según la posición del Arduino, se procederá a la soldadura de los cables de los motores. Para ello se cogerán los cables de 4 pines. Hay grabada la palabra Motor en blanco sobre fondo negro. Antes de empezar la soldadura, recordar al lector que previamente se tendrán que colocar 4 trozos de 200mm de tubo termo retráctil en cada cable. Figura 106. Se fijaran los cables a un soporte tal y como muestra la figura 106 y se procederá a la soldadura. 85

86 Figura 106 Colocación del termo retractiles en los cables de los motores y fijación al soporte A continuación, se practicarán las soldaduras de todos los motores con sus respectivos cables motores, haciendo coincidir el color de cable, es decir, rojo con rojo, negro con negro, azul con azul y verde con verde. Después de estas operaciones, ya tendremos los cables de los motores preparados para la conexión a la Ramps

87 Preparación de los finales de carrera Materiales necesarios: NOMBRE UNIDADES Sensores End Stop v1.8 3 Cables de conexión 3 Pieza End Stop 3 Superglue 1 Se observa que la longitud de los cables es relativamente corta y que las conexiones al sensor y a la Ramps 1.4 son distintas que a los motores. Figura 107. Figura 107 Cables finales de carrera Para la conexión de uno de ellos, el del eje Z, en mi caso tuve que comprar un cable más largo, ya que si se hacen piezas relativamente altas el cable queda escaso. Así que es recomendable comprar un cable con la misma conexión que éstos pero más largo y realizar una soldadura. Se procederá conectando uno de los extremos al final de carrera como indica la figura 108. Figura 108 Conexión del cable al final de carrera 87

88 Repetiremos esta operación para los 3 conectores. Posteriormente, se cogerán las piezas End Stop y se les aplicará una gota de Super Glue como indica la figura 109. A continuación, se colocará la pieza en el final de carrera tal y como ilustra la figura 110. Figura 109 Colocación de una gota de Super Glue en el End Stop Figura 110 Resultado final del final de carrera A continuación, se colocarán los finales de carrera en las varillas roscadas. Es muy importante que si las piezas no encajan con un poco de apriete, no forzarlas, ya que estas piezas son muy delicadas y un poco huecas dependiendo de cómo se hayan configurado. Recomiendo al lector que lime la entrada de la pieza a la varilla para que no se fuerce tanto la pieza de plástico. En el apartado de rediseño y optimización se realizará una propuesta de mejora de la pieza End Stop. En mi caso, rompí una de ellas al intentar colocarlas en las varillas. Prestad una especial atención. Figura 111 Colocación de los finales de carrera en las varillas cromadas 88

89 Preparación de la fuente de alimentación Materiales necesarios: NOMBRE UNIDADES Destornillador 1 Funda termo retráctil 1 Mechero 1 Cortacables 1 Soldador 1 Estaño 1 Se procederá a la preparación de la fuente de alimentación de la impresora 3D. Puede ser cualquier fuente de alimentación de un ordenador, ya que solo nos interesa para conseguir 12V. Se retiraran los tornillos de la fuente de alimentación con el destornillador. Generalmente llevan 4 tornillos en las esquinas. Figura 112 Retirando los tornillos de la fuente 89

90 Figura 112 Interior de la fuente de alimentación A continuación, se procederá a quitar el ventilador de la palca base y se quitaran las bridas que juntan los cables. Seguidamente se pasará a retirar todos los cables que no se necesitan para la alimentación de la impresora. Como comenté anteriormente, solo se requieren 12V. Esto quiere decir que se tiene que separar los cables amarillos con sus respectivos masa, negro. Cuando se tengan todos los cables negros y amarillos agrupados, se procederá a su soldadura. El objetivo es colocarlos en una ficha de conexión. En esta ficha de conexión vendrán 4 cables, estos 4 darán la alimentación de 12 V a la Ramps 1.4 y al Arduino. Figura 113 Agrupando los cables 90

91 Figura 114 Preparando los cables para su estañado Una vez estañado los cables, tanto amarillos como negros, se procederá a puntear uno de los cables negros con el único cable verde que encontraremos en el interior de la fuente de alimentación, el Power On. Esto permitirá encender la fuente una vez conectada a la corriente. Figura 115. Figura 115 Soldadura del cable verde con el negro A continuación, se cortarán el resto de cables sobrantes a una distancia de unos 100 o 200 mm para que no molesten cuando coloquemos otra vez el ventilador de la fuente. Nos ayudaremos de cinta termo retráctil para el aislamiento de los extremos de los cables. Una forma de hacerlo es irlos agrupando por colores. Cuando se termine, conectaremos el ventilador a la fuente y se cerrará. 91

92 Por último, retiraremos la clema que encontraremos en el conector de alimentación de la Ramps 1.4. Atornillaremos los conectores con los cables de 20ª, tal y como se muestra en la siguiente figura 116. Figura 116 Conexión de cables a la clema El orden de los cables debe ser como se muestra en la figura 116: de arriba abajo, positivo, negativo y positivo y negativo. Así, en la imagen sería azul positivo, negro negativo, rojo positivo y negro negativo. De este modo, en la conexión los cables positivos irán a la toma de los amarillos de 12V, mientras que los negros irán a la conexión con masa, como se observa en la figura 117. Figura 117 Conexión fuente de alimentación con los cables de la clema 92

93 Antes de realizar la conexión con la clema del Arduino, es importante confirmar con un tester que la fuente de alimentación está dando un voltaje de 12V. Una vez realizada esta comprobación, también la podemos hacer en la clema. Debería dar 12V si hemos realizado todo correctamente Conexión a la electrónica Ramps 1.4 A continuación se mostrará cómo se deben conectar los cables a la electrónica. Es importante prestar especial atención en las conexiones. Si no se asegura lo que se está haciendo es posible que se dañe la circuitería. Los cables de los motores irán conectados de tal modo que el cable azul quedará más cercano a la alimentación de la Ramps 1.4. Para las conexiones de la cama caliente y el extrusor no se tiene que tener en cuenta la polaridad ya que son solo resistencias. Figura 118 Esquema de conexiones 93

94 Figura 119 Esquema de conexiones Ramps 1.4 Figura 120 Esquema de conexiones Ramps

95 Una vez vistas las figuras 119 y 120, me dispongo a explicar al lector un poco de mi experiencia al montar la impresora. Primero de todo, partimos de dos placas, un Arduino y una Ramps 1.4. El Arduino es un ordenador capaz de realizar distintas tareas. Se controla con códigos de programación libres. Se llaman FreeArduino porque se trata de código libre, por lo que es algo en constante avance. Se suelen usar para impresoras 3D, pero no solo para esto, sino para otras máquinas caseras, como pueden ser una fresadora. La Arduino será la que tendrá un código de programación donde residirá toda la información de la impresora, que previamente hemos de subirle. Más adelante, explicaré cómo se hace. Por otro lado, la Ramps 1.4 se coloca encima del Arduino por conexión de pines. Esta tiene unos controladores que se conectan por pines, como se observa en la figura 120, llamados pololus. Además, como se puede observar en la figura 119, éstos tienen distintas funciones. Hay 5 pololus, encargados cada uno de ellos de controlar los pasos que dará el motor que tienen asignado, ya sea el del eje X,Y,Z o del extrusor. Estos pasos del motor vendrán determinados por un gcode que se habrá creado con un programa llamado CURA. Más adelante explicaré su funcionamiento. Entonces, los pololus son los encargados de convertir la información de gcode en pasos para los motores, con el fin de conseguir la pieza realizada. A la Ramps 1.4 se le colocarán las conexiones de motores, sensores therm y finales de carrera como indica la figura 118. Como las placas Arduino y Ramps se calientan a causa de impresiones largas, será conveniente que: Los pololus dispongan de disipador. Se tenga un ventilador extra que disipe el calor que éstos generan. De esta forma nos aseguraremos no tener problemas con las placas. Figura 121 Conexiones en mi caso a la Ramps

96 A continuación, se muestra una imagen de cómo se deben montar los finales de carrera a la placa, ya que este es uno de los puntos donde uno se puede perder fácilmente. Esto es debido a que la mayoría de gente por internet no usa finales de carrera v1.8. Figura 122 Conexión de los finales de carrera. 96

97 Carga del software del Arduino En este apartado se realizará la carga del software de Arduino. Se necesitará: NOMBRE UNIDADES Firmware de la impresora 1 IDE de Arduino 1 Placa Arduino 1 Ramps 1 Cable usb A continuación, se explica al lector unas pinceladas sobre el software. El programa CURA es el software encargado de traducr los diseños 3D en archivos que la máquina pueda entender. Este programa lo que hace es leer un archivo.stl y guarda un archivo gcode, que el Arduino puede entender y posteriormente traducir esa información en pasos de motores. Para que el CURA se comunique con la impresora 3D, el Arduino tendrá que llevar un firmware en el micro controlador que lo gestione. Este firmware será Marlin. A diferencia de Sprinter, otro firmware libre por internet, Marlin gestiona mejor la temperatura del hot end. Sprinter tiene oscilaciones de temperatura y Marlin no. De esta forma se consiguen temperaturas constantes en la punta del extrusor. Para empezar el montaje, se colocará la Ramps 1.4 encima de la Arduino. Es algo muy intuitivo ya que se conecta por pines y no presta a confusión. Eso sí, se ha de tener especial cuidado para que no se doblen los pines. Una vez colocada la Ramps, se procede a conectar esta con el ordenador con un cable USB. Cuando se conecte el led1 de la Ramps 1.4 parpadeará y en el Arduino el led de PW se encenderá. A continuación, se bajara el software Marlin de la impresora. En mi caso, lo descargué del repositorio personal de Mecano. El link es el siguiente, y está configurado y mejorado para la Power Code: Como vemos en la siguiente figura 123, se ha ce clicar en Download Zip y descargaremos todo el repositorio. A continuación, se descargará el IDE de Arduino de la página web oficial: Se ha de ir a download y descargaremos el IDE Se procederá a la instalación del IDE de Arduino. 97

98 Figura 123 Repositorio de Mecano Una vez descargado el repositorio de Mecano e instalado el programa Arduino, se debe abrir la carpeta Ejecuciones, Ejecución01, Firmware, Marlin. Una vez en la carpeta Marlin, se ha de abrir el archivo Marlin. Figura 124 Archivo Marlin 98

99 Se abrirá el programa Arduino r2 que instalamos anteriormente. Como se observa en la siguiente figura 125, se han abierto una serie de pestañas. Cada una de ellas corresponde a un archivo guardado en la carpeta Marlin, dependientes del archivo Marlin principal. Como se puede ver, se trata de archivos de código de programación. Para personalizar al gusto nuestra impresora es posible que tengamos que modificar inputs de la pestaña configuration.h. Figura Arduino A continuación, se irá a la pestaña herramientas, tarjeta y se seleccionará la tarjeta que se esté usando, en este caso MEGA Posteriormente, en la misma pestaña de herramientas, se irá a puerto y se seleccionará el puerto en el que esté insertado el USB. Normalmente, COM3. Una vez hecho esto, hemos de verificar el código de programación, como indica la siguiente figura. El botón de verificar está situado en la parte superior izquierda, se reconocerá ya que tiene un logo tick de corrección. Al su lado, está el botón de subir, marcado con una flecha. 99

100 Figura 126 Verificar el código Si el código está bien, no saltará ningún tipo de error. En caso contrario, en la parte inferior aparecería un error de color naranja sobre el fondo negro. Una vez comprobado que el código funciona correctamente, se procederá a subirlo al Arduino. El botón de subida está justo al lado del de verificar. Cuando cliquemos en subida, los leds de la Ramps y de la Arduino empezarán a parpadear en color azul. Esto quiere decir que están recibiendo datos. Cuando haya terminado el programa nos lo indicará con un mensaje en el cuadro inferior negro. Si por algún motivo se han de cambiar algunas configuraciones en la pestaña configuration.h, estos funcionan del siguiente modo: En gris claro se verá una explicación de lo que se realiza en el siguiente #define marcado en negro. 100

101 Si no se quiere entrar en programación, se limitará a cambiar las líneas #Define. Por ejemplo, en las siguientes líneas de código se definen las temperaturas máximas de los extrusores y de la cama caliente, 275 y 150ºC respectivamente. Si se quiere cambiar por ejemplo los 150ºC de la cama caliente, podríamos subir o bajar dicho límite en el #define. // When temperature exceeds max temp, your heater will be switched off. // This feature exists to protect your hotend from overheating accidentally, but *NOT* from thermistor short/failure! // You should use MINTEMP for thermistor short/failure protection. #define HEATER_0_MAXTEMP 275 #define HEATER_1_MAXTEMP 275 #define HEATER_2_MAXTEMP 275 #define BED_MAXTEMP 150 Es importante verificar todos los puntos #define del código Marlin. Se ha de asegurar que estos coinciden con las especificaciones y componentes de nuestra impresora. Por ejemplo, en Marlin está puesto por defecto la placa MEGA 2560, pero puede ser que el lector use otra y como en el Marlin está configurado así, el Arduino no funcionará. En mi caso, tuve que activar el LCD, cambié el volumen de impresión después de realizar homing y la velocidad de viaje del extrusor. Si se indaga un poco en la red, se verán experiencias de otros usuarios donde muestran su código y las mejoras que hayan podido implantar. 101

102 Instalación y Utilización de CURA A continuación, se explicará cómo funciona el software CURA y cómo se tiene que configurar al arrancar. Éste lo descargaremos de hhtp://software.ultimaker.com/ Una vez instalado, nos aparecerá una ventana de bienvenida, donde tendremos que configurar diferentes parámetros que nos pedirá. Figura 127 Bienvenida de Cura Se selecciona el botón next de la esquina inferior derecha y a continuación aparecerá una ventana donde se pregunta qué máquina 3D se va a usar. Se seleccionará la opción de otra, other. Se clicará next y aparecerá una ventana con más modelos de impresora, se pulsará en custom y se clicará next. Figura 128 Ventana de selección A continuación, aparecerá una ventana en la que se tienen que configurar los parámetros básicos de la impresora 3D. Los parámetros de una Power Code son 200x200x200 y un nozzle de 0,4. Clicaremos también la opción de Heated Bed. 102

103 Es importante revisar que realmente la impresora tiene ese volumen de impresión. En mi caso, con el montaje realizado, la superficie de impresión útil es de 170x160x200. De todos modos, las configuraciones de la máquina se pueden cambiar en settings. Se pulsará finish y se habrán configurado los parámetros básicos. Figura 129 Parámetros básicos en CURA Una vez se han configurado los parámetros básicos, se han de configurar los demás. A continuación, se muestran dos figuras referentes a parámetros a configurar de la impresión en CURA. Seguidamente, se explicarán cada uno de ellos. Se observa que hay 4 pestañas: Basic, Advanced, Plugins y Start/end-Gcode. Las pestañas que más se usarán serán la Basic y la Advanced. Recomiendo al lector que se descargue el manual oficial de CURA, que se puede obtener en esta dirección: 103

104 Figura 130 Pestaña Basic Figura 131 Pestaña Advanced 104

105 Pestaña basic: Quality: Layer Height (mm): Este parámetro controla la altura de capa durante la impresión y afecta directamente a la calidad de impresión. Para el extrusor de la Power Code es recomendable usar una altura de capa de 0,2. Se puede disminuir y obtener una mejor precisión con una altura de capa de 0,1; En ese caso, la impresión durará más tiempo. Shell thickness (mm): Este parámetro controla el espesor de las paredes exteriores. En el caso de, por ejemplo, un cubo, controla el espesor frontal, lateral y posterior. En este parámetro siempre se debe colocar un múltiplo del tamaño de nuestro nozzle, para la Power Code, múltiplos de 0,4. Esta opción se aumenta cuando la pieza que tengamos que hacer tenga que soportar ciertas solicitaciones y esfuerzos. Eneable retraction: Retira el filamento cuando el extrusor se mueve sin extruir, es decir, cuando viaja de un punto a otro. De este modo se evita el goteo del extrusor. Fill: Bottom/Top thickness (mm): Este parámetro controla el grosor de muros totalmente solidos de la primera y última capa. Fill Density (%): Controla la densidad de relleno, para un relleno de un 100% se obtendrá una pieza totalmente maciza mientras que para un 0% una pieza totalmente hueca. Dependiendo de la geometría de la pieza es posible que no sea capaz de realizar una pieza totalmente hueca. En mi caso, la mejor experiencia la he obtenido con un relleno de un 30%. Speed and Temperature: Print speed (mm/s): Este es el segundo parámetro más importante por detrás de la altura de capa. Se trata de la velocidad de impresión. Determina la cantidad de milímetros de plástico por segundo que entran por la parte superior del extrusor. Si queremos una impresión de mayor calidad, es recomendable usar una velocidad de entre 10 y 20mm/s. Si queremos una impresión normal 40mm/s es suficiente. Y si la calidad no es un requisito, 60mm/s. Printing temperature(ºc): Determina la temperatura a la que tiene que estar el extrusor. Para ABS configuraremos 230ºC y para imprimir PLA 210ºC. Bed temperature(ºc): Determina la temperatura de la cama caliente. Para ABS se puede empezar con 100ºC. Este parámetro se irá ajustando; En mi caso, la temperatura es de 86ºC sin ningún problema. Antes de la impresión, coloco una 105

106 capa de laca para que el plástico se adhiera mejor. Support: Support type: Existen dos tipos de soporte, touching build plate, es decir tocando la base o everywhere, en todos lados. -Touching buildplate: Generará soportes en zonas elevadas de la pieza que por su zona inferior no toquen con la base. -Everywhere: Generará soportes en zonas elevadas de la pieza que no tengan material de soporte en su parte inferior. Platfrom adhesion type: Configura el tipo de adhesión que tendrá la pieza en la cama caliente: None, Brim o Raft. -None: No generará ningún soporte. -Brim: Generará líneas alrededor de nuestra pieza para aumentar la base de esta y aumentar la adhesión. Se usará cuando la base de la pieza sea pequeña. -Rift: Generará una malla bajo la pieza para aumentar la adhesión de la pieza. Filament: Diameter (mm): Diámetro del filamento de plástico; En este caso, de 3mm. Se puede usar un pie de rey digital para medir con exactitud los decimales. Con este parámetro bien configurado se pueden obtener mejorías en las calidades de impresión. Flow (%): Determina el flujo de plástico que saldrá por el nozzle del extrusor. Normalmente se usará 100. Se modificará si creemos que la impresora extruye más o menos plástico del que se debería. Está entre los valores de 90 y 100. Pestaña Advanced: Machine: Nozzle size (mm): En la Power code el nozzle es de 0,4. Es un parámetro fijo. Retraction: Speed (mm/s): Determina la velocidad a la que hace la retracción, es decir, evitar que el extrusor gotee en desplazamientos. Distance (mm): Longitud de hilo que retrae. Quality: Initial layer thickness (mm): Altura de la primera capa. Cut of object bottom (mm): Con este parámetro se corta la parte inferior de la pieza los mm que se especifiquen. Dual extrusion overlap (mm): No se usará este parámetro con un extrusor. 106

107 Speed: Travel speed (mm/s): Velocidad a la que se desplaza el extrusor entre dos puntos cuando no está imprimiendo. Bottom layer speed (mm/s): Velocidad a la que imprime la capa inferior. Al ser la primera capa, es la más crítica ya que se tiene que adherir bien a la cama caliente. Cuanto menos velocidad le pongamos, mejor será la impresión. Infill speed (mm/s): Velocidad a la que hace el relleno. Al aumentar este punto, la duración de la impresión puede disminuir. 107

108 4.- Nivelación y calibración de la máquina Este punto es uno de los más importantes del proyecto y en el que se ha invertido más tiempo. La nivelación influye directamente en la calidad de piezas. Se puede tener un software perfectamente calibrado, pero si físicamente la máquina no está bien calibrada y nivelada, no obtendremos buenos resultados. Para empezar, se tiene que nivelar el eje X. Se procederá con un pie de rey, si es digital mejor, y se medirán las distancias desde el soporte del motor Z a la pieza Z bottom, tal y como indica la figura 132. Figura 132 Nivelación eje X Si la distancia no es la misma, se tendrá que sujetar uno de los dos Z coupler y girar el otro. Realizaremos esta operación hasta que la distancia sea exactamente la misma. Ahora se procederá a la nivelación de la cama caliente. Para ello, conectaremos el Arduino al ordenador y la impresora a la corriente. Según la figura 133, se irá a la pestaña expert y se seleccionará Run bed leveling wizard. Esto sirve para controlar por 4 puntos la nivelación de la cama caliente. Es importante tener el espejo montado en la base y preparados dos trozos de papel. El papel tiene un espesor de 0,1mm y al menos en mi caso, puse una altura de capa de 0,2 por lo que nivelé la cama respecto al extrusor con una distancia de 0,2, es decir, dos hojas de papel. 108

109 Figura 133 Run bed leveling wizard A continuación, clicaremos en Connect to printer. Al conectarse el programa mandará al extrusor al punto 0,0,0 de la máquina, es decir a la esquina delantera izquierda y nos pedirá que la ajustemos. Se ajustarán las tuercas con una llave del 10 hasta que entre el extrusor y los dos papeles que hayamos colocado haya un poco de fricción. Procederemos del mismo modo para las 4 esquinas. También se puede realizar manualmente moviendo el extrusor a las dos esquinas frontales y luego al punto posterior. 109

110 Figura 134 Distintos puntos de nivelación de la cama caliente. Figura 135 Ajuste de las tuercas hasta que haya fricción con los papeles Recordad que en sentido de las agujas del reloj la base subirá y en el sentido contrario la cama bajará. 110

111 5.- Rediseño y optimización En este apartado se explicarán algunos de los rediseños y optimizaciones que se han realizado en este proyecto. También se comentarán otros puntos de mejora para el futuro ya que este proyecto es un proyecto personal y estará en continua mejoría. Además por falta de tiempo no se podrán realizar algunas de las optimizaciones de las cuales por el momento solo se tiene una idea Optimización del tensor del eje Y En el tensor del eje Y se han obtenido problemas de fijación. Estos problemas eran debidos a que la rosca del marco frontal se ha ido desgastando y eso hacía que el tornillo del tensor, no tuviera una posición fija y oscilara durante las impresiones. Esto provoca que la correa del eje Y pierda tensión, provocando una pérdida de precisión del motor paso a paso. Este aspecto se ha solucionado añadiendo una tuerca que aprieta la cabeza del tornillo contra el marco frontal. Tiene como función asegurar la posición y rectitud del tornillo respecto el marco frontal de aluminio. Antes Después Figura 136 Optimización tensor eje Y 111

112 5.2- Optimización de la pieza kueling Si se recuerda el montaje del extrusor, página 67, había un punto en el que se tenían que embutir dos tuercas por geometría a la pieza kueling. Posteriormente se pasaría un tornillo que une el conjunto del extrusor. Este diseño presenta problemas en impresiones de media y larga duración. Esto es entre unos treinta minutos y dos horas. El problema principal es que las dos tuercas se aflojan y hace que la unión del kueling, mounting plate y level extruder se pierda. Se provoca un juego entre las piezas y se pierde totalmente la precisión de la máquina por lo que la impresión se tiene que cancelar. Esto se soluciona tapando el agujero del kueling con una arandela de M3. Acto seguido se coloca la tuerca en el tornillo de M3 hasta que el apriete de la tuerca contra la arandela sea firme. Esto provocará que la unión entre los componentes tambien lo sea. A continuación se colocará otra tuerca que tendrá la función de contratuerca. De este modo nos aseguramos que ambas tuercas no se aflojarán. Realizaremos la misma operación en el lado contrareo. Antes Después Figura 137 Optimización kueling 112

113 5.3- Optimización de la nivelación de la cama caliente La nivelación por tres puntos presenta problemas en la parte frontal. Estos dos puntos de nivelación frontal se realizan con una tuerca autoblocante, que al subir o bajar, aumentará o disminuirá la altura de la cama caliente. Si solo se usa la tuerca autoblocante la nivelación no es exacta y la impresora no estará nunca bien calibrada, ya que de las propias vibraciones de la impresión, la cama caliente queda móvil. No cuesta nada fijar la base de la cama caliente con otra tuerca por la parte inferior. Se evitan así problemas de precisión y calibración. Se asegura que la cama no se moverá de la posición a la que se haya ajustado. De este modo para subir o bajar la cama caliente se tendrá que mover la tuerca autoblocante y la tuerca inferior que fijará la posición. Antes Después Figura 138 Optimización cama caliente 113

114 5.4.- Optimización del heater block En el montaje de heater block se le colocaba cinta kapton a la resistencia cerámica y al heater block para fijar los elementos. Del mismo modo también se aislaba el termistor pero este queda con un poco de juego en el orificio del Heater Block. Al colocar esta cinta kapton, no se tenía en cuenta un aspecto que fue de propia experiencia. Al realizar las primeras 4 o 5 impresiones, la resistencia cerámica empezó a dar problemas. Tardaba mucho en calentar el extrusor, otras no se calentaba y a veces quedaba a medias. Parecía como algún tipo de problema de conexión de los cables hasta que falló del todo y dejo de funcionar. Preguntando en una tienda de Barcelona de impresiones 3D se me comento que seguramente la resistencia se me habría quemado ya que tienen que estar bien aisladas del aire. Asimismo me animaron a usar pasta térmica adhesiva para aislarlo del aire y también facilitar la salida del calor una vez apagado. La solución al problema es aislar muy bien con cinta kapton la resistencia cerámica hasta la mitad del cable y también añadir abundante pasta térmica adhesiva tanto a la resistencia cerámica como al termistor en su orificio. Al termistor se le añade porque sin ella es fácil que con unas cuantas impresiones este se salga del orificio del Heater Block. Los componentes no se moverán, quedarán fijos y aislados. Antes Después Figura 139 Optmización Heater block 114

115 5.5- Optimización del final de carrera del eje z Los finales de carrera, como ya hemos visto en el montaje, están enganchados con superglue a una pieza de plástico con una geometría dada que permite la fijación con las varillas cromadas. En el eje Z este diseño da problemas ya que la pieza no está haciendo de tope con ningún otro elemento. Las varillas cromadas se tienen que engrasar para facilitar el movimiento de los rodamientos. Cuando el carro del eje X toque el sensor final de carrera, lo desplazará hacia abajo debido al engrase de las varillas. La nivelación de la cama caliente que se haya hecho con anterioridad no servirá ya que físicamente se está desplazando el 0 del eje Z hacia abajo. La solución a este problema es un rediseño en altura de la misma pieza que se une al final de carrera. Asegurándonos que el final de carrera no se desplazará en sentido vertical hacia abajo. Antes Después Figura 140 Optimización final de carrera eje z 115

116 5.6- Carcasa y botón para el LCD Se decide mejorar el aspecto de la extensión LCD, el kit autónomo, y se imprime una tapa frontal, una posterior, un botón kill y otro para navegar. Se podrá observar en las imágenes, que el resultado es bueno, pero puede mejorar. Como se trata de una carcasa con una longitud de pared de 180mm la impresión ha resultado con unas contracciones del ABS muy marcadas. Este problema a medida que se ha ido imprimiendo se ha corregido. El principal problema era que la cama caliente estaba a 90ºC durante toda la impresión. Esta temperatura es solo necesaria para las primeras capas, una vez realizadas estas capas se puede bajar la temperatura sin problemas a 70ºC sin que se despegue. Al tener esta diferencia de temperaturas de la base a la altura donde se encuentre el extrusor, las paredes inferiores contraen las superiores creando el problema que se observa en la tapa posterior. Existe un plugin de CURA que permite bajar la temperatura de la cama caliente una vez alcanzada cierta altura. A continuación no se seguirá el formato anterior de imágenes sino una sucesión de ellas para que se observe el problema de las contracciones del material. Antes Con botón para navegar por los menús 116

117 Con tapa frontal limada y pintada con spray Tapa posterior Contracción del ABS en las esquinas de la pieza Figura 141 Optimización del kit autónomo 117

118 5.7- Carcasa para la Ramps y el Arduino Se decide mejorar el aspecto del Arduino y la Ramps 1.4 y se diseña una carcasa personal. El objetivo de la carcasa es ocultar los componentes electrónicos y sus respectivos cables de conexión. El diseño está marcado principalmente por un ventilador el cual realiza la función de pared transversal y es el encargado de refrigerar el Arduino. Por la otra cara transversal, la pieza no tiene pared transversal ya que por esa zona se hacen pasar los cables de corriente y de conexión de la cama caliente y del extrusor. Se ha pensado en un diseño con agujeros para poder pasar los cables y que el aire caliente tenga fácil salida. Además se han marcado letras de Ramps Case haciendo referencia a la carcasa de la Ramps y las letras JH referentes a mis iniciales. Como en ese momento no se sabía una solución para la contracción del plástico en paredes con mucha longitud, la carcasa ha sido impresa en 4 piezas. Estas piezas encajan por geometría ya que unas tienen un saliente y las otras una hendidura de material. Esta carcasa se quiere mejorar con otro diseño en un futuro ya que las paredes han quedado igualmente contraídas. Además se quiere mejorar la organización de los cables en una superficie de madera para esconderlos y que quede un resultado mucho más profesional al actual. Una pieza de la carcasa con los enganches simples y las iniciales JH marcadas. 118

119 Antes Después Figura 142 Optimización del Arduino y la Ramps 119

120 6.- Empezar a imprimir Para imprimir piezas con la impresora se tienen que hacer una serie de operaciones sencillas que a continuación se explicarán. Ya se ha realizado lo más importante en apartados anteriores, la perfecta calibración de los 3 ejes en el montaje mecánico, el nivelado de la base caliente y la instalación del software Arduino y CURA. Una vez realizadas esas operaciones hay distintas vías. Recomiendo al lector la página web: En esta página web se pueden encontrar multitud de diseños que la gente de con máquinas RepRap ha ido realizando e imprimiendo. Se pueden observar diseños y multitud de cosas útiles para imprimir. Otra vía es diseñar e imprimir tus propios diseños con un software CAD. Como bajar diseños de thingiverse es muy sencillo, en este apartado os explicaré como imprimir a partir de un archivo diseñado por uno mismo. A continuación se diseña la carcasa para el Arduino con el software catia v5: Figura 143 Diseño de una pieza en Catia v5 Esta pieza es ¼ parte de la carcasa total. Una vez realizado el diseño guardamos el archivo como.stl para que CURA pueda reconocerlo. Una vez guardado en este formato, se abre con CURA y pasamos a la configuración de la impresión. 120

121 Figura 144 Opciones de la impresión Una vez en cura, configuraremos los parámetros de impresión dependiendo de las características de la pieza y de los requerimientos que se quieran para ella. Una vez configurada, se inserta la tarjeta SD en el ordenador y se guarda el diseño des de cura. Se observará que CURA guardará en la SD un.gcode Este archivo en.gcode será el que el Arduino puede leer y transformar en pasos de los motores nema 17. Una vez guardado el archivo, se extrae la SD y se coloca en el kit autónomo, el LCD. A partir de ahí encendemos la impresora y nos dirigimos a menú SD y seleccionamos el archivo.gcode que hayamos guardado. Una vez clicado, la impresora empezará a calentar tanto la base como el extrusor a la temperatura que se haya configurado en CURA. Cuando haya alcanzado las temperaturas de trabajo, empezará con la impresión. 121