Proyect Print3D

De nuevo me encuentro hasta arriba de cosas por hacer, y aún así me sigo metiendo siempre en más cosas. Qué le vamos a hacer. Tener paciencia y disfrutar de cada cosa a su tiempo, supongo.

De momento con este proyecto es así. Sí. Me he tomado la libertad de llamarlo “Proyect Print3D”. Porque es un proyecto, de una impresora y encima de todo, una 3D. Desbordo imaginación, lo sé.

Pues bien, el proyecto original no es mío. Es una idea que surgió hace un tiempo en Infomun J.E. y que, por avatares de la vida, ha ido decayendo. Pero ya estamos un compañero, Roldán, y yo para retomarlo.

En un principio yo quería llevar sólo la parte, por así decirlo, logística. Buscar a alguien interesado en el tema y suministrarle todo aquello que le hiciera falta para terminar el proyecto. Pero al final acabo pringao. Me quejaría si realmente no me gustara acabar pringando en este tipo de tareas. Soy así de feliz.

A modo resumen podría decir que una impresora 3D es una máquina capaz de imprimir objetos a partir de modelos tridimensionales. Dos características rápidas: son caras y  muy lentas. Si no quieres vacilar mucho a tu bolsillo, o dicho de forma más ingenieril, si te gusta trastear un poquito de electrónica, siempre puedes comprarla por piezas individuales e ir montándola. A mano, evidentemente. ¿Cosas buenas de una impresora 3D? Al principio de esta andadura pensaba que el postureo era el máximo éxito de esta empresa. Pero se pueden hacer tantas cosas con una impresora 3D que sólo diré… ¡en breves empiezo la mía propia! 😛

Conociendo la máquina:

Básicamente diría que la impresora tiene una única parte “fundamental”, el cerebro de toda la operación. En nuestro caso una placa Arduino (existen otras variedades de placa, mejores o peores, algo comentaremos).  A parte de todo esto, están los motores, la fuente, la estructura, la cama caliente, los fin de carrera… Medio kilo de cables. Y mucha paciencia.

Quizás esta parte, que por un lado es fundamental, sea la más puñetera. Y es aquí donde uno puede replantearse la utilidad de cierta práctica de Fundamentos Físicos de la Informática. Puede, incluso, divertirse manejando un multímetro. Nuestros primeros pasos van dirigidos a comprobar que todo estuviera bien montado. Ajustar un tornillo por aquí, otra brida por allá y empezar con “el cerebro”. A ver, por donde empiezo. A la placa tiene que llegarle cierto amperaje. Es decir, al circuito se le suministra corriente eléctrica (voltaje) y tenemos que medir la intensidad de ésta (en amperios). Una fuente que suministra 220 V debe alcanzar aproximadamente los 12 A. Por si queda claro, 1 amperio es una intensidad bastante fuerte. Nuestra placa consumirá poquito si está inactiva. Por cierto, a nuestra placa, para que piense bien, le hemos cargado un archivo llamado Marlin donde están definidos un montón de parámetros e información para controlar los motores, el tamaño de la cama, temperaturas, etc. Pues al encender nuestra placa, Marlin enciende automáticamente los motores. De este modo, si conectamos el multímetro en serie con la fuente a la placa podemos ver que al arrancar tendrá un amperaje alto (unos 200 mA en nuestro caso) y caerá porque se apagan los motores (hasta unos 90 mA). Nuestra placa consume eso, 90 – 100 mA. Todo esto, por cierto, conectando sólo un motor porque los calibraremos uno a uno.

Calibrando motores…

Nuestra impresora tiene 4 motores, dos de ellos funcionan a la par. Ya lo comentaremos. Uno de ellos se encarga de desplazar la cama caliente hacia delante y hacia detrás en el eje Y. Suponemos que en el eje imaginario, el 0 de la Y se encontrará, si estamos de frente a la impresora, al fondo del todo. Otro motor se encargará de el extruder, que es la puntica por donde sale el filamento caliente. Suministrará filamento al extruder y lo moverá en el eje X. Supondremos de nuevo que estamos enfrente de la impresora, el lado izquierdo al máximo será el punto 0 de nuestro eje X. Y los dos motores que se encargan de subir y bajar, están configurados para que estando a ras de la cama caliente, se encuentren en el punto 0 del eje Z. Bien. Para calibrar los motores usaremos unos valores seguros de amperaje, los motores X e Y tendrán 200 mA y los de la Z unos 400 mA cada uno. Para calibrarlos conectamos los motores de uno en uno y vemos el amperaje que les entra nada más encender la impresora (instantes después caerá este valor al desconectarse).

El valor que nos muestra está “distorsionado” ya que hay que restarle el consumo de la placa (en nuestro caso 90 mA). Por eso, para calibrarlo, veremos que en la placa donde conectamos el motor hay un tornillo chiquitito que nos permite ampliar esta intensidad. Aunque lo ideal sería 290 – 300 mA, a nosotros en 240 nos funciona sin perder pasos. Otra curiosidad de nuestra placa es que, con la fuente que tiene, no alcanza más de 310 mA, aún así no hemos tenido mucho problema para imprimir. Como estos valores pueden variar bastante y lo único que importa es que la impresión no pierda pasos (es decir, que le llegue energía suficiente para imprimir todas las capas), si el amperaje es menor, el consumo total del sistema será menor.

Con el otro motor operamos igual. Lo conectamos sólo a la placa y procedemos a calibrarlo de esa misma forma. Como dato curioso, tras hacer distintas pruebas de movimiento de motores (sin instalar los fin de carrera), nos encontrábamos que al darle a que se moviera, por ejemplo a la izquierda, se nos iba para la derecha. Tras mucho meditarlo, pensamos cambiarlo por software pero resulta que si pones los pines de la placa conectados al revés (que en verdad sería el derecho) se soluciona. Y descubrir esto fue… ¡brutal!

Vale, y terminando el tema de calibrado de motores me gustaría hablar de los dos motores que quedan. En nuestro caso nos los encontramos soldados. En cierto modo tiene sentido, ya que deben ir a la par, pero teníamos un problema muy físico. Os explico. Nuestra placa sólo da hasta 310 mA. Restando el consumo de la placa nos quedamos en 310 – 90 = 210 mA para los dos motores. Al estar empalmados (visto de otro modo, conectados en paralelo), tienen un nodo. Es decir, un punto donde la corriente se bifurca. Y, teóricamente, le llegaría la mitad de corriente a cada nodo: 105 mA a cada motor. Pues vaya faena, ¿no? Deshacemos el empalme y así aseguramos que a cada uno le llegue, al menos, 210 mA  de la resta del máximo amperaje y el consumo de la placa. No son los 400 del valor seguro, ¡pero funcionan! Lo que me da a pensar que no hará que pierda pasos y consumirá menos. ¡10 puntos para Gryffindor!

Fines de carrera

Por último nos quedaba conectar los fin de carrera, esto es, unos pulsadores que indicaran a la impresora que no podían pasar más allá de ahí. Y sobretodo, le daban la referencia de los 3 puntos (0, 0, 0) del sistema.  El único misterio que nos hemos encontrado en este término es que al conectarlos mal, no los detecta. Y aunque esto parezca muy obvio, NO LO ES. En nuestra placa quedaban una serie de pines libres y decidimos conectarlos juntitos y, de cierta forma, arbitrariamente. Pues resulta que estaba indicado en la placa misma una X, Y, Z donde se conectaban. Vaya tela…

Primeras pruebas. ¡Funciona, maldita sea!

Al empezar las primeras pruebas, imprimimos un cuadrado de 2x2x1 cm. Al principio, ignorante de mí, pensé que las primeras capas eran casi imperceptibles al ojo humano, ya que eran 50 capas. Pero luego, explicándole el tema mi hermana pequeña me hacía el simple cálculo: 1 cm / 50 capas = 0.02 cm. Que son 0.2 mm. Según Yahoo! Respuestas el ojo humano no distingue grosores menores a 0.1 mm, ¡y en nuestro caso es el doble exacto! ¡Debíamos verlo perfectamente!

Pues resultaba que no estaba cogiendo filamento. Ajustado todo aquello que faltaba por ajustar, ¡ándale!

A estas alturas llevaría entre 10 – 24 capas, cuando de repente el ordenador decide entrar en reposo y se para la impresión 🙁 Investigaremos en profundidad cómo evitarlo, pero conseguimos imprimir esto:

Y ojito, que no hemos hablado de la laca. La laca es muy importante, porque sirve para que no se pegue a la plataforma aquello que estamos imprimiendo. Aunque hay distintas alternativas, siempre queda guay tener esto cerca 😉

Y hasta aquí la ciencia de hoy. Muy agradecido a Infomun J.E. por facilitarnos el trabajo y permitirnos vivir esta experiencia. Y muy agradecido también a Roldán, que a pesar de su dislexia contagiosa (xDxDxD), hemos podido alcanzar el éxito de este proyecto.

¡Seguiremos trasteando! 😉