Primeiros teste de impressão

Depois do longo período de desenvolvimento da nova impressora, chegou a fase de calibração e testes, para este inicio de teste decidi por usar o Slic3r como fatiador, por ser mais simples e com isto me permitir focar inicialmente no debug da impressora, isto é, no conjunto hardware(impressora e eletronica) e no firmware.

Semana passada me deparei com um problema no conjunto do extrusor, não estava constante a alimentação do filamento, depois de horas testando e sem entender o problema resolvi abrir o extrusor e fazer uma inspeção no parafuso trator, me deparei com um parafuso com problema, na verdade estava usando um parafuso da época do desenvolvimento do parafuso trator do Luciano G., ele não tinha os dentes devidamente afiados, para solucionar este problema foi fácil, bastou ligar para o Luciano e ir buscar um parafuso trator de produção, foi instalar e eliminar este problema.

Após resolver o problema do parafuso trator, realizei o procedimento de calibração do hotend usando o método descrito no link https://github.com/alexrj/Slic3r/wiki/Calibration , não posso dizer que esta 100% mais esta próximo a isso.

Outro problema que estou enfrentando neste inicio de teste é com o aquecimento da mesa de impressão, durante a impressão a mesma tem desligado, conversando com o Alain, ele sugeriu a troca do Mosfet original da Ramps por um mais parrudo visto que o original esta no limite para chavear a mesa.

Como paliativo resolvi colocar um relê para o acionamento da mesa, porem esta decisão me levou a outra mudança, para utilizar o relê é necessário estar com o firmware atualizado, e eu não estava, alias esta com uma versão bem velha(.64), ao migrar para a versão .82  claro tive que fazer a configuração desta versão, ele possui novos itens de setup.

Com este novo firmware tive alguns problemas de velocidade, inicialmente a velocidade máxima da maquina baixou de 120 mm/s para 90 mm/s, e para que estabiliza-se esta velocidade tive que baixas as acelerações dos eixos, ainda preciso trabalhar mais neste assunto para melhorar as velocidade máximas.

Como este processo é chato e trabalhoso, por exigir horas e horas de testes,  vou intercalando com algumas impressões, e ontem realizei três sendo que 1 transmiti ao vivo, foi uma impressão de 4 horas de duração onde imprimo o parafuso com duas rosca, uma esquerda e outra direita.

Para uma primeira impressão com tempo de impressão alto como este, fiquei bem satisfeito, o resultado foi bem legal e a impressora se comportou muito bem, mais já deu para ver que a proxima impressão a realizar é a de um Fan Duct, pois quando iniciou a impressão da rosca fez falta, acabei improvisando um coller que deu conta do recado.

Segue abaixo os dados de setup do Slic3r, as imagens das impressões e o vídeo desta transmissão:

layer_height = 0.2
perimeters = 2
top_solid_layers = 3
bottom_solid_layers = 3
fill_density = 0.4
perimeter_speed = 65
infill_speed = 75
travel_speed = 75
nozzle_diameter = 0.4
filament_diameter = 2.83
extrusion_multiplier = 1
perimeters extrusion width = 0.93mm
infill extrusion width = 0.93mm
solid infill extrusion width = 0.93mm
top infill extrusion width = 0.93mm
support material extrusion width = 0.93mm
first layer extrusion width = 0.80mm

IMG_2026 IMG_2064

IMG_2065

 IMG_2027IMG_2028   IMG_2042 IMG_2043 IMG_2047 IMG_2049 IMG_2051 IMG_2053 IMG_2054 IMG_2057 IMG_2058IMG_2059

IMG_2060

IMG_2066

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=LN4Zpc-Sd-E[/youtube]

Sds

JP

Novo projeto de impressora

Hoje comecei colocar em pratica a construção de uma nova impressora, desta vez um projeto original onde pretendo adicionar a pouca experiencia já adquirida com a utilização da Prusa Air e com isto fazer algumas melhorias.

Este projeto tem dois pontos fundamentais, o primeiro é ter a mesa de impressão com apenas uma movimento, isto é, ela só terá o deslocamento no eixo Z, e o segundo ponto é a possibilidade de fecha-la totalmente.

Tive alguns problemas de impressão com peças mais altas, por conta do movimento da mesa a peça balança e acabava descolava da mesa, este tipo de problema foi o principal motivador para esta decisão, sem contar a possibilidade de se obter maiores velocidades.

A decisão por ter a possibilidade de fechar a impressora foi tomada depois que mudanças na temperatura ambiente durante a impressão contribuíram para a perda de algumas peças, seja fazendo com que a peças tivessem “rachaduras” ou por warp, com a maquina fechada é possível o controle da temperatura interna e com isto a possibilidade de uma impressão sem risco de deformações.

Hoje fechei o layout desta nova impressora e já comecei o corte de suas peças, com isto já posso ver se o que imaginei no CorelDraw se tornará realidade sem muitos erros.

Segue abaixo uma imagem com o plano de corte da principais peças da estrutura da  impressora.

E como já era esperado tive um pequeno erro, o dimensional da tampa superior e inferior, não considerei a espessura do material o que não permitiu o fechamento.

Mantive neste projeto os mesmos tipo de encaixes utilizados na Prusa Air, o que garante uma montagem rápida e segura quanto aos aspectos dimensionais.

Os eixos do X e Y ficaram na parte superior e serão movimentados com a utilização de correias sincronizadas, a disposição destes eixos sera feita de maneira que utilizarei apenas um motor e uma correia por eixo, para isto terei 3 guias lineares no eixo X, vai ser mais fácil entender quando estiver montada.

Abaixo da para se ter ideia de como ela ficará.

21/10/2012

Pórtico

O esboço inicial do projeto previa que os eixos X e Y seriam convencionais, isto é, seus motores estaria diretamente vinculados aos seus respectivos eixos, porem durante algumas tocas de mensagens através na lista RepRap foi apresentado o projeto CoreXY, que tem os movimentos dos eixo através de sistema cartesiano, achei que seria uma boa alternativa para esta impressora.

Porem a mudança para o sistema cartesiano me trouxe vários problemas frente ao projeto original, que previa 100% das peças em MDF, para atender minhas expectativas de área útil os mancais e pilow blocks ficaram muito pequenos, e com isto frágeis pelo uso do MDF, com isto fui obrigado a achar alternativas para resolver o estes problemas.

A solução para resolver os problemas  de fragilidade das peças veio em um sábado  quando o Paulo Fernandes da 3dMachine me pediu para fazer um teste, cortar as peças do Hotend em alumínio, nunca havia cortado/usinado metais em minha Router e o resultado das peças do Paulo ficaram ótimas, o que me animou em aproveitar desta experiencia e fazer as peças da nova impressora.

Este final de semana passei redesenhando e cortando os mancais e pilow blocks em alumínio, como matéria prima utilize pedaços de alumínio de sucatas que guardo com a certeza que um dia serão usadas, claro que minha esposa não entende assim…

Segue abaixo imagens das peças e do pórtico montado.

Pilow Block saindo da CNC

 

Os quatro pilow blocks do eixo Y

Carro no eixo X

Pilow Blocks montados no eixo Y e mancal do eixo X

Lado superior do pórtico

Lado inferior do pórtico

31/10/2012

No final de semana passada voltei a trabalhar no sistema de coordenadas cartesianas, consegui realizar o que seria a montagem final do sistema, porem me deparei com alguns problemas.

O primeiro problema ocorreu em decorrência da utilização de chapa de alumínio empenadas(sucatas que tinha a mão), em função deste empenamento ao realizar o aperto dos pilow block o conjunto ficou bem pesado nos movimentos, o que vai demandar algum ajuste.

Mais o grande problema encontrado, que foi evidenciado pelo esforço necessário para o deslocamento em função do problema acima descrito, foi a escolha do sistema de montagem da correia sincronizada, não utilizei o sistema proposto pelo projeto CoreXY, onde exite um cruzamento externo e a correia é afixada pelo quatro cantos do carro X, e mais fácil mostrar nas imagens abaixo:

Neste sistema são duas correias que se cruzam fora do carro, e suas 4 pontas são fixadas no carro.

Na implementação que fiz usei uma disposição mais simples, onde existe apenas uma correia e as duas pontas são afixadas em apenas um lado do carro X, como pode ser visto na imagem abaixo:

Nesta implementação existe apenas uma correia, e suas duas pontas são afixadas em apenas um lado do carro XY

O problema encontrado foi que neste sistema que implementei não existe uma anulação de forças no pórtico, com isto quando o esforço inicia por apenas um dos lados do pórtico ou outro não acompanha imediatamente.

No vídeo abaixo é possível ver este problema no inicio do movimento e quando altero o acionamento de lado.

[youtube]http://youtu.be/5WUCPsz3HGA[/youtube]

Este problema pode persistir mesmo apos eliminar os problemas de empenamento, com isto vou analisar melhor e provavelmente realizar a implementação idêntica ao CoreXY, mais para isto precisarei comprar mais um pouco de correia, o que vai atrasar mais um pouco o andamento da construção desta impressora.

05/11/2012

Passei o final de semana debruçado em achar uma solução para este problema no acionamento do pórtico  junto com o Luciano G. encontramos alguns problemas de alinhamento e ajustes nos pilow block, que ao final ficaram bem livres e permitiram movimentos bastante suaves.

Como estou encioso para ver este impressora funcionando, cogitei mudar o sistema de acionamento para o sistema convencional, passei a noite de sábado para domingo remoendo o que fazer.

Ficou claro que para usar o sistema cartesiano, deveria ser nos moldes do CoreXY, como não tinha os materiais necessários para alterar o sistemas, resolvi adicionar um sistema de cabo “paralelo” à correia, usando a mesma disposição do CoreXY, mais apenas para o movimento do pórtico.

Para isto fui na minha caixa de peças para uso futuro, adquiridas no shopping(minha esposa chama de lixo que trago do ferro velho), para este caso usei um conjunto de mini roldas de um equipamento médico que ganhei do Luciano G, e usei os cabo multi-filamento.

A disposição da implementação pode ser vista nas imagens abaixo, na imagem da direita é demonstrado a disposição dos dois cabos:

Nas imagens abaixo é possível ver as roldanas utilizadas:

Com esta implementação o problemas no movimento do pórtico foi resolvido, não é solução mais limpa, mais para o momento foi o caminho mais simples, eu já havia adotado esta solução em maquina de porte bem maior e já sabia de sua eficacia, sem contar que é menos pior do que desistir desta implementação e voltar aos sistemas tradicionais.

12/11/2012

Este final de semana foi bem produtivo, com a montagem do sistema cartesiano na semana passada, foi possível verificar alguns alterações necessárias para se ter uma maquina bem feita.

Como o projeto inicial não previa o sistema cartesiano, na parte superior da maquina o conjunto de acionamento e correias ficaram visíveis, oque  esteticamente não ficava legal, bem com seria um complicador para os planos de fechar a maquina toda, com isto ajustei a altura das paredes para resolver esta questão.

Um ponto que resolvi mexer no projeto foi no lado da estética do conjunto, e neste ponto fiz duas mudanças drásticas, primeiro a redução da espessura do MDF de 15 para 9 mm, e a segunda foi mudar o sistema de encaixe das peças, peguei um pouco de inspiração na Utimaker, com isto a maquina ficou mais leve no peso e na aparência, na imagem abaixo da para ver estas mudanças.

 Outra mudança que fiz foi subir a base inferior, com isto poderei instalar a eletrônica na parte inferior da maquina.

Uma vez remodelada a estrutura fiz a instalação do sistema cartesiano e instalei o conjunto do eixo Z, como pode ser visto na imagem abaixo:

Com isto acredito ter finalizado o projeto estrutural e de movimentos, restando agora o conjunto extrusor, a mesa aquecida  e a instalação elétrica.

04/02/2013

Depois de longo tempo retomei os trabalhos na impressora, finalizei a instalação elétrica relacionada aos movimentos XYZ, com isto pude fazer os primeiros testes de movimentação com o sistema cartesiano H-Belt.

Instalação do conjunto elétrico embaixo da impressora

Bagunça deixada durante a instalação.
A configuração para este sistema de movimentação no Repetier não é muito complicada, é praticamente idêntico ao sistema convencional, mais requer ajuste nas ligações das bobinas dos motores para que os sentidos de movimentação ficarem corretos, pois só ajuste de direção via firmware não é suficiente, no firmware ao alterar o sentido de um eixo altera totalmente a configuração dos movimentos.

Um probleminha que encontrei durante a instalação elétrica, foi com a regulagem da corrente nos drives step stick que comprei, ele não deixam os pontos de medida da tensão de referencia na PCI, com isto não pude calibrar corretamente a corrente e regulei no “olhometro”, o que não me agrada.

Com o conjunto montado pude realizar os primeiros testes de movimentação da maquina, como estes testes já ocorreram no final do domingo, não me preocupei em testar os limites de aceleração e velocidade, os teste serviram basicamente para matar a curiosidade de ver a maquina em movimento, como pode ser visto no vídeo abaixo:

[youtube]http://youtu.be/KhVGBQnJZBo[/youtube]

Fiquei muito satisfeito com o resultado, me pareceu que a decisão por usar este sistema foi acertada, principalmente pela simplicidade mecânica do conjunto que esta disposição nos permite.

08/04/2013

Após quase 8 meses de trabalho neste projeto enfim a impressora Cubica esta derretendo plastico, por falta de tempo deixei algumas etapas do desenvolvimento e montagem sem registro, e na reta final foi onde os imprevistos tomaram um tempo enorme.

O primeiro imprevisto foi com o conjunto extrusor e hotend, tentei fazer um conjunto novo utilizando o mini motor de passo com caixa redutora, imagem abaixo, eram muitas mudanças em um parte fundamental do projeto, e a chance de dar certo de primeira era praticamente zero.

motor

 

Foram muitos problemas, e como eram muitas variáveis envolvidas não consegui chegar ao veredito final do causador ou causadores, mais em decorrência deles a caixa de redução do motor não aguentou, com isto tive que desistir temporariamente desta nova versão de extrusor e hotend.

Para não perder mais tempo optei pelo extrusor Greg’s e o hotend fornecido pelo Paulo(3dmachine), desta maneira poderia partir para a conclusão da impressora.

Ao iniciar os teste de impressão, verifiquei que o cabo utilizado para controlar a torção do carro Y continha uma pequena elasticidade, e com isto permitia uma pequena torção do carro Y, com isto prejudicando o resultado final das impressões.

Como tentativa de solucionar este problema e com o menor esforço possível, instalei um cabo de aço no lugar do cabo multifilamento, de cara o problema com a elasticidade foi resolvido, porem não durou 1 hora de impressão, durante a impressão, a peça começou apresentar deslocamento de camadas, a primeira vista achei que era perda de passo nos motores, porem depois de uma rápida olhada vi que o cabo de aço rompeu, analisando ficou claro que ele era muito rígido para o pequeno raio das polias utilizadas.

Como a tentativa de minimo esforço não deu certo, parti para a implementação correta do sistema, isto é, implementei o CoreXY inteiro, e com isto simplificando todo o conjunto.

Aproveitando que iria redesenhar o frame superior da impressora para implementar o CoreXY, resolvi por alterar os motores de acionamento XY, passando de nema 17 para nema 23, com isto facilitando a aquisição de motores para este projeto.

Abaixo algumas imagens da impressora já em seu habitar, agora é começa o árduo processo de calibração, e fazer os teste de impressão, sem contar testar sua área de impressão que ficou em 200x200x290mm(xyz).

IMG_2006IMG_2004

IMG_2002

No vídeo abaixo, uma impressão que fiz semana passada, ainda sem o sistema CoreXY implementada.

[youtube]http://youtu.be/IHQuhZr1-SY[/youtube]

Em cada projeto que desenvolvo, por conta de decisões e escolhas sempre  recebo algumas lições, e este projeto me deu várias, como pode ser visto no decorrer dos registros acima, mais nada melhor do que a satisfação de ver que o resultado de tanto suor e trabalho terminado, e com um resultado muito melhor do que o imaginado, sem duvida valeu.

Sds

JP