viernes, 17 de marzo de 2017

Construyendo una impresora 3D. 3: La estructura de soporte

¿Qué hace falta para que una impresora 3D funcione bien? Una de las cosas más importantes para que no de problemas es que sea firme. Si vamos a poner columnas de soporte, lo ideal sería poder cruzar una barra en diagonal para formar triángulos porque es bien sabido que el triángulo es la forma más resistente. Una de las mayores causas de problemas en las impresoras 3D es las deformaciones de la estructura con el uso.

Pero claro, en un robot delta no hay donde poner barras en diagonal y como vamos a ahorrar todo lo posible, mi modelo va a ser de madera. Para hacerlo lo más firme posible las caras de los costados van a ser de maderas completas con una ventana abierta para dejar el hueco, no uniendo varias piezas. Así que el diseño será más o menos así:


Todas las partes que se ven en la imagen anterior serán de madera, sostenidas con tornillos para permitir desarmarla. Yo usaré MDF de 10mm pero se podría usar algo más firme como contrachapado.

Como se ve en la figura, la forma es un prisma hexagonal irregular. Las tapas son hexágonos formados por triángulos con las puntas truncadas (sólo para ahorrar espacio y porque es más estético).

En este artículo indicaré las medidas que he usado yo, pero cada uno puede decidir las medidas que quiera para la impresora. Hay que buscar un equilibrio entre el tamaño que ocupa el aparato y el tamaño de las piezas que pueda fabricar. Existe una página muy útil que permite simular el funcionamiento de la impresora y probar diferentes medidas. Recomiendo que la visites y juegues un poco. Con se mueve con las flechas y con shift+arriba/abajo.

Tapa superior y base:


Para construir estas piezas (dos iguales) necesitaremos dos maderas de 470mm de ancho por unos 420mm de alto. A partir de los dos extremos inferiores trazamos dos arcos de 470mm que se crucen para formar el vértice necesario para dibujar un triángulo equilátero:



Con este vértice y los extremos inferiores trazamos un triángulo rectángulo.


A continuación necesitamos marcar el centro del triángulo. Para eso lo mas fácil es marcar las alturas uniendo el centro de los lados con sus vértices opuestos. Bastaría con trazar dos de las alturas pero nos resultará útil tener las tres:



Para truncar las puntas trazamos en cada extremo arcos de 77mm:




Ahora podemos usar las intersecciones de estos arcos para trazar líneas por donde cortar la madera.



Con estas marcas ya se puede cortar la madera para obtener una forma así:


Finalmente trazaremos un círculo centrado en el medio del triángulo con un radio de 180mm de diámetro que nos servirá de guía para poner las barras verticales.

Agujeros:

En estas dos tablas necesitaremos agujeros para que pasen las correas y para las barras de acero (su uso se explica más adelante). Para esto utilizaremos el círculo que marcamos antes. Sobre éste deberemos hacer agujeros de 6mm separados entre ellos 50mm pero atención: en la tabla inferior los agujeros sólo deben penetrar un poco. Hasta la mitad es suficiente y en realidad estos agujeros son temporales porque cuando pongamos piezas impresas en 3D ya no serán necesarios. En la de arriba sí tienen que pasar completamente. Esto es lo único en que se diferencian las dos tablas.

Mucho cuidado: estos agujeros fijan (por ahora) la separación entre las barras verticales y si no son exactos dificultarán el movimiento de los carros. Es muy importante que tengan la separación correcta. 


Esto se debe repetir en las tres puntas del triángulo.

El siguiente agujero que hay que hacer es el de las correas como se indica en el siguiente diagrama:


De nuevo, esto se debe repetir en las tres puntas. El tamaño de estos agujeros no es muy importante. Sólo tiene que ser lo suficientemente grandes para que pasen las correas.

Paneles laterales:

Los paneles laterales son seis maderas que forman las paredes del prisma. Para los paneles laterales necesitaremos tres maderas de 655 por 315mm y tres de 655 por 77mm. Sobre la madera grande trazaremos un rectángulo a 155mm de la parte inferior y a 20mm de los lados y el borde superior.





Uno de los paneles grandes llevará a demás un hueco donde pondremos la pantalla pero haremos el agujero después, cuando tengamos lista la electrónica.



Y recuerda:


Ensamblaje:

El siguiente paso sería ir uniendo todo esto con tornillos. Se podría pegar pero es preferible mantener la posibilidad de desarmarlo. Como es importante la firmeza, lo mejores poner varios tornillos. En los lados largos yo puse cuatro, y en los cortos dos. Y es mejor utilizar tornillos para madera bastante largos para asegurar la sujeción pero no muy gruesos porque la madera es de 10mm y un tornillo grueso la puede abrir. Recomendación: primero hacer agujeros con una broca más fina que el tornillo.

Para esto no es necesario dar muchas instrucciones. Sólo recordar que la parte de arriba es la que tiene los agujeros pasantes.


El borde de la ventana de la tabla tiene que coincidir al ras con el hexágono. De esa forma nos aseguramos de que quede bien horizontal.


  


La colocación en triángulo de las maderas asegura que no habrá deformaciones de la estructura con el movimiento.

Siguiente paso: Los carros verticales