[Proyecto] Emprendimiento de Impresión 3D en Venezuela

[Eduardo Vieira]

Hola, mi nombre es Eduardo Vieira, soy estudiante de Ingeniería Mecánica de Venezuela. Ya

hace algún tiempo hice una presentación por aquí. Estoy agradecido con esta comunidad por

las ganas de ayudarme pero la situación económica aquí no ha estado nada fácil. 

Pero yo soy una persona bastante terca y a pesar de todos los obstáculos económicos pude 

comenzar a trabajar por internet como freelance. Eso me dio la base económica para comprar

los componentes básicos para la fabricación de una impresora 3D tipo delta.

Estoy decidido a diseñar y construir una impresora 3D tipo delta (obviamente open source)

para montar mi mini negocio de impresión 3D en Venezuela.

La lista de materiales que poseo es la siguiente:

• Tarjeta controladora de impresora 3D RAMPS 1.4.
• Arduino Mega 2560.
• Drivers de motor paso a paso A4988.
• Intefaz de pantalla LCD de 12864 puntos con botones y lector de memorias SD.
• Cama caliente tipo PCB modelo MK2B
• Finales de carrera mecánicos.
• Poleas y correas de tiempo GT2 para los motores.
• Termistor para la medición de temperatura de extrusión.
• Resistencia para el calentamiento del extrusor.
• Base de motor de extrusión bowden MK8.
• Extrusor bowden de aluminio para filamento de 1.75mm con boquilla de salida de 0.3mm tipo J-Head.
• Juntas de rodilla o “Rod Ends” hembra.
• Motores paso a paso NEMA 17 de 1.8° por paso de 5.47 kgf*cm de torque.
• Filamento ABS de 1.75mm verde y blanco.
• Muchas ganas!

Con respecto a las herramientas tengo acceso a una buena cantidad de herramientas.

El marco pienso hacerlo inicialmente de algún tipo de madera y con ese montaje imprimir

las piezas para el diseño final.

Como trabajo de grado he tomado el diseño y construcción de la impresora, el título

de la tesis es el siguiente:

EVALUACIÓN CINEMÁTICA Y DISEÑO DE UN ROBOT DE MANUFACTURA ADITIVA CON

FILAMENTO FUNDIDO DE TIPO DELTA LINEAL

La parte de la evaluación cinemática es mas que todo para apoyar la línea de investigción

que se viene desarrollando en la universidad, sin embargo lo principal es el diseño de una

impresora 3D de alta calidad utilizando un análisis de sus variables cinemáticas y su 

resolución en función de sus características geométricas. Cabe destacar que no se tocará

la parte dinámica.

El objetivo de la tesis es el siguiente:

Evaluar la cinemática y diseñar un modelo de robot de manufactura aditiva con filamento fundido de tipo delta lineal de 3 columnas equidistantes de licencia libre.

Los objetivos específicos son:

• Definir la geometría de la impresora 3D tipo delta lineal de 3 columnas equidistantes.
• Determinar las ecuaciones que permiten resolver el problema cinemático de la impresora 3D tipo delta.
• Estudiar el posible espacio de trabajo de una impresora 3D tipo delta.
• Estudiar la influencia de las magnitudes geométricas en las variables cinemáticas y la resolución de los movimientos en el espacio de trabajo.
• Diseñar utilizando software CAD un modelo de impresora 3D tipo delta.
• Construir un prototipo funcional a escala real.
• Fabricar piezas en el prototipo y realizar mediciones para validar el modelo.
• Elaborar un manual de fabricación y publicar el modelo bajo licencia Open-Source Hardware

El modelo no posee nombre todavía. La empresa que voy a comenzar se llamará Ideat3D!

y actualmente estoy haciendo un plan de negocios para la misma. Se tratará en un principio

de ofrecer el servicio de impresión 3D (fabricar piezas), luego se expandirá a la fabricación de

filamento para abastece el creciente mercado local (cada vez hay más impresoras 3D en 

Venezuela!) y tambien al diseño, fabricación y construcción de impresoras y partes de

impresoras 3D.

Espero sus opiniones!

Eduardo Vieira

[Iceflow]

Bienvenido Eduardo!!

Interesante proyecto el de la delta!! estaremos atentos a tu avances sin duda!! te vas a volver un experto en el tema de las deltas con ese trabajo de la uni :D nunca viene mal uno de esos por aquí jejejeje ;)

Saludos y suerte con el trabajo de la uni y con la futura empresa!! :D

--
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[Eduardo Vieira]

Gracias ice, anoche me puse a diseñar una estructura básica. Como aquí todavía no está el proyecto clone wars y como no tengo muchos recursos (todos saben la situación de los venezolanos) voy a hacer toda la estructura en madera.

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Las dimensiones no están definidas porque debo hacer el estudio cinemático primero, pero allí se ve mas o menos la estructura. Creo que por ser una delta es mas sencilla su construcción en madera, por lo que he podido leer las delta son de estructura y diseño simple (además de rápidas y precisas por el movimiento simultáneo de motores) pero bastante complejas en la parte matemática y de calibración

[Eduardo Vieira]

Yo creo que este proyecto será bastante bueno para la comunidad por distintas razones:

+ Permitirá conocer las ecuaciones que determinan la cinemática de las delta (cuantos pasos se deben mover los motores para llegar al punto cartesiano X, Y, Z).

+ Permitirá un mejor entendimiento de la velocidad y resolución de las impresoras delta en función del sus características geométricas (longitudes de brazos, distancia entre columnas).

+ Desarrollará un modelo de muy buenas características construido sin piezas de impresión 3D, lo que permitirá llevar el proyecto a sitios donde actualmente no se dispone de la tecnología de impresión 3D.

+ Se creará un manual de fácil lectura para montar el modelo diseñado.

[Iceflow]

Muy buena pinta ese diseño, si, en madera es muy simple hacer cositas decentes, suele ser fácil trabajarla y es muy accesible :D

Aun no veo los carros en esa foto, pero podrías incluso hacerlos también en madera lo mas probable, al igual que el efector (el carro del extremo de los brazos donde va el fusor)

Buen ritmo, esperamos mas avances!! ;)

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[Iceflow]

Son unos objetivos muy buenos!! :D

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[Eduardo Vieira]

Aqui se puede ver el modelo en construcción: https://cad.onshape.com/documents/9c11fd9d7907032d2159ab82/w/172b6d09309907c97f84437c/e/b0a9db7e0ad159b9a24d0b74

Si, pienso hacer los carros y el soporte del estrusor de madera tambien.

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[Eduardo Vieira]

He añadido el carro, los brazos y la plataforma. Con esto ya tengo la geometría básica que usaré.

Lo siguiente será hacer el estudio cinemático.

Espero que se aquí a cuando termine se me ocurra un nombre XD.

Pueden examinar el CAD desde el navegador en: https://cad.onshape.com/documents/9c11fd9d7907032d2159ab82/w/172b6d09309907c97f84437c/e/b0a9db7e0ad159b9a24d0b74

Por último, voy a poner un mecanismo de extrusión tipo bowden y el suministro de filamento es direct-drive (osea sin reducción en el motor). Los motores que adquirí son de 76oz y el filamento que usaré es de 1.75. Tendré problemas en mover el filamento?

Las dimensiones no están definidas porque debo hacer el estudio cinemático primero, pero allí se ve mas o menos la estructura. Creo que por ser una delta es mas sencilla su construcción en madera, por lo que he podido leer las delta son de estructura y diseño simple (además de rápidas y precisas por el movimiento simultáneo de motores) pero bastante complejas en la parte matemática y de calibración

[jorge latorre]

Hola Eduardo, gran proyecto y como dicen por ahi arriba puede ser muy beneficioso para la comunidad. Seguiré muy atento tus avances, no tengo experiencia en Deltas pero espero ponerme al día.
Si necesitas algo, estamos un poco lejos pero quien sabe, quizas podamos ayudar de alguna forma, un saludo y mucho animo.

[Antonio beta]

Mola un moton el modelo!, pero para hacerlo sin maquina CNC, no sería mas facil tirar por algo tipo rostock, creo que sería mas facil de hacer completa en madera. De todas formas tu modelo esta bastante guapo!

Suerte

Saludos.

Antonio Arco (AKA Antoniobeta) about.me/antoniobeta

El 24 de junio de 2016, 9:17, jorge latorre <jorl...@gmail.com> escribió:

Hola Eduardo, gran proyecto y como dicen por ahi arriba puede ser muy beneficioso para la comunidad. Seguiré muy atento tus avances, no tengo experiencia en Deltas pero espero ponerme al día.
Si necesitas algo, estamos un poco lejos pero quien sabe, quizas podamos ayudar de alguna forma, un saludo y mucho animo.

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[Antonio beta]

Mola un moton el modelo!, pero para hacerlo sin maquina CNC, ¿no sería mas facil tirar por algo tipo rostock?, creo que sería más facil de hacer completa en madera. De todas formas tu modelo esta bastante guapo!

Suerte

Saludos.

Antonio Arco (AKA Antoniobeta) about.me/antoniobeta

El 24 de junio de 2016, 9:17, jorge latorre <jorl...@gmail.com> escribió:

Hola Eduardo, gran proyecto y como dicen por ahi arriba puede ser muy beneficioso para la comunidad. Seguiré muy atento tus avances, no tengo experiencia en Deltas pero espero ponerme al día.
Si necesitas algo, estamos un poco lejos pero quien sabe, quizas podamos ayudar de alguna forma, un saludo y mucho animo.

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[Francisco Pavón]

Buenos días,

Creo que has elegido algo para el proyecto que disfrutarás y te servirá para el futuro como lo tienes planteado, espero que vaya todo sobre ruedas y nos vayas poniendo los dientes largos con el desarrollo. La verdad que las deltas tienen su encanto.

Saludos!!

PD: Antonio, creo que indicaba que tenia acceso a bastante maquinaría, por lo que es posible que tenga acceso a una cnc para realizar las piezas

El viernes, 24 de junio de 2016, 9:21:25 (UTC+2), Antoniobeta escribió:

Mola un moton el modelo!, pero para hacerlo sin maquina CNC, ¿no sería mas facil tirar por algo tipo rostock?, creo que sería más facil de hacer completa en madera. De todas formas tu modelo esta bastante guapo!

Suerte

Saludos.

Antonio Arco (AKA Antoniobeta) about.me/antoniobeta

El 24 de junio de 2016, 9:17, jorge latorre <jorl...@gmail.com> escribió:

Hola Eduardo, gran proyecto y como dicen por ahi arriba puede ser muy beneficioso para la comunidad. Seguiré muy atento tus avances, no tengo experiencia en Deltas pero espero ponerme al día.
Si necesitas algo, estamos un poco lejos pero quien sabe, quizas podamos ayudar de alguna forma, un saludo y mucho animo.

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[Paul Niño]

Saludos desde Venezuela, yo soy de ciudad Guayana!, y ahorita estoy construyendo para hacer filamento y para inyección de plástico (arduino para que te quiero), estamos a la orden en lo que te pueda ayudar, poseo una mendel90 y una i3 y aparte un CNC jejejeje soy aficionado a la maquinaria automatizada, jejejeje

[Eduardo Vieira]

Yo escogí la madera porque es lo más accesible ya que los perfiles extruidos que ultilizan la mayoria de las deltas son bastante caros. Además considero que es bastante falcil de trabajar, lo único es que al tratarse de una delta hay que tratar de hacer todo lo más preciso posible (son bastante sensibles).

Ya he comenzado con el estudio cinemático, es bastante interesante, redactaré un post en mi blog en los próximos días y tal vez sería bueno incluir un poco de eso en la grandiosa wiki de reprap.

Paul, yo soy de Caracas, un gusto conocerte. Aqui en mi universidad hicieron una máquina de reciclaje de plastico que producía filamento de impresora 3D. Es interesante porque muchos de los materiales se pueden reciclar (creo que todos a exepción del PLA). Tambien tengo pensado hacer uná maquina de producción de filamento.

Ayer hice unos renderizados pero los dejé en la la otra PC, posiblemente la semana entrante los publique.

Gracias a todos por el apoyo.

El mar., 21 jun. 2016 a las 14:01, Paul Niño (<nino...@gmail.com>) escribió:

Saludos desde Venezuela, yo soy de ciudad Guayana!, y ahorita estoy construyendo para hacer filamento y para inyección de plástico (arduino para que te quiero), estamos a la orden en lo que te pueda ayudar, poseo una mendel90 y una i3 y aparte un CNC jejejeje soy aficionado a la maquinaria automatizada, jejejeje

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[Paul Niño]

A ok, pero yo lo hice de tubo 1x1 y perfiles jejeje, y el CNC es puro tubo cuadrado, y ahorita después dela esto quiero hacer una impresora 3d de por lo mínimo 400x400x400 jejeje.

[Alvaro Mendez]

Hola Eduardo, enhorabuena por tu proyecto.

No me resisto a transmitirte el consejo que me dieron cuando -hace ya tres años- comenzamos la construcción de nuestra delta: "usar los mejores materiales posibles"...  En hilo de nuestro proyecto puedes encontrar información sobre tamaños, volúmenes o resolución de la maquina. 

Con las delta no solo hay que tratar de hacerlo todo preciso, hay que conseguirlo!... Busca la manera de asegurar que las distancias de las torres al centro son iguales, paralelas a la vertical y por supuesto a la 120º entre ellas. Teniendo en cuenta estas dificultades inherentes, trata de simplificarte la vida todo lo que puedas (te aseguro que con una delta las complicaciones vendrán solas) y, en mi opinión, tu diseño de madera es demasiado complicado como para garantizar -sin cnc o corte por láser- una exactitud en las medidas.

Por ello te propongo que consideres simplificar el diseño al máximo de la siguiente manera:

• diseña una base con tus medidas: en cuanto tengas tu estudio cinemático, podrás calcularla para el área de impresión que desees. 
• imprime tu plano en papel.
• traslada los cortes y taladros del papel de una sola vez a dos tablas unidas (en mi caso DM19) para que -si hay una desviación- por lo menos sea la misma en base y tapa.
• Monta tus motores y electrónica y a disfrutar calibrando tu delta ;-)

Esta podría ser tu maquina en funcionamiento!! : https://www.youtube.com/watch?v=xu4E3IBcf0M

¿imaginas algo mas sencillo para llevar a la practica?

Mucha suerte, paciencia, cafés y conocimiento. Ver moverse una delta merece los esfuerzos.

Alvaro.

[Eduardo Vieira]

Muchas gracias por tus consejos Álvaro.

El diseño podría simplificarse, sin embargo es algo un poco conceptual. Es 

mas que todo para tener bien claro la geometría  a la hora de plantear el 

estudio cinemático ya que para ello es necesario tener bien definidos todos 

los vectores desde el origen hasta la punta de la herramienta. Además he estado

 consciente de la sensibilidad de una delta a las pequeñas tolerancias, por eso 

quise darle una estructura un poco más rígida.

Creo que el procedimiento más adecuado para su elaboración consistirá

en la elaboración de un plano CAD donde se encuentren todos los cortes

a realizar, este plano se plottee (al menos aqui en Venezuela se dice que 

llevar un plano del CAD al papel es plottear y se hace con un plotter, algo 

que no entiendo muy bien) al menos dos veces, se recortará y se pegarán

los recortes en la madera. Luego se cortará de la manera más precisa posible

y para el ensamblaje se vuelven a pegar los recortes (de la segunda copia

del plano) ya que los primeros seguramente se habrán dañado y con ayuda

de los mismos se realizará el ensamble dándole la mayor alineación posible.

Esta técnica ya la hemos utilizado anteriormente en la manufactura de 

componentes para un vehiculo de competición y nos ha dado buenos resultados.

Esperemos que con paciencia y fundamento también nos de buenos resultados 

en nuestra delta.

El acceso a tecnologías de CNC y de impresión 3D está disponible pero pueden 

ser bastante costosas (además contando que soy un simple estudiante). Pero

considero que se puede prescindir de ellas. Así este prototipo busca ser una especie

de RepStrap delta pero que destaque por ser de buena calidad incluso sin usar

tecnologías que no están facilmente disponibles en todo el mundo.

En esta semana el desarrollo estará en pausa ya que me encuentro en semana

de exámenes, sin embargo, posiblemente el miércoles vaya a buscar parte de 

los componentes que he encargado para la impresora.

Saludos y gracias a todos por su apoyo.

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[Eduardo Vieira]

Hoy me he dedicado a hacer el estudio cinemático, posiblemente en la semana amplíe la información y lo explique un poco en mi blog. 

Estudio disponible en: http://nbviewer.jupyter.org/github/eduardojvieira/Ideat3D-/blob/master/Dise%C3%B1o%20primer%20prototipo.ipynb

Cree tambien un repo de GitHub: https://github.com/eduardojvieira/Ideat3D- 

[Iceflow]

Vaya currada!! :D buen trabajo sin duda!!

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[Paul Niño]

Muy buena! Te va a quedar excelente....

[Eduardo Vieira]

Gracias! La idea es dejar conocimiento para la comunidad.

Ya tenemos todos los materiales necesarios para construir nuestro prototipo, sin embargo no lo haremos hasta que tengamos un diseño en el que podamos confiar. Todo esto a pesar de que no será un diseño "definitivo" sino que se remodelará y se mejorará con cada versión.

La información está disponible el el blog: https://eduardojvblog.wordpress.com/2016/07/09/diseno-y-construccion-de-una-impresora-delta-1/

En otras noticias, nuestra startup ya tiene página web (la tengo realizada de manera local en mi laptop), esperamos reunir algo de capital para comprar hosting y dominio. Todo va excelente!

El jue., 7 jul. 2016 a las 21:47, Paul Niño (<nino...@gmail.com>) escribió:

Muy buena! Te va a quedar excelente....

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[Eduardo Vieira]

El domingo pasado mis compañeros y yo realizamos un mdelo de la impresora en carton.

Este nos permitió verificar el tamaño, la ubicación y verificar que teniamos los materiales

para fabricar el prototipo.

Es un poco grande (tal como esperaba), estamos planteandonos fabricar nuestra propia

heatbed

Adjunto una fotos.

[Iceflow]

Tiene buena pinta y gran tamaño sin duda :D Tenéis que hacer la estructura bien rígida o tendréis vibraciones no deseadas.

Para la cama una buena opción es una plancha calefactora de silicona a medida sobre una plancha de aluminio a medida también, así aprovecháis todo vuestro espacio de trabajo y si la cogéis de 220v/110V (el que se use en vuestro país) calentara muy rápido :D si es de ese tipo la tendréis que accionar a través de un relé.

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[Eduardo Vieira]

Gracias por la idea! La tendremos muy en cuenta. Para evitar las vibraciones vamos a hacer 2 cosas

como dices tener una estructura lo suficientemente rígida y tratar de bajar el centro de gavedad 

colocando todo lo pesado en la parte inferior.

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[Alvaro Mendez]

Hola Eduardo, refloto este tema para interesarme por el proyecto.

[Eduardo Vieira]

El mié., 12 de oct. de 2016 8:41 AM, Eduardo Vieira <eduardoj...@gmail.com> escribió:

Hola, en el verano hicimos avances en el proyecto. Falta todavía un poco. Pero alli vamos

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[Eduardo Vieira]

Hola, en el verano hicimos avances en el proyecto. Falta todavía un poco. Pero alli vamos

El mié., 12 de oct. de 2016 7:39 AM, Alvaro Mendez <alvaro...@gmail.com> escribió:

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