2014 05 apuntes taller impresion 3 d v2

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Apuntes para un taller de iniciación a la impresión 3D del FABLAB de Santander (fablabsantander.org)

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2014 05 apuntes taller impresion 3 d v2

  1. 1. L. Brunel fablabsantander.org Taller Impresión 3D con Prusas Apuntes Introduccion : La impresión 3D tiene 3 etapas : Diseño → Capas → Impresión Diseño : Se puedo usar cualquier programa de diseño. Lo que importa es que el programa permita exportar el diseño en formato STL o en formato OBJ. Hay muchísimos programas para diseñar. Los que conocemos de momento son openscad y blender. openscad : open source (GNU GPL Marius Kintel , Clifford Wolf ) , dibujo con un programa, control completo del proceso de diseño, diseños totalmente reconfigurables cambiando parámetros. blender : open source. Mas pensado para imágenes virtuales calculadas con trazo de rayos y animaciones con simulación física de los movimientos. Pero tiene un componente de diseño 3D muy potente y un modulo de escultura virtual.
  2. 2. L. Brunel fablabsantander.org Art of Illusion : open source, escrito en java, de la categoría de blender aunque menos avanzado y menos popular. Mucho mas fácil de usar que blender. El iniciador de la maquinas reprap (Adrian Bowyer de la universidad de Bath) recomendaba ese programa. Otros : 3dtin.com (online) Tinkercad.com makehuman (100% python): y Sketchup, Wings3D, Scupltris, Autodesk 123D, Con licencia: Rhino, LightWave, Cinema4D, Autocad, Inventor, Maya, 3DS Max, Mudbox, Creo, Modo, ZBrush, Mathematica, SolidWorks . Principio básico: La maquina deposita un hilo de plástico por capas. El algoritmo del slicer intenta cruzar la orientación del hilo entre las capas sucesivas. Hay distintos algoritmos de cruze: rectilinear, line, concentric, honeycomb, ... Si el hilo sale con diámetro de 0,3mm y configuramos la altura de las capas también a 0,3mm: Si ajustamos la capa a 0,2mm: El hilo se “aplasta” un poco y se rellenan los huecos. El algoritmo del slicer tiene en cuanta el hecho que si se aplasta el hilo sera mas ancho. La impresora tiene básicamente 2 cosas que hacer: imprimir las superficies y imprimir el interior. La superficies se hacen siempre con máxima densidad (100%) y la densidad del interior es a la demanda, según el uso que se hará con la pieza.
  3. 3. L. Brunel fablabsantander.org Programas de calculo de las capas. Los principales programas de “slicing” son Slic3r y Skeinforge. Esos programas permiten transformar el modelo 3D (STL) en un fichero GCODE que contiene todos los ordenes que hay que dar a la impresora 3D (motores, extrusor, temperaturas). Aqui usamos Slic3r, un programa open source (GPL Affero, Alessandro Ranellucci): Los principales parámetros Altura de capa: influye mucho en la calidad de capa puede ir de 0,1mm hacia un poco menos que el diámetro de salida del extrusor. Se puede poner la primera capa mas espesa. Relleno: se puede escoger la densidad del relleno (1 para el máximo 100%). 0,5 da también bueno resultados. Velocidad: se puede modificar la velocidad del extrusor para cada tipo de acción. Los parámetros por defecto van muy bien.
  4. 4. L. Brunel fablabsantander.org Falda (skirt): unas vueltas para que de tiempo al flujo de plástico de regularizarse. Base mas ancha (brim): para que pegue mejor a la base. Diámetro de filamento: poner aquí lo que mides con un calibre. Coeficiente de extrusion: muy importante: se ajusta aquí el flujo de plástico (relativo a la velocidad de la cabeza) para que un relleno de 100% llegue justo a un relleno completo. Se ajusta por ejemplo imprimiendo un cubo lleno y mirando se sobra plástico o , al revés, quedan uno huecos. Acciones antes y después de la propia impresión. Aquí he anidado G1X100F1000 para que la cabeza no vaya en diagonal desde el punto (0,0,0) hacia el punto de empiezo de la impresión. Así evita alguna pinza de fijación de la placa de cristal. Temperatura del extrusor. Para PLA la temperatura del extrusor se pone mas o menos a 180°. Y algo como 220° para ABS. Una buena manera, y rápida de “sentir” si la temperatura es correcta es haciendo rodar la rueda grande del extrusor a mano y ver si el plástico sale con facilidad. Si la temperatura es muy alta, el plástico sale solo del extrusor con rapidez, sin que haya que girar el extrusor. Es normal que salga un poco pero no mucho…. Una temperatura demasiada baja hace forzar el extrusor y a veces se vera uno huecos en el volumen porque el plastifico no puede salir a la velocidad necesaria: la tracción patina… Si quieres imprimir con alta velocidad, hay que subir también un poco la temperatura para autorizar mas flujo de plástico. Ventilador. El slicer permite gestionar de manera inteligente el ventilador. El ventilador permite acelerar el enfriamiento del plástico (sobre todo el PLA). Es útil si las capas son de superficie pequeña: la capa siguiente se puede asi depositar sobre una capa ya dura. También permite evitar las típicas deformaciones como el levantamiento de la esquinas.
  5. 5. L. Brunel fablabsantander.org Soportes: Se pueden imprimir pendientes negativas bastante fuertes pero en algunos caso hace falta poner soportes que se quitan una vez la pieza imprimida. Slic3r puede calcular automáticamente los soportes. Impresión Los plásticos: PLA polylactic acid . Thermiplastico. Biodegradable. Se puede fabricar a partir del almidón del mais. Temperatura de fusión: mas o menos 180°. Puede variar con el color ! Se vende en bobinas de hilo de 3mm o 1,5 mm de diámetro. Duro pero a veces se romper con choques. ABS Acrilonitrilo butadieno estireno, termoplástico amorfo. El plástico de los Legos. Mas resistente a los choques pero mas blando ? Material de la placa base. Con PLA, usamos principalmente una placa de vidrio, como la de un marco de foto recuperado. Ajustes de la maquina - Ajustar bien la altura de los 2 ejes Z: Dejar los motores sin corriente. Girar uno de las varillas roscadas verticales para que el eje X sea perfectamente paralelo a la mesa. Se puede usa una regla o un trozo de madera para comparar los 2 lados. Eso evita que una inclinación bloquea el movimiento de los motores.
  6. 6. L. Brunel fablabsantander.org Poner el extrusor en cima del centro de la cama y ajustar el fin de carrera Z para que la punta del extrusor sea justo arriba de la cama. Se suele poner un papel entre la cama y el extrusor: el papel tiene que poder moverse pero con resistencia. - repetir la operación de ajuste con el papel en las cuatro esquinas de la cama: esta vez se justa la altura de la propia cama utilizando los tornillo. Ese ajuste es un poco laborioso. Por suerte, no se tiene que hacer antes de cada impresión. Pero de ese ajuste depende mucho el éxito de la impresión. Es muy importante saber hacerlo. Imprimir Aquí usamos el programa de control llamado pronterface escrito en python. Permite manda los ordenes del fichero GCODE a la impresora. También permite hacer todas la pruebas necesarias para asegurarse que todo va bien: mover los motores, probar las temperaturas, probar los fin de carrera, los limites soft de carrera, etc.... Este programa integra Slic3r también: se puede cargar directamente un fichero STL y se genera automáticamente un fichero GCODE. Ejercicio practico: Pruebas de temperatura, de coeficiente de extrusion, de medición del diámetro del hilo extruso. Con un ejemplo sencillo de una joya probamos todo el proceso: de la idea a la fabricación. Referencias : http://www.makerbot.com/support/guides/design/ http://en.wikipedia.org/wiki/Polylactic_acid http://es.wikipedia.org/wiki/Acrilonitrilo_butadieno_estireno

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