Hoy en día, muchas personas hablan sobre la impresión en 3D y las muchas cosas que puede producir. Incluso el presidente habla de ello durante su discurso sobre el estado de la unión. Si bien es cierto que algunas de las tecnologías en la impresión 3D son nuevas en los modelos de gama alta, la mayoría de las impresoras 3D pueden construirse utilizando tecnologías existentes que han existido durante décadas. Por ejemplo, la mayoría de las impresoras 3D utilizan motores paso a paso, aunque la tecnología de microstep que permite una resolución más fina es relativamente nueva (quizás). El microcontrolador utilizado en muchas impresoras 3D se basa en la familia AVR que se encuentra en las placas Arduino. Mientras que el firmware de código abierto como Marlin fue desarrollado en base a GRBL para máquinas CNC. La palabra "extrusora" ciertamente no es nueva para los estudiantes de ingeniería química. Por lo tanto, se puede aprender mucho sobre la impresión 3D a partir de tecnologías antiguas que se encuentran en la electrónica reciclada. Aquí me gustaría compartir con ustedes mi esfuerzo para construir una impresora 3D barata y simple. El objetivo no es construir una impresora súper 3D para competir con los modelos comerciales, sino aprender cómo funciona y divertirse con ella.

Suministros:

Paso 1: construya el eje X utilizando un conjunto de cabezal de impresora y un motor paso a paso

Una impresora 3D simple tiene tres ejes, X, Y, Z, cada uno controlado por un motor paso a paso, más la extrusora controlada por un motor paso a paso adicional. Cada dimensión se realiza con actuadores lineales de varios diseños. Aquí hice el eje x utilizando un conjunto de cabezal de impresora HP Inkjet reciclado, que consta de un motor, una correa dentada, el soporte del cartucho y el brazo de metal. Desafortunadamente, los motores modernos que se encuentran en las impresoras de inyección de tinta son en su mayoría motores de 2 cables (con cintas ópticas para posicionamiento) en lugar de los pasos de 4 cables necesarios para las impresoras 3D. Por lo tanto, tuve que encontrar un motor paso a paso con un tamaño similar. El que encontré en mi buzón de chatarra probablemente era de un disquete viejo. Hay dos problemas que tuve que resolver con este motor paso a paso. Primero, este paso a paso es un paso a paso unipolar de cinco cables, que es diferente del paso a paso bipolar de 4 cables necesario para la impresora 3D. Sin embargo, tuve la suerte de que se podía acceder al cableado en la carcasa de pasos y simplemente desconecté el terminal común, lo que lo convierte en un paso a paso de 6 cables. Al ignorar los dos terminales del medio, lo convertí efectivamente en un paso a paso bipolar de 4 cables. Tenga en cuenta que las unidades de disco antiguas probablemente utilizan altos voltajes. La resistencia es de aproximadamente 160 ohmios para el cableado, así que supongo que usar una batería de 12 V está bien y eso es lo que usé.

El otro problema era que el paso a paso no tenía rueda dentada, así que tuve que encontrar uno de la impresora HP que se ajuste exactamente y tuve la suerte de encontrar uno. Vea el siguiente video para tener una idea de cómo funciona.

Paso 2: Prueba el eje X usando Arduino Thingy simple

Una vez que hice las modificaciones de hardware, quise probarlo moviendo el cabezal de la impresora hacia adelante y hacia atrás. Elegí usar un chip pequeño Attiny2313 que está alrededor, y el puente H-L293D que puede manejar 600mA y hasta 36V. Conceptualmente es simple girar un paso a paso de 4 hilos. Simplemente encienda cada cable en secuencia. Sin embargo, mi primer intento no funcionó fácilmente porque tuve la L293D colocada hacia atrás en la placa de pruebas. Me alegro de que no lo dañara con el abuso. Utilicé el software Arduino y USBtinyISP para programar el Attiny2313 y ahora todo funciona bien como se muestra en el video.

Los siguientes pasos son:

- Construir los ejes Y y Z.

-Construir un extrusor

-Consiga un microcontrolador adecuado (inicialmente puedo probarlo con GRBL en Atmega328), luego pruebe el tablero Mega con Ramp1.4 y Marlin, etc.

-Calibrar la impresora 3D

- Imprime algo y diviértete.

Paso 3: Un segundo pensamiento acerca de los dos hilos vs. Motores paso a paso

Cuando vi por primera vez el motor de 2 hilos en la impresora de inyección de tinta, me sentí confundido por un momento porque esperaba ver un paso a paso. Reemplacé el motor de 2 cables con un paso a paso porque eso es lo que todos usan para las impresoras 3D. Bueno, resulta que hay buenas razones por las que se utiliza un motor de 2 hilos en las impresoras de inyección de tinta. Por un lado, utiliza tiras de encintado óptico para posicionar con precisión y con una resolución muy fina. En comparación, el motor paso a paso es básicamente un sistema de bucle abierto, lo que significa que le dice que haga x número de giros y confía en que lo hará como resultado y no se necesita retroalimentación. Ayer leí un poco más sobre este problema y, de hecho, hay una discusión sobre Reprap sobre los problemas de bucle abierto frente a cerrado para impresoras 3D. Lo que sospecho es que si bien los steppers son populares para las impresoras 3D, no es la única solución, o la mejor solución para esa materia. Sin embargo, debido a que los codificadores ópticos son un poco más complejos que los motores paso a paso (ya sea verdad o no), por ahora nos limitamos a seguir los pasos a pasos. Más tarde puedo volver al motor original de 2 hilos con el grabador óptico una vez que tenga una manija en el controlador del motor y la retroalimentación. Así que no tire el motor de 2 cables y la banda óptica todavía.