[PROYECTO] Nueva Impresora 3D tipo SCARA (basada en RepRap Morgan)

[Eduardo Vieira]

Hola a todos de nuevo! Aqui sigo yo com mis ganas de construirme una impresora 3D a pesar de las adversidades. Este es mi tercer intento y esta vez he trabajado duro como freelancer para comprar todos los componentes (para los que no me conocen, soy de Venezuela y aqui es complicado conseguir monedas extranjeras).

Esta es una impresora 3D de tipo SCARA con dos cadenas cinematicas o SCARA paralela o robot 5R, como quieran llamarla. Se trata d eun diseno basado en la RepRap Morgan y la Ultimaker. El frame lo vamos a realizar en madera (ya la tenemos :) ) y la vamos a cortar en una fresarora CNC de 3GDL o router. ERstamos a punto de comenzar la manufactura (ibamos a comenzar hoy pero surgio un pequeno contratiempo y tuvimos que postponerlo). Quisiera que me dijeran que les parece y si tienen alguna sugerencia para mejorar el diseno. Tambien, quiesiera ponerle un nombre pero hasta los momentos no tengo idea.

Gracias a todos y saludos desde Venezuela!

[Jordi]

Hola,

Muy buen trabajo. Mi única sugerencia es que no useis madera ya que es un material muy sensible dimensionalmente a la temperatura y humedad.

La madera no es un material técnico y os dará muchos problemas.
Usad laminas de Pmma cortadas por laser o aluminio/acero si os lo podéis permitir.
Vuestro tiempo vale mucho más que el sobrecoste de usar los materiales adecuados.

Saludos

[Jose H]

Hola Eduardo. Ha hecho un buen trabajo, pero yo haría algunas modificaciones.

Yo no usaría madera. Engranajes de ese tamaño y con esa precisión de madera son completamente inviables.

Yo siempre recomiendo lo mismo. Si lo que os interesa es que cueste poco dinero, aprended a soldar y fabricaros vuestras impresoras de perfiles de acero soldados. La rigidez que os dará es órdenes de magnitud superior a cualquier cosa de madera.(Venezuela es muy húmeda y calurosa y la madera responde muy mal en esas condiciones) Y no puede ser más barato, hay acero en cualquier parte, gratis o casi gratis.

Para la cama es siempre conveniente que no sea algo plano sin más, sino que esté reforzado. Leerse el guerrilla guide en la parte de "Rigidity management" o incluso un buen libro de diseño mecánico no está de más:

http://lcamtuf.coredump.cx/gcnc/ch6/

Eso es especialmente importante en la rigidez de los brazos. Los brazos al ser muy largos, tienes que encontrar una forma de hacerlos rígidos. Yo recomiendo hacer modelos de cartón,madera y papel maché sólo de los brazos, para poder iterar y que tengas una intuición de la rigidez lo antes posible.

Puedes usar también software de elementos finitos para ver la rigidez, aunque es siempre preferible(especialmente para un diseñador) que hayas desarrollado una intuición basada en los sentidos antes.

No te puedes quedar en el programa de CAD para diseñar algo, tienes que conocer el comportamiento de las cosas en el mundo real, o tus diseños serán irreales. No es complicado, fíjate en los diseños de las cosas profesionales a tu alrededor(los coches,los edificios,los objetos como un despertador), y aprende de ellos.

[Eduardo Vieira]

Gracias a todos por sus respuestas. Entiendo lo que dicen de la madera. Nosotros también pensamos en ello y los componentes más críticos como lo son los brazos y los engranajes los haremos de acrílico. Ya hemos hecho los brazos en madera y los resultados son bastante buenos ya que estamos usando madera de buena calidad y la Fresadora CNC nos ayuda mucho. Los engranajes si nos han costado bastante (incluso en acrílico) pero creó que al final los haremos haciendo agujeros de 1.2mm con un taladro de banco, cortando y lijando con mucha paciencia. La estructura si la haremos en madera porque tenemos la fresadora cnc y los materiales (madera de balsa) además de que el padre de mi compañero en este proyecto es luthier y tiene bastante conocimiento en el uso de la madera. Creó que con la suficiente precaución podemos trabajar con la madera.

No he investigado mucho sobre la cama caliente, solo pensé en colocar resortes entre la plataforma y la cama para la nivelación y la placa de vidrio donde se realizará la impresión.

[Jose H]

Si nunca habéis tenido una impresora, lo primero es tener una impresora que funcione, aunque sea regular. Trabajar con metal ahorra muchos problemas pero por otro lado con madera se aprende más(al tener más problemas que resolver y ser muy rápido en iterar).

Muchos de nosotros empezamos con impresoras de madera.

Igual os interesa este vídeo que muestra cómo se creaban los engranajes tradicionales de los relojes artesanalmente:
https://www.youtube.com/watch?v=ZSXDIraHz3k

[Eduardo Vieira]

Gracias Jose. Voy a hacer unos cambios para darle un poco más de rigidez en la parte donde se apoyan los brazos y los engranajes los haremos de acrílico cortados por láser. Más tarde les muestro como va quedando 

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[VincentM]

En mi opinión, una Scara diseñada por tí como primera impresora tiene muchas posibilidades de acabar en fracaso.
Tiene varios errores de diseño.
Creo que ya te pasó con un intento de montar una Delta, ¿no?.
Mejor monta una Prusa I3 Box con marco de madera que es una impresora accesible y con mucha información disponible.
Cuando la tengas imprimiendo ya te podrás plantear nuevos retos.
Yo empecé así. Monté una Box hace 5 años y sigue funcionando perfectamente (y vivo al lado del mar).

[Eduardo Vieira]

Efectivamente. La cuestión fue que el proyecto de la delta fue rechazado y me sugirieron que para la aprobación debía hacer algo que no estuviera tan estudiado (cuestiones académicas).

Estoy tratando de aplicar todas las cosas que aprendí en esa experiencia y también sé que mi diseño no es perfecto (está muy lejos de serlo) pero estoy pendiente de sus sugerencias como personas más experimentadas que yo. 

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[Jose H]

Yo me plantearía al menos hacer los brazos en aluminio en el futuro ya que tenéis fresadora, despacito. Aunque primero lo haría de madera.

Los brazos los uniría entre sí con separadores de aluminio:
http://openbuildspartstore.com/aluminum-spacers-10-pack/

De hecho yo hice una cosa muy parecida a esos brazos, pero muchísimo más grande de aluminio, un pantógrafo, tendría 40 cms el brazo largo, la mitad el corto y 5cms de longitud, 3mms de grosor las pletinas. Los separadores me los hice con prisma cuadrado macizo de aluminio cortados todos creo que a 8cms, y taladrados y roscados en los extremos. Debería de haber alguna foto en la lista, aunque fue hace mucho.

Al unirse los brazos superior e inferior se refuerzan de forma brutal. Incluso en aluminio 2 brazos sin separadores se sienten muy endebles. Con separadores es una piedra en las tres dimensiones, esencial para poder usar una fresadora con ella, útil para una impresora.

El pantógrafo acabó siendo un trasto, comparado con una fresadora CNC, y complicado regular la altura, pero aprendí mucho con él.

Todo esto son ideas. Si tienes que hacer un proyecto, terminarlo y que funcione aunque sea de forma mediocre cuanto antes, y luego ya podréis mejorarlo.

[Eduardo Vieira]

No, la idea no es hacer algo mediocre. Si es cierto, puede mejorarse luego, pero voy con mucho cuidado para que quede lo mejor posible en la primera iteración. 

Si, los brazos quedarían bien en aluminio. Ya hicimos la prueba construyendo unos de madera y el resultado nós convenció mucho. Creo que con acrílico quedaran aún mejor. Estamos usando rodamientos de bolas 608 2rs, como son dos juegos de brazos no ocurre tanta deflación. Y para separar usamos arandelas planas sencillas. 

Anotaré lo de los brazos en aluminio. Eso y un aumento de rigidez al frame pueden ser unos upgrade muy interesantes en el futuro. 

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[Jose H]

Ya, obviamente la idea no hacer algo mediocre. Yo sin embargo considero un buen método de diseño cuando se hace algo por primera vez, protegerse del perfeccionismo, y hacer algo cuanto antes, aunque quede mal. Esto no significa que vaya a quedar mal, sino que te proteges de la procastinación al querer que salga algo perfecto cuando uno ni siquiera conoce que es la perfección o un buen diseño, porque es la primera vez y carece de experiencia.

El primer prototipo no va a ser el definitivo, nunca, así que no pasa nada. Una vez que tienes algo funcionando, aunque sea mal, delate de tus ojos, es mucho más fácil aprender e iterar en el diseño, centrándose en lo importante, sin perder tiempo.

Decía Steve Jobs aquello de "Real artist ship" porque existe la tendencia real cuando se desarrolla algo por primera vez de pasarse de perfeccionista y no acabar nunca, centrándose en detalles sin importancia reales y obviando cosas muy importantes(puesto que en realidad carecemos de experiencia real).

Esta es la pieza que conservo del pantógrafo. La hice a mano con segueta eléctrica, taladros pequeños para los agujeros, sierra circular para el contorno exterior, a grosso modo, y luego lijado:

​

 20180604_084907.jpg

​

Obviamente si la hiciera hoy la haría con la fresadora, y en lugar de usar tornillos de pala usaría Phillips o Allen.

[Jose H]

PD: Si probáis a poner spacers,aunque sean pequeños de 2 o 3cms, veréis como la estructura de los brazos cambia completamente.

[Eduardo Vieira]

Gracias a todos por sus sugerencias y sus respuestas. He hecho algunas modificaciones al CAD y me ha quedado un diseno "definitivo". No es perfecto, pero voy a comenzar a fabricarlo a ver que sale. Con respecto a la fabricacion voy a realizar la estructura en madera cortada con la fresadora, los brazos en acrilico cortados con la fresadora y las poleas grandes en acrilico cortadas con laser.

Les dejo una imagenes del CAD y un enlace donde pueden ver el modelo 3D.

Saludos y gracias por el apoyo.

Modelo 3D: https://autode.sk/2JwYzrO

[Jose H]

Mucho mejor, al abrazar las poleas no necesitas tanta resolución, incluso podrás imprimir la polea cuando tengas funcionando la impresora.

Estaba dudando si decírtelo o no, la opción de poner poleas con tensor(sin darte demasiadas ideas y descentrarte). En realidad con poleas no es necesario siquiera que la polea tenga muescas, basta con ejercer suficiente tensión, aunque ayuda en los cambios de sentido.

Pues nada, mantennos informados...

[Iceflow]

La verdad que los renders se ven de lujo!! :D ya nos informaras mas de tus progresos!! Queremos ver esa scara en movimiento e imprusando!!

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[Jose H]

PD: Que sepas que es bastante raro engranar una polea sin un tensor. El tensor obviamente tensa la polea y logra que exista fricción efectiva entre la polea y la correa.

Puedes ver como funciona en una mountain bike, verás que hay un tensor que tensa la cadena.

En bicicletas de un sólo plato y un sólo piñón, la cadena se tensa desplazando la rueda trasera y cuando está tenso, apretando las fijaciones.

La forma más sencilla de tensar esa correa es con este último método, desplazando ligeramente los motores con un tornillo u algo.

Para aprender de tensores puedes echarle un vistazo a thingiverse y aprender de todos los tensores de correas de carro.

Si no pones tensor, la correa o bien estará holgada y se caerá, o bien estará muy justa y necesitarás hacer mucho esfuerzo para meterla, introduciendo una tensión que no controlas.

Tal y como está ahora las dos tensiones contribuyen a formar un par, que dobla el vástago. Si las 2 tensiones son similares y las pones de otra manera, se anularán...pero bueno, no he dicho nada...

[Eduardo Vieira]

También he pensado en eso. Todavía no he encontrado una manera efectiva de solucionarlo

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[Jose H]

Por ahora tampoco lo pienses demasiado, creo que la prioridad es que tengáis algo real cuanto antes.

Por ahora os vale simplemente con poner en lugar de simplemente 4 agujeros para los motores, ponéis cuatro ranuras que os permitan deslizar en un eje, un grado de libertad, por ejemplo haciendo una ranura de 2 o 3mm adicionales al tornillo.

De esta manera simplemente fijáis los motores y ponéis los tornillos sin apretar y el motor se puede desplazar 2 o 3 mms.

Una persona pone la corra y otra tira del motor para tensarlo. La persona que puso la correa aprieta los tornillos y lo deja fijo mientras el otro mantiene la tensión.

Cuando esté funcionando, aunque sea de forma regular, el propio diseño os enseñará lo que tenéis que hacer.

Un sistema físico real son muchas más cosas que un modelo en CAD, y enseña mucho más, es importante que lleguéis ahí cuanto antes.

Por eso no quería deciros nada de estas u otras opciones, ahora lo importante es que os decidáis a hacerlo y tengáis algo cuanto antes.

Ningún prototipo por su propia definición es definitivo. Es importante que esperéis que tenga problemas, y problemas serios. Después de tanto trabajo os puede hacer sentiros mal. Pero que los prototipos no funcionen como se espera de ellos es lo normal. El esfuerzo de corregir problemas será mucho menor cuando tengáis algo mínimamente funcionando.

[Eduardo Vieira]

Gracias Jose. La verdad sentía un poco de vergüenza al publicar por aquí contando con dos intentos fallidos. Pero me han ayudado mucho y eso lo agradezco.

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[Jose H]

Verguenza? por qué?

Sabes cuántos intentos fallidos tendré yo? 30 o 40, como mínimo. Desde poner refrigeración líquida a crear una estancia a 80 grados, operar una fresadora en el vacío, crear un escáner 3d de calidad por debajo de los 60 euros, filtrado de recintos...por no hablarte de proyectos profesionales.

No consigues 80 grados, pero consigues 70, no consigues que opere en el vacío y eliminar el ruido, pero lo reduces significativamente, aprendes a crear un escáner por 200...

Decir las cosas es siempre mucho más sencillo que hacerlas. La clave de la innovación personal(hacer lo que nunca has hecho) y la global(hacer lo que nadie ha hecho) es el arriesgarse a fallar, y el levantarse lo antes posible cuando ocurra.

Es al menos decenas de veces más difícil hacer una impresora desde cero que montar un diseño ya existente.

El que no se arriesga nunca va a fallar, pero tampoco va a acertar. Hay gente por ejemplo académicamente brillante que es sin embargo completamente inútil en innovación, porqué? fundamentalmente porque están acostumbrados a no fallar nunca en ese entorno artificial que es el académico y el mundo real sin restricciones les da vértigo.

Cuando un programador crea un programa lo primero que espera es que tenga bugs, lo mismo ocurre con un diseñador y sus prototipos.

No creo que nadie que nunca haya diseñado una impresora vaya a pensar menos de ti por haberte equivocado en un diseño, y alguien con experiencia diseñando impresoras pues es lo que hace todos los días.

[Xoán Sampaíño]

El jue., 7 jun. 2018 a las 13:41, Jose H (<jose.franc...@gmail.com>) escribió:

Decir las cosas es siempre mucho más sencillo que hacerlas.

Nunca mejor dicho :D

--

Xoan Sampaiño | https://about.me/xoan

[edu p g]

Jose H., conseguistes un scaner 3d potable, yo tengo para montar un ciclop, aunque no es que le pongan miy bien. ;)

[VincentM]

Tu diseño es un claro candidato a sufrir "z wobble" por como tienes colocados los husillos en el eje Z.
Revísalo.

[Jose H]

@edu: Si, pero el software no es intuitivo. Lo suyo es que tardes 5 minutos es usar cualquier cámara, desde una reflex a un teléfono móvil. Espero tenerlo listo en uno o dos meses.

El proyector de patrones no es lo suficientemente barato. He usado una rueda de bicicleta de mountain bike con el el mismo bluray pickup de Diyouware para crear una tira de patrones en metal, que luego se pueden proyectar.

La idea es hacer algo así:
http://www.franksworkshop.com.au/Electronics/Photoplotter/Photoplotter.htm

Pero el cilindro en lugar de estar torneado es la rueda de bicicleta, con un radio gigantesco en comparación, y el desplazamiento del husillo es mínimo. El pickup se mueve lo mínimo y queda parado mientras la rueda se mueve. Lo bueno del pickup es que puedes medir la profundidad, los errores de una rueda son gigantescos en comparación con algo torneado que por definición tiene errores muy pequeños, el torno hace que todo tenga el mismo radio. Lo que interesa es la repetitividad de este error, quiere decir, que puedes medir la profundidad con el láser rojo y los errores sean los mismos en cada vuelta de la rueda. Entonces puedes corregirlo.