[DUDA] Tipos de tornillos para tu impresora 3D

[Octavio Haeublein]

Buenas tardes.

                    Estoy armando una impresora 3d y estaba decidido a utilizar tornillos en vez de correas para su eje X e Y, ahora mismo se encuentra armada con tornillos normales de acero inoxidable de m8 (Que es con lo que está hecha la impresora) Pero queria ponerle algo mejor ya que tiene movimientos que hacen menos precisa a la maquina y que no son admisibles incluso para imprimir. Pense en cambiarlos por tornillos con bolas recirculantes, pero estos solo vienen a partir de los 12mm y son demasiado caros, no creo que valga la pena la inversión. Sin embargo encontré otra variación que creo que me podría ser de gran utilidad, pero de los que no encuentro informacion.

   Se trata de los tornillos y tuerca Thsl de 8mm. Sé que trabajan con rosca cuadrada (Aunque no tengo idea de que es eso) y que son de 4hilos (Tampoco se que es) pero no logré encontrar nada más allá de eso. Me gustaría saber si vale la pena realizar el cambio por los tornillos Thsl y si realmente ayudarán a mejorar la calidad de impresión ya que ahora mismo tengo demasiado movimiento en los ejes. Adjunto imagen que saqué en una oportunidad en la que comenzé a dibujar con una lapicera para ustedes puedan verla y sacar sus propias conclusiones. Cualquier dato, consejo, e informacion hacerca de los tornillos Thsl será muy bien recibida y agradecida.

Muchas gracias.

Pd: la cama todavía tengo que nivelarla pero ese no es el problema

Imagen:

[VincentM]

Se llaman husillos trapezoidales y se suelen usar, en impresoras 3D, para el eje Z.
Tienes información en la Wikipedia:
https://es.m.wikipedia.org/wiki/Husillo

En los ejes X e Y es más aconsejable usar correas, especialmente en impresoras como la tuya.

Si las pruebas las has hecho tal como muestran las fotos, con dos rodamientos sueltos, es normal que salgan mal.

[Octavio Haeublein]

Que tal Vincent.
                       Los rodamientos no estan sueltos, la madera tiene agujeros rectangulares del tamaño justo del rodamiento. Por otra parte, muchas gracias por la informacion, voy a tratar de cambiar a correas. Cual me recomiendas y que poleas debería usar? Alguna recomendacion a la hora de instalar las poleas?

[Jose H]

Hola Octavio.

A eso le llamamos nosotros "Roscas" con su correspondiente "tuerca", llamamos "tornillos" a la pieza que además de rosca cuenta con una cabeza para atornillar, como una llave allen o una cabeza plana o Phillips.

Frente a las roscas tradicionales tenemos los "Husillos" que son mucho más adecuados a las máquinas herramientas como una impresora o una cnc.

Puedes encontrar información detallada en las discusiones anteriores de esta misma lista(en los archivos buscando en la barra de búsqueda arriba) si buscas estos términos:

https://groups.google.com/forum/#!forum/asrob-uc3m-impresoras-3d

Las roscas están diseñadas para apretar y ser baratas de fabricar, usan en general un perfil triangular, tienen mucha fricción, lo que es bueno para apretar.

Los husillos están diseñados para máquinas. Son mucho más eficientes, los cuadrados son de los mejores ya que tienen mucha menor fricción, pero son muy difíciles de fabricar y por ello caros. Los de bolas son probablemente los mejores pero son muy voluminosos y más caros aún.

Dicho esto el problema que tienes tú no es un problema de usar rosca. La rosca es ineficiente, con lo que necesitas más motor para mover lo mismo y va extremadamente lento para impresoras pero la calidad en si, salvo por el problema del backslash no debería de ser mala.

La calidad que obtienes es mala porque la máquina que tienes no es lo suficientemente precisa o rígida.

Por ejemplo pones dos rodamientos lineales en el carro X y deberías de añadir uno más, alejado de los 2 que tienes de tal manera que el carro tenga rigidez al giro alrededor del eje Y(el que tienes en la base de la impresora).

Para aprender a rigidizar tu impresora observa bien cómo lo hacen en las impresoras normales, aunque sean de plástico, y la tuya de madera, la mecánica es igual.

[Jose H]

Otra cosa, que puede ser una impresión de la foto es que me parece que la cama que has hecho es enorme para una Prusa.

Si se pone una longitud muy grande de eje X, hay que acompañarlo con hacer más rígidas las barras. Barras de 8mms de diámetro ya no son adecuadas para longitudes de cama por encima de aprox 20cms. Se pueden poner de 10 cms o de 12.

Por otra parte, ponerle unos husillos muy buenos a una impresora que no tiene materiales de alta calidad(la madera no es alta calidad) no tiene mucho sentido.

[Alfredo Rego]

Buenas tardes, yo he diseñado una impresora con husillos en todos sus ejes, aquí está la información: https://groups.google.com/forum/#!topic/asrob-uc3m-impresoras-3d/6rivYuT2Ng8 has de utilizar tuercas "anti-backlash" para no tener holguras y debes tener en cuenta el avance que tienen (menos avance = mas precisión, mas avance =mas velocidad) yo los utilizo de 6 hilos y 12mm de avance por vuelta.  

[Jose H]

Ahora mismo se te está enganchando la impresora en la tuerca porque es un apoyo de un punto, frente a poner un rodamiento que es un apoyo básicamente de 2 puntos. Fíjate en la vibración del eje X, se engancha, acumula energía y se suelta.

Yo lo que hago para estas cosas en lugar de usar epoxi(o cola térmica que tiene el problema de que se ablanda con el caloro uso intensivo) normal uso masilla epoxi metálica, la más barata que viene con 2 unidades... es lo suficientemente buena, como fibra de refuerzo (para que no quiebre con las vibraciones) uso acero galvanizado lo suficientemente fino para poderlo doblar bien con la mano. Lo uso por ejemplo para agarrar una fresadora de 8 kilos(con enormes fuerzas resultantes) con lo que debería aguantar muy bien una impresora. También el carro de una coreXY lo tengo con masilla, pero sólo la estructura,con piezas prefabricadas dentro.

Al usar la masilla tengo un tiempo de trabajo de dureza intermedia, el tiempo es muy corto y se necesita práctica y haber pensado muy bien antes lo que hacer. En este caso pondría un rodamiento lineal más y pondría la masilla con la fibra muy rápidamente para que se alineara con los ejes. Así hice un carro lineal para fotografía con rosca, luego lo imprimí, y ahora usa piezas prefabricadas de aluminio con un husillo.

Aunque bueno, hoy en día no creo que merezca mucho la pena hacerlo a mano existiendo cosas como estas:
https://www.3dpenedes.com/es/inicio/991-soporte-de-montaje-husillo.html
https://www.3dpenedes.com/es/husillos/1018-bloque-fijaci%C3%B3n-husillo.html

Los chinos venden estas cosas muy baratas y con mucha mejor calidad que la que se consigue de forma casera y solo hay que hacer cosas muy simples como taladros.

[Jose H]

PD:Otra de las ventajas de los husillos es que puedes elegir el paso(lo que se avanza con cada vuelta) parta que sea mucho más grande que en las roscas, que es extremadamente pequeño.

[Octavio Haeublein]

Buenas tardes José. Ahora mismo estoy rehaciendo la impresora, tenia pensado usar aluminio. Además, voy a seguir con la idea de usar en sus 3 ejes husillos. En este caso la base de la impresora sería de 30cm X 30cm. Conseguí unos husillos thsl de 8mm de 4 hilos, con un avance de 8mm por vuelta, que me parecieron bastante indicados para la impresora. Creo que no voy a tener problemas usando estos husillos, con tuercas anti-backlash. Un saludo

[VincentM]

Yo te aconsejo que montes una impresora más normal (una Box Frame, por ejemplo):
http://www.reprap.org/wiki/Clone_Wars:_Modelos_de_impresora/es

Cuando la tengas fumcionando y sepas de qué va esto, te planteas otros "inventos".

[Octavio Haeublein]

Buenas Vincent. Hice un modelo3D sobre el diseño de la impresora que quería hacer. Te paso una imagen y un pdf con el plano para que le heches un ojo. Saludos!

[VincentM]

No.
Yo ya te he dado mi opinión.
Si insistes en tu idea hay más de 5000 miembros en el grupo que te pueden ayudar.

[Jose H]

Hola Octavio.

Puedes usar madera si quieres, de hecho para hacer cambios y evolucionar tu impresora es más adecuado que uses madera que aluminio.

Estás haciendo tu impresora por tu cuenta y el diseño tiene muchos errores propios de la inexperiencia, eso te obligará a aprender a base de caerte y tenerte que levantar unas cuantas veces.

Yo te recomendaría que estudiaras muy bien el diseño de una Prusa, ya que otra gente ha cometido esos errores antes y los ha corregido en el diseño.

Tu diseño nada más verlo tiene muchísimo pandeo, no es rígido. No puede ser de otra forma. Piensa que una barra o una rosca tiende a ser una fibra. Yo con una barra de un metro del acero más duro puedo desplazarlo milímetros en el extremo con el dedo. Esto se debe a que toda la barra flecta de forma proporcional(no lineal) a la longitud de la barra.

Un diseño así no va a funcionar nunca ni con 20cms, si encima le metes 30 ya ni te cuento... Date cuenta que un husillo sólo funciona si la estructura que mueve resiste giros(si no el husillo haría girar la estructura) y con correas la estructura va muy tensada, esa tensión en barras simples hace que pandee.

Fíjate bien en el diseño de la Prusa:

https://cdn.shopify.com/s/files/1/0586/8617/products/1_27f5758f-ee70-46fe-9c82-01d875e7bb97_large.jpeg?v=1414115397
https://www.thingiverse.com/thing:39889

Fíjate que al usar roscas para sujetar la estructura nunca usan una sola. Usan al menos dos y esas 2 están puestas de una forma especial. Si te das cuenta tienen una pieza que impone una restricción muy importante a las roscas: impide que puedan girar en los extremos como pueden girar en tus diseños: a eso en el argot de diseño de estructuras se le llama "empotramiento" y cambia totalmente las cosas.

Si vas a usar madera es conveniente que uses directamente un rectángulo completo(tableros):
https://www.thingiverse.com/thing:229614
Puedes usar esquineros(escuadras de acero de la ferretería para unir tableros) para hacer algo así:
https://www.thingiverse.com/thing:1524754

Puedes usar tubos de aluminio por ejemplo cuadrados para hacer algo así(yo uso tubos cuadrados de 25mms de lado):
https://www.thingiverse.com/thing:1692666
https://www.thingiverse.com/thing:2567757
https://makerfairepenang.files.wordpress.com/2014/10/tiguu3d-reprap-prusa-i3.jpg?w=392&h=428

Las uniones puedes hacerlas con masilla epoxi, tornillos o escuadras antes de tener la impresora. Cuando la tengas puedes empezar a hacerte tus propias piezas e ir cambiando las uniones por piezas de plástico.

Mi consejo es que empezaras con un modelo estándar, pero si quieres seguir haciéndolo por tu cuenta, que te estudies muy bien los diseños de thingiverse, mirando muy bien la fecha de las impresoras. Cuanto más nueva,mejor es el diseño ya que ha heredado las mejoras de miles de personas trabajando durante años.

Como material es preferible la madera mientras hagas cambios, y al no tener experiencia irremediablemente los vas a tener que hacer. Cuando tengas el modelo definitivo, entonces puedes usar aluminio o lo que quieras. Pero si usas aluminio o acero con un diseño propio que tiene errores lo que estas haciendo es fijar estos errores puesto que trabajar con aluminio o acero es muchísimo más lento y difícil que trabajar con madera.

Aprende teoría básica de rigidez mecánica: mira el primer punto del guerrilla guide(si no sabes inglés usa el google translate):
http://lcamtuf.coredump.cx/gcnc/ch6/

La teoría mecánica es bastante compleja, se estudia en cursos universitarios de ingeniería, pero puedes hacerte una idea por ti mismo con modelos mecánicos simples.

[Jose H]

PD: Tengo un libro de bricolage antiguo en el que se explica cómo se hacen las uniones de cola de milano de madera A MANO mediante gubias y formones. Así se hacían las cosas antes, con lo que es posible hacerlo hoy en día pero requiere ser mañoso.

Hoy en día las uniones de esquinas de madera se pueden hacer en un momento con tornillos. Los norteamericanos son expertos en ello porque hacen muchas casas de madera. Con tableros finos la madera se puede abrir con el tornillo al atornillarlo sin más, hay que pretaladrarlo al diámetro del tornillo en el que empieza la rosca(la porción completamente sólida). Con un taco de madera se fabrica uno una guía para que el taladro sea totalmente perpendicular y en taladros largos con tornillos largos no se tuerzan y se vayan por un lado del tablero.

[Jose H]

En las esquinas otra cosa que puedes usar mientras no tengas la impresora operativa es prismas cuadrados o rectangulares de aluminio huecos, los taladras fácilmente, metes las barras y luego rellenas con yeso o cemento. Así creas un material compuesto con la resistencia a tracción del metal y la resistencia a la compresión del cemento, que es superior al plástico.

En áreas grandes no es recomendable hacer esto, puesto que si en áreas grandes pones materiales con dilatación diferente sencillamente se agrieta y deja de ser material compuesto.

Otra opción es hacer la impresora de hormigón armado, las varillas que venden para construcción ya tienen el coeficiente de dilatación adecuado, si no te importa que pese decenas de kilos, ni el espacio que ocupa,diseñando de madera las cajas(el molde dónde se vierte el hormigón). Una impresora de hormigón no tiene problemas de rigidez, ni con 30cms, aunque es matar moscas a cañonazos.
Para eso tienes que tener un sitio dónde esté al menos 7 días húmedo el hormigón.