Impresión 3D

Prusa i3 Hephestos

Impresora open source basada en la prusa i3 single frame diseñada mayormente por bq con guía de montaje paso a paso: enlace

Vídeo: enlace

Piezas en thingiverse: enlace

Videos de montaje completos, aunque antiguos: enlace

Además de las piezas impresas, correas, poleas, tornillos, varillas, extrusor , motores, y cama caliente se necesita para la electrónica de control y potencia: Un Arduino Mega 2650 + una shield tipo ramps 1.4 + drivers para los motores paso a paso.

Los componentes de la electrónica de control y potencia se pueden comprar por separado, o comprar una placa todo en uno como la Geetech GT2650. La shield Ramps 1.4 necesita 4 drivers (circuitos de potencia) para controlar los motores paso a paso, hay varios tipos de driver que se pueden usar, pero el más común es el A4988 de Pololu.

Es muy importante que la electrónica de potencia sea de calidad (no comprar componentes baratos), la Ramps 1.4 puede llegar a manejar más de 10A de corriente, y un conector de mala calidad o una conexión floja pueden sobrecalentarse (yo he medido 250ºC en los conectores de alimentación de la mía) y provocar un Incendio. A mi personalmente se me ha prendido una Ramps 1.4 comprada por amazon, afortunadamente estaba vigilante ya que olía a plástico recalentado, y al apagar la impresora se apagó el fuego. No hay que dejar nunca a la impresora 3D trabajar desatendida.

Lo primero que hay que hacer es cargar el programa de control (el firmware) de la impresora 3D en el Arduino Mega o en la placa de control todo en uno. Todas la impresoras que yo conozco llevan un firmware de código abierto llamado Marlin. Marlin se puede descargar y configurar de acuerdo a nuestras necesidades y finalmente se puede compilar y cargar en el Arduino Mega o en la placa todo en uno usando el Arduino IDE. Para cargar el firmware en el Arduino Mega o la placa todo en uno sólo hace falta conectarla por USB a nuestro ordenador, no hace falta colocar la shield Ramps 1.4 ni los drivers.

Para configurar Marlin, una vez descargado y descomprimido en nuestro ordenador hay que ir a la carpeta Marlin-x.y.z / Marlin, y abrir el fichero Marlin.ino con el programa Arduino IDE (si tenemos el Arduino IDE instalado solo hay que hacer doble click sobre el fichero Marlin.ino).

De todos los ficheros que se nos cargan en el Arduino IDE, al abrir Marlin.ino sólo hay que modificar Configuration.h. En mi caso para una impresora cartesiana tipo Prusa i3 con Arduino Mega 2650 + Ramps 1.4 he tenido que hacer los siguientes cambios en el fichero Configuration.h de la versión 2.0.7 de Marlin:

Línea Cambio--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------134 #define CUSTOM_MACHINE_NAME "Prusa i3 de Javier" //Muestra en la pantalla LCD de la impresora la frase que queramos426 #define TEMP_SENSOR_BED 1 //Configura Marlin para reconocer el sensor de temperatura de la cama112 #define X_BED_SIZE 200 //Configuramos el tamaño de nuestra cama en mm de ancho (X) y de fondo (Y) #define Y_BED_SIZE 200 113 #define Z_MAX_POS 200 //Configuramos la altura de impresión máxima (eje Z)1474 #define EEPROM_SETTINGS //Permite almacenar los cambios de configuración en la EEProm del Arduino Mega // usando M500 y M5011727 #define SDSUPPORT //Configuramos Marlin para que reconozca una tarjeta SD1838 #define REPRAP_DISCOUNT_SMART_CONTROLLER //Configuramos Marlin para que reconozca una pantalla LCD de 20x4 caracteres //(LCD2004)

Con Marlin configurado, compilado y cargado en nuestro Arduino Mega, podemos usar el programa RepetierHost para controlar los motores, ventiladores y calefactores de nuestra impresora desde un ordenador conectado a ella por USB. Esto nos va a permitir comprobar y calibrar los distintos elementos de la impresora antes de nuestra primera prueba de impresión. No se debe intentar imprimir sin asegurarse previamente de que la calibración y el funcionamiento de los distintos componentes es adecuado, ya que la impresión fallará con toda seguridad y no sabremos el porqué.

Después de comprobar y ajustar los motores hay que volver a modificar, compilar y cargar Marlin en nuestro Arduino Mega, esta vez con los parámetros óptimos para el que los motores muevan la punta del fusor con una exactitud total (línea 744)

#define DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT { 80, 80, 400, 101.6 }

Si no queremos volver a cargar el firmware se pueden configurar manualmente con el comando M92 (usar Monitor serie de Arduino a 225.000bits/s o repetier host)

M92 X80.00 Y80.00 Z400.00 E101.58

Firmware marlin: enlace ,

Configuracion de Marlin antes de compilar y grabar: enlace

Una vez montados los drivers en la Ramps 1.4, hay que calibrar la corriente máxima que van a mandar a los motores paso a paso, tener en cuenta que la la corriente eficaz que va a circular por los motores va a ser aproximadamente 0,7 veces la corriente máxima.

La corriente por los motores ha de ser lo suficientemente alta para que se muevan a la velocidad necesaria sin perder pasos, pero una corriente demasiado alta provoca un consumo y un calentamiento innecesario de los motores y los drivers acortando su vida útil.

El nivel de corriente óptimo depende del tipo y calidad de los motores así como de la suavidad de las transmisiones y de la carga que tienen que manejar, por lo que es difícil dar unos valores que sirvan para todos los casos. Hay que probar con una corriente de partida suficientemente alta para que todo funcione bien, hacer girar los motores e ir bajando la corriente hasta encontrar el punto en que giren bien con una corriente relativamente baja. El sonido de los motores nos va a dar la pista, tiene que ser un zumbido suave sin traqueteos ni golpes. Hay que tocar los motores y los drivers para comprobar que no se calientan más de lo razonable.

La calibración se hace con la impresora apagada y con la electrónica alimentada por el puerto USB (no hace falta conectar los motores) . Se conecta el terminal común del polímetro (escala DC 20V) a masa y el positivo a un destornillador con el que se gira el potenciómetro de regulación del driver hasta medir el voltaje de referencia deseado Vref.

La fórmula para calcular la corriente máxima entregada por el driver en función del voltaje de referencia para el driver A4988 es:

Imax = Vref / (8 x Rs)

El valor de la resistencia Rs (sensing resistor) no es estandar y depende del driver que hayamos comprado. Hace falta mirar el driver con una lupa para comprobar el valor de las resistencias Rs de nuestro A4988 (están a la derecha del chip principal imagen), en mi caso, es R10, lo que según esta página (enlace) corresponde a 0,1 Ohms

Niveles de corriente máxima orientativos:

Ejes X e Y: 200 a 450mA

Eje Z: (si hay dos motores) 400 a 600 mA

Extrusor: 400 a 700mA

Para calibrar los drivers A4988 de la ramps 1.4: video

Conexión de una pantalla LCD y un lector de tarjeta SD: enlace

Documentación Ramps 1.4: Wiki: enlace

Esquemático de la Ramps 1.4: enlace

Página con un buen resumen de la ramps 1.4: enlace

Funcionamiento de los motores paso a paso: enlace

Geetech GT2650: enlace

Principales problemas encontrados

Primero tengo que aclarar que ni la Ramps 1.4 ni el Arduino Mega eran originales, los compré en Amazon bastante baratos, seguramente con los originales la lista de problemas habría sido mucho más corta.

Los principales problemas a los que me he enfrentado al montar, cablear, configurar y grabar el firmware de mi prusa i3 han sido:

Problemas con la Pantalla LCD + lector SD Reprap discount smart controller:

- Las dos tiras de cable plano de 10 hilos que conectan este módulo con la RAMPS 1.4 tienen marcado en rojo el cable número 10, en lugar de el 1 como suele ser habitual.

- La pantalla LCD + lector SD consume unos 150mA de corriente, lo que hace caer la tensión del regulador del Arduino Mega por debajo de los 4V por lo que ni la pantalla LCD ni la tarjeta SD funcionan correctamente. La pantalla no muestra ningún símbolo y el lector de tarjeta SD falla con frecuencia. Si alimento el ArduinoMega directamente con 5V a través del puerto USB, el problema desaparece. Para resolver el problema he conectado un regulador de 5V LM7805 que tenía en casa a los 12V de la alimentación que se usan para el ventilador de los drivers, y la salida del regulador LM7805 va directamente a cualquier pin de 5V de la Ramps (que es el mismo que el del Arduino Mega, ver esquemático de la Ramps 1.4 enlace)

- El esquemático de la página oficial de Reprap de la Pantalla LCD + Lector SD que muestra como conectarlo a la Ramps 1.4 (enlace) tiene un error. El diagrama del conector Aux 3 de la ramps está girado 180 grados y los números de los pines no coinciden, las conexiones correctas del conector Aux 3 son:

Pines Aux 3

Vcc (10 EXP1) --1 2-- SD_CARDETECT (7 EXP2)

MISO(1 EXP2) --3 4-- MOSI (6 EXP2)

SCK (2 EXP2) --5 6-- SS (4 EXP2)

GND (9 EXP1) --7 8-- x (No conectado)

- Para que el lector SD funcione bien he tenido que dividir la velocidad de comunicación del SPI por 8 y activar el checksum y el reenvío en la lectura de la tarjeta (fichero Configuration.h de Marlin)

Línea: 1737 #define SPI_SPEED SPI_EIGHTH_SPEED

Línea: 1744 #define SD_CHECK_AND_RETRY

- No todas las tarjetas SD son compatibles con el lector. Lo mejor es probar con una que ya nos funcione en otra impresora. Yo perdí un día entero por culpa de una SD de mala calidad comprada en el bazar de abajo. Me daba un mensaje de error: SD not initialized y era por culpa de esto, al cambiar la tarjeta por la de mi Ender 3 desapareció el error.

Los conectores de toma de potencia de la Ramps 1.4 que van a la fuente de alimentación eran de muy mala calidad y se incendiaron a la primera de cambio. Tuve que desoldarlos y cambiarlos por unos cables soldados directamente a la placa y conectados a la fuente por clemas con tornillos bien apretados.

Prusa i3 by Josef Prusa

Sitio Github con Toda la información de las impresoras originales Prusa (piezas, slicer, firmware) de Josef prusa_ enlace

video montaje: enlace

Lion3D

La conserjería de educación de la Comunidad de Madrid ha equipado los centros públicos con impresoras 3D, Modelo LIon3D

Para su Puesta en marcha, configuración y uso, se ha creado un sitio web: enlace

El fichero con los los perfiles de impresión para el programa Slicer hay que descargarlos de aquí

Documento de "Introducción impresión y manejo de la impresora Lion 3D" enlace

Manual del fabricante: enlace

Leon 3D soporte y mantenimiento: videos

Leon 3D guía de resolución de problemas: enlace

Leon 3D, por si no tienes bastante aquí está su canal de youtube con trucos y solucion de problemas: enlace

Vídeos de Alfonso C operaciones de mantenimiento básicas: enlace

Después de instalar el RepetierHost hay que:

- Instalar el Slicer (si no lo está ya)

- En el RepetierHost establecer Slicer como el programa Slicer que se va a usar

- Abrir el RepetierHost y parametrizar la impresora Lion3D, de acuerdo a los valores mostrados en el documento "Introducción impresión y manejo de la impresora Lion 3D"

- En el RepetierHost hacer click en el botón de "Configuración" situado debajo del Slicer y seleccionar el menú File->Load Config Bundle. Seleccióna el fichero con los perfiles de impresión que te has descargado con anterioridad.