Impresora 3D cartesiana de gran tamaño tipo pórtico

Las impresoras 3D han revolucionado la forma en que se hacen las cosas, y la impresora 3D cartesiana de gran tamaño tipo pórtico es la última innovación en la industria. En este artículo, exploramos las características y ventajas de esta poderosa máquina que está llevando la impresión 3D a un nuevo nivel. ¡Descubre cómo esta impresora puede transformar tus proyectos de fabricación y diseño!

      1. Avance de la construcción:
        • Construcción en progreso…

      Impresora 3D cartesiana de gran tamaño tipo pórtico

      Califica esta construcción







      0/5,

      0 votos


      introducción

      Esta construcción prueba una impresora 3D grande (volumen de construcción nominal de 2 pies por 2 pies por 2 pies) que utiliza principalmente componentes de ranura en V para los tres ejes de movimiento (X, Y, Z). Esta configuración es una robot pórtico.

      Hace unos 4 años compré una impresora 3D Solidoodle 3 para subirme al tren de la impresión 3D, o más bien unirme a la corriente de lemmings que se dirigen al siguiente acantilado. Mi verdadero interés era modelar (no el tipo de pasarela) los defectos de una impresora 3D cartesiana. Para ello, escribí 2 programas en Matlab, que reciclé parcialmente de mi proyecto final de Matemática Aplicada titulado “Master Project 2009 Error Analysis of Robot Arm Kinematics”. El primero fue un Controlador de prueba de impresión y el segundo fue un simulación del Monte Carlo el error de la impresora. El controlador de prueba de impresión hizo posible ejecutar 30 pruebas con supuestos de estimación de error y volumen de construcción crecientes. La prueba 30 se realizó para un cubo de 609 mm y se proporcionan los resultados. Aquí. Esta fue la génesis de la idea de una impresora 3D con forma de cubo (2 pies = 609 mm).

      Mi construcción comenzó oficialmente el 1 de abril de 2017, pero el marco que se muestra en la foto se ensambló aproximadamente 8 meses antes. El marco está hecho de rieles, que es una barandilla de escalera de aluminio real de mi patio trasero que fue reemplazada con hierro forjado reciclado de la renovación del porche de mi hermana. Hay un riel Makerslide fijo adjunto a la parte superior, que principalmente planeo usar antes de usar mi riel con ranura en V preferido.

      En los últimos años he comprado rieles V-Slot y un número menor de rieles Makerslide, así como las ruedas necesarias para cada uno y algunos platos grandes. Imprimí en 3D muchos conectores de construcción abierta y demás para comenzar a construir. Compré motores paso a paso Nema 17 y 23 y un kit de rampas 1.4 y, por supuesto, una gran selección de tuercas y tornillos métricos necesarios para los rieles con ranura en V. Enviar una «construcción en progreso» me dio el impulso para tomarla en serio y dedicarle mucho tiempo.

      Construir actividad

      Requisitos para elegir un motor paso a paso.

      El extremo de impresión (extremo caliente) de una impresora 3D tiene un rango esperado de aceleraciones y velocidades para cada dirección xyz. Estas velocidades y aceleraciones son los requisitos de accionamiento para cualquier impresora 3D, grande o pequeña. A lo largo de cada eje existe una inercia efectiva, que se compone de masa e inercia rotacional. La masa inercial de cada eje está determinada por el peso de los componentes estructurales y el peso de todos los motores paso a paso. La inercia rotacional de cada eje resulta de la inercia rotacional del rotor del motor paso a paso. Se supone que cada eje es impulsado por la capacidad de un motor paso a paso para producir torque. El par se define como la fuerza que actúa tangencialmente sobre el eje de salida del motor paso a paso o una fuerza menor que actúa sobre la polea del motor paso a paso. Esta fuerza debe poder acelerar e impulsar las cargas inerciales del eje, incluida la inercia rotacional del motor paso a paso, a la velocidad requerida. El par dentado y la fuerza inicial (para superar la fricción inicial de cada eje) se incorporan a los cálculos. La potencia de cualquier motor paso a paso propuesto debe calcularse y limitar las combinaciones de par-velocidad que son posibles. Las especificaciones del motor paso a paso suelen incluir un gráfico de par-velocidad que contiene dos curvas que definen el rango de funcionamiento del motor paso a paso. La primera curva “pull-in” identifica el conjunto de todos los puntos máximos de par-velocidad en los que el motor paso a paso no pierde la sincronización al arrancar y parar. La segunda curva de «extracción» define el conjunto de puntos máximos de par-velocidad en los que el motor paso a paso no pierde la sincronización durante una aceleración o desaceleración lenta. El área entre estas curvas se llama área de «giro» (figura TBS).

      Esta estructura se parece más a un diseño en progreso. Debido a que los componentes V-Slot facilitan el ensamblaje de componentes en subconjuntos como el X-Slide, es igual de fácil desmontarlos cuando parece obvio un mejor diseño.
      Recientemente monté un carro con un motor paso a paso del eje X y un motor paso a paso del eje Z para controlar el brazo del extremo caliente del eje Z de 20×20 mm. Estoy diseñando esto sobre la marcha, por lo que no sorprende que sea «mejor», es decir, más volumen de construcción disponible, si uso una ranura en V de 80×20 mm en los extremos del eje X. Esto elevará el riel del eje X para que el conjunto del carro despeje el marco de la barandilla de aluminio como se muestra Aquí. Antes de continuar, daré un paso atrás y observaré la masa de los diferentes ejes y el tamaño de los motores paso a paso Nema que se requieren. Supuse que el eje Z podría funcionar con Nema-17. Mi trineo XZ de prueba usa un Nema-17 que necesita moverse hacia arriba y hacia abajo sin engranajes, el brazo de extremo caliente de 20×20, que actualmente estoy cuestionando. Cabe señalar que se utiliza una extrusora Bowden para eliminar un motor paso a paso en el eje Z. Mi plan era utilizar un único motor paso a paso Nema 23 para impulsar el eje Y. Lo configuraría como lo hizo Solidoodle 3. Si lo piensas bien, el Solidoodle 3 se acerca a un diseño de pórtico, al menos para los ejes X e Y. Necesito determinar los requisitos de torque de mi motor paso a paso y realizar algunas pruebas antes de comprometerme con un diseño final. Busqué en Google las especificaciones del mío. Nema-17 Y Nema-23.

      Comparación de las especificaciones de par de retención Nema-17 con información de Preguntar: ¿Cuánto peso puede levantar mi motor paso a paso? Y Entendiendo el par Se puso en duda si el Nema-17 era lo suficientemente fuerte como para levantar y sostener el eje Z actual, que mide 108 cm de largo. programa pitón fue escrito para determinar la potencia disponible en la polea para motores paso a paso Nema 17 y Nema 23. Además, se realizaron cálculos para determinar las cargas efectivas vistas por cada motor paso a paso Z, X e Y. El Resultados afirman que Nema-17 para el eje Z puede soportar la carga de gravedad de 1,27 libras, pero además puede acelerar la masa inercial del eje Z según su peso de 1,27 libras, pero además de la gravedad externa de 1,27 libras debe contrarrestar . El peso del eje X es de 3,64 libras y el del eje Y es de 5,59 libras, pero sus motores paso a paso necesitan mover sus equivalentes de inercia. Se requieren más análisis para determinar si los motores paso a paso pueden cumplir con los requisitos de aceleración. Para validar la viabilidad de la selección planificada de motores paso a paso Nema 17 y Nema 23 en este diseño, se ha compilado la siguiente documentación de referencia:


      1, 2 y 3 de mayo de 2017

      El estado actual de la estructura es que el marco ahora está rígido y sin balanceos. Los rieles de ranura en V/makerslide estaban correctamente alineados en la parte superior del marco. En realidad, el marco no es rectangular, pero esto sólo tiene un efecto menor en el espacio de trabajo del plano XY. Se tomaron medidas para determinar la fuerza inicial requerida para acelerar desde el reposo las cargas de fricción e inercia de los conjuntos de los ejes X, Y y Z. Estas fuerzas se midieron para calcular en última instancia los requisitos de torsión. A estos pares se suman los valores de par dentado de las especificaciones del paso a paso. Los requisitos que deben definirse incluyen los siguientes:

      1. Requisitos del perfil de movimiento (trapezoidal) para cada eje: recuperar rangos de parámetros del firmware Marlin
      • Velocidad: pasos/mm X200 Y200 Z200
      • Aceleración: mm/s^2 X500 Y500 Z20

      1. Inercia de carga para cada eje, F=ma, calcule las masas a partir de mediciones de peso; se requieren valores para la inercia rotacional del motor paso a paso.
      2. Curvas de velocidad/par para Nema-17.23 específico
      3. Par de aceleración, par de fricción
      4. Determine la relación de inercia máxima permitida 5:1 (típica) (referencia TBS)

      6 de mayo de 2017
      Hasta la fecha, no se han encontrado curvas de par-velocidad para los motores paso a paso específicos. Hay múltiples posibilidades:

      • Intente comparar los motores paso a paso con aquellos cuyas hojas de datos están disponibles. Hasta ahora, este enfoque no ha tenido éxito: el «sitio web gratuito de hojas de datos» no ha respondido a una solicitud ajena a la empresa.
      • Tome algunas medidas de par-velocidad: encontré contenido web de esta manera
      • Modele los pasos matemáticamente y ejecute simulaciones para obtener los gráficos. Encontré un artículo que describe este enfoque.
      • Dado que potencia = par * velocidad, si la potencia escalonada es constante, se pueden hacer gráficos; es dudoso que esto sea correcto
      • …… Pruebe los motores paso a paso en condiciones reales, observe su rendimiento.

      Hasta la fecha, todos los tutoriales de referencia y guías de selección de motores paso a paso requieren curvas de par-velocidad. Por supuesto que es. De alguna manera estos datos deben obtenerse o estimarse.

      Hoy se pidió una selección de tornillos métricos largos para permitir un repaso del carro del eje X. Es posible un diseño más simétrico y robusto. El nuevo diseño del carro X abarcará el riel con ranura en V del eje Y para acomodar el motor paso a paso del eje X en un lado y el motor paso a paso del eje Z en el otro lado.

      7 de mayo – 4 de junio de 2017
      carro del eje x
      El carro del eje X ha sido rediseñado como se muestra Aquí Y Aquí. El nuevo conjunto del eje Z se monta en el carro del eje X como se describe a continuación.

      Retrabajo del eje Z
      El eje Z se reelabora con una varilla roscada Acme de 1000 mm de largo y 8 mm de diámetro. Funciona como un actuador lineal con una carrera mínima de 24 pulgadas. La parte impulsada por la varilla roscada es una extrusión con ranura en V de 20×20 mm con un hotend adjunto. Las ruedas con ranura en V restringen el movimiento de la extrusión, como se muestra en la figura. modelo del eje Z. era necesario tener uno soporte especial para bloque de varilla roscada para conexión al perfil de 20x20mm. Como parte del rediseño del eje Z, un guía de broca de 20×20 mm fue ensamblado con el objetivo de conectar directamente perfiles de 20 x 20 mm sin utilizar siempre los bloques completos o medios. Las ruedas con ranura en V se utilizan en pares para restringir el movimiento del eje Z. Uno puede ser fijo y el otro utiliza una tuerca excéntrica para afinar el contacto.

      cama calentada
      Se compró una placa de acero al carbono de 24″ x 24″ x 0,25″ para el lecho calentado, basándose en el hecho de que el coeficiente de expansión térmica lineal del aluminio es aproximadamente el doble que el del acero. Esta decisión se tomó a expensas de los mayores requisitos de energía para la base calefactora. La capacidad calorífica específica del aluminio es 0,220 Btu/(lb-degF) frente a 0,120 Btu/(lb-degF) del acero al carbono, pero la densidad del acero es 7850 kg/m3 frente a 2720 kg/m3 del aluminio (6160). Para calentar dos bases térmicas idénticas de acero (40 lbs) y aluminio (14 lbs), se requieren 4,8 Btu/(degF) frente a 3,08 Btu/(degF). El requerimiento energético del aluminio es el 64% del del acero.

      Cálculos/simulaciones de camas calientes.

      Los cálculos aproximados actuales muestran que se necesitan alrededor de 480 Btu para calentar la placa de acero a 100 grados Celsius. Con una identidad de conversión de 3412 Btu/h por 1 kW, calentar el panel tardaría unos 8,5 minutos. Sin embargo, esto no tiene en cuenta las pérdidas por convección en curso, que sospecho que son significativas. Se requiere un modelo de computadora. Los resultados pueden indicar la necesidad de utilizar una cama de aluminio debido a las limitaciones de energía de un tomacorriente de pared.

      Simulación de lecho térmico

      …….que se anunciará……

      5 de mayo – 28 de junio de 2017
      Montaje terminado de nuevo eje Z que utiliza una rosca trapezoidal como mecanismo de accionamiento y ruedas con ranura en V para guiar el movimiento vertical. Lista de tareas futuras:

      1. Monte el motor paso a paso del eje Y. — 3 de julio de 2017
      2. Instale el interruptor de límite.
      3. Diseñar e instalar cama térmica y electrónica asociada.
      4. Instale todas las correas de transmisión del motor paso a paso. — 2do-3ro julio 2017
      5. Cree un controlador de motor paso a paso independiente combinado con computadora portátil y Arduino para probar los movimientos de los ejes individuales.– 1 de julio de 2017
      6. Instalar electrónica de rampa.
      7. Proporcione un soporte para computadora portátil integrado en el marco de la impresora.
      8. Instalar fuentes de alimentación.
      9. Encienda el compensador de flujo.
      10. Instale una regleta conmutable para toda la alimentación de CA.
      11. Instale tiras de iluminación LED.
      12. Montar, montar y probar extrusores Bowden.
      13. Conecte todos los pasos a RAMPS
      14. Conecte todos los interruptores de límite a RAMPS.
      15. Para la primera prueba del plano XY, conecte un lápiz Sharpie al final del eje Z.
      16. Prueba la impresión 3D.

      1 de julio de 2017

      Referenciando Arduino Control Stepper CD DVD Motor utiliza el controlador A4988 con código
      A Controlador de motor paso a paso autónomo combinado Arduino para portátil fue diseñado para comprobar los movimientos de ejes individuales. El botón superior azul controla la dirección de rotación del paso a paso. El muestra el nuevo controlador de motor paso a paso para controlar un motor paso a paso Nema 17 y por primera vez El eje Z es impulsado. Hubo un problema al mover el eje Z hacia la posición «arriba». A veces parecía “atascada”. Esto está siendo investigado. Lo más probable es que los rieles no estén perfectamente paralelos.

      2 de julio de 2017

      El eje x Hoy fue impulsado por el controlador de motor paso a paso independiente.


      3 de julio de 2017

      El eje y Hoy fue impulsado por el controlador de motor paso a paso independiente. Ha ocurrido un problema grave. El movimiento de avance y retroceso solicitado no es fiable y se atasca en una dirección u otra. Un ligero empujón inicia el movimiento. Cuando solo se desconecta la correa de transmisión Nema-23, mover manualmente el conjunto del eje Y parece ser suficientemente suave, pero cuando la transmisión Nema-23 se vuelve a conectar y se enciende, aparece en diferentes posiciones en diferentes direcciones, se produce una resistencia significativa. El eje Y se mueve suavemente y luego se detiene cuando se solicita la dirección inversa. Hasta ahora se han comprobado los rieles del eje Y y se ha descubierto que están paralelos. Además, se ha intentado ajustar adecuadamente la tensión de la correa sin conseguir mejoras claras. Dado que en ocasiones se mueve con suavidad, se cree que este problema tiene solución.

      4 de julio de 2017

      Ajustable Tensor del eje Y se hicieron a partir de piezas Openbuild 3D con la esperanza de que los problemas de resistencia del eje Y pudieran resolverse. Lamentablemente sin éxito. Aparentemente los rieles del eje Y no son completamente paralelos, como lo demuestra el aflojamiento de algunos de los conectores del marco. Además, dado que dos carros se desplazan sobre los dos rieles del eje Y y cada carro tiene siete ruedas, los ajustes de los tres espaciadores excéntricos por carro son cuestionables.

      5 de julio de 2017

      Al retirar piezas del conjunto del eje Y, se descubrió que el problema de la unidad del eje Y persistía incluso cuando se retiraba todo el riel del eje X, incluido el conjunto del eje Z. Luego se desconectó la correa del eje Y derecho, luego la izquierda y finalmente la correa del motor paso a paso del eje Y. El problema persistió. ¡El “controlador de motor paso a paso autónomo Arduino” no es confiable! No responde de manera confiable al botón azul que se supone debe cambiar su dirección. No me molesté en comprobar y ajustar el voltaje Vref del A4988. Este valor medido indicó más de 1 voltio, que corresponde a 2 amperios de corriente. El A4988 se configuró en un valor de corriente demasiado alto y está diseñado para apagarse para evitar el sobrecalentamiento. Esto explicaría por qué el motor paso a paso arranca y se detiene o no arranca. El Vref se redujo a aproximadamente 650 mV, que es 1,3 A más razonable. Bueno, el programa Arduino ha cambiado en términos de duración del pulso y tiempo entre pulsos, con el resultado de que los carros del eje Y izquierdo y derecho ahora se manejan de manera confiable. El siguiente paso será ajustar los carros del eje Y para un contacto óptimo antes de reinstalar el conjunto de los ejes X y Z ensamblados.

      6 al 15 julio 2017

      Los carros del eje Y se simplificaron utilizando sólo 4 ruedas en lugar de 7. Las ruedas adicionales dificultaban el ajuste de los espaciadores excéntricos. Incluso ajustar cuatro ruedas puede resultar tedioso porque el propio conjunto de ruedas tiene movimiento tanto angular como vertical antes de apretarse. A menos que tenga mucho cuidado, puede apretar demasiado o poco las ruedas verticalmente a la ranura de la pista. Además, las ruedas pueden apretarse ligeramente en ángulo, lo que provoca que las ruedas se arrastren en la ranura. Estas consideraciones, combinadas con la configuración de las ruedas excéntricas, dieron como resultado que el eje Y tuviera problemas de movimiento después de que se reinstalara el conjunto del eje X/Z. El movimiento es poco fiable. El eje Y se mueve con un ruido entrecortado que parece provenir del Nema-23. Se ajustó la tensión de la correa y se verificó la cuadratura de los rieles del eje Y con respecto al eje X. La configuración actual del controlador del motor paso a paso puede ser demasiado baja. Esta afirmación se hace porque el movimiento del eje Y es lento y hace ruido; cuando le das el más mínimo «empujón», se mueve más rápido y con mayor suavidad y el ruido de los pasos se vuelve más agudo. Hay otra variable que es necesario tener en cuenta. Las correas del eje Y se pasan por los rieles del eje Y y a través de los carros del eje Y, y las extrusiones del carro del eje Y pueden «atrapar» los dientes de la correa. Aunque esto fue difícil de verificar, podría ser responsable del ruido de «tartamudeo» escuchado. En resumen, los carros del eje Y tienen demasiada fricción y requieren un rediseño. El nuevo diseño debe tener ruedas que giren sobre los rieles del eje Y y no debe tener problemas de fricción con la correa.

      16-19 julio 2017

      Las ruedas guía de las correas y los puntos finales del eje Y se han rediseñado para mantener las correas horizontales y alejadas de cualquier otro contacto. Esto requirió una actualización del soporte del motor paso a paso del eje Y.

      Para la base calefactora, se compraron o encargaron una placa de aluminio de 2″ x 2″ x 1/4″, un controlador de calor digital y 10 resistencias de potencia de 100 vatios y 50 ohmios. Se han explorado métodos para “promediar” múltiples termistores NTC.

      Lo que sí es seguro es que el motor paso a paso Nema 23 o el controlador basado en Arduino no funcionan correctamente. Esto se determinó fácilmente desconectando la correa de transmisión y observando su desempeño errático sin carga. Es hora de examinarlo con un osciloscopio.

      Mientras tanto, se está trabajando para reinstalar una versión para estudiantes de MATLAB de 2004 con la caja de herramientas PDE. Esto es necesario para realizar la simulación de lecho calentado.

      Otro problema es la rotura de las piezas impresas en 3D integradas en el carro del eje X. Las versiones de aluminio de Openbuilds se utilizaron en determinadas ubicaciones y se utilizaron exclusivamente en los carros del eje Y revisados. La corredera del eje X se ha rediseñado en gran medida con componentes de aluminio.

      Si se descubre que el Nema-23 puede impulsar de manera confiable el conjunto del pórtico, se prueba nuevamente con una extrusora conectada temporalmente al extremo caliente del eje Z. El objetivo es abandonar el plan de extrusión Bowden, ya que se considera potencialmente problemático.

      20-24 julio 2017

      Mi versión para estudiantes de Matlab de 2004 funcionó. No se reinstalaba en Ubuntu 17, así que tuve que descargar una imagen ISO de Ubuntu 11.10 e instalarla en Virtualbox. Sólo entonces se podrán reinstalar Matlab y la caja de herramientas PDE. La documentación en línea de Mathworks para la última versión proporciona un ejemplo de una placa horizontal calentada que incluye convección. La versión anterior que tengo no admite las funciones utilizadas en la simulación actual. Usaré la versión que tengo para modelar la placa horizontal con 10 fuentes de calor, es decir, resistencias de potencia, y estimar las pérdidas por convección libre fuera de la simulación.

      Se revisó la configuración del controlador del motor paso a paso Arduino independiente, que resultó poco confiable debido a conexiones aparentemente sueltas, y ahora se han soldado algunos componentes y conexiones de la placa de pruebas. Esto dio como resultado un rendimiento suave del motor paso a paso del eje Y (con los dedos cruzados). Se conectó temporalmente un motor paso a paso Nema 17 al extremo del eje Z y el motor paso a paso del eje Y no pareció notar el peso extra. Esta es una buena noticia, ya que se puede evitar el uso de una extrusora Bowden.

      25-27 julio 2017

      El carro del eje X ha sido rediseñado reemplazando los conectores angulares impresos en 3D rotos con versiones de aluminio de construcción abierta. También se atornillaron placas separadas al carro del eje X y al conjunto del eje Z. Esto facilita el montaje, ya que el eje X se puede fijar al riel del eje X y el conjunto del eje Z se puede atornillar simplemente al carro del eje X. Se ha demostrado que el carril y el carro del eje X no son lo suficientemente rígidos. Cuando se aplica un poco de torsión al eje Z, todo el conjunto del eje Z gira un poco alrededor del carro del eje X. El eje Z se convierte en un gran brazo de palanca que gira el perfil de 20 mm x 40 mm. El carro del eje X consta de dos ruedas encima del perfil del eje X y dos ruedas debajo. Esto permite cierta rotación alrededor del eje X, lo que provocaría grandes errores en el extrusor. Además, tras una inspección más cercana, al menos parte del juego de rotación es visible en los conectores en ángulo que conectan el riel del eje X a los carros del eje Y. Parece que es necesario realizar otro rediseño del riel del eje X, del carro X y del eje Y.

      Ya se ha pedido la última Home Edition de Matlab con caja de herramientas PDE y debería facilitar la simulación de la placa calefactora con convección libre.

      28 al 10 de julio agosto 2017

      Se compró y recibió la versión 2017 de Matlab con la caja de herramientas PDE. Estoy trabajando en algunos de los ejemplos de PDE. Su problema de calor de demostración para una placa de metal, es decir, un espesor pequeño en comparación con otras dimensiones, se trata como un problema 2D sin especificar un espesor y la demostración utiliza una función con el argumento «densidad de masa», que es una cantidad 3D. Probablemente debería convertir la densidad de masa a una densidad superficial equivalente, que es la única opción lógica. Esta suposición se prueba modificando su programa de demostración 2D para una geometría cuyos resultados se puedan verificar fácilmente en papel.

      El riel del pórtico del eje X de 20 x 40 mm se reemplazó por un riel con ranura en V de 20 x 80 mm. Esto requirió la fabricación (manual) de placas finales para los carros del eje Y y nuevas placas para el carro del eje X utilizando un nuevo motor paso a paso Nema-23. Además, el motor paso a paso del eje Y ahora tiene un nuevo soporte de motor que facilita el ajuste de la tensión de la correa. Las correas del eje Y se han elevado para el riel más alto del eje X y será necesario volver a trabajar los tensores de correa antiguos según la nueva configuración.

      El eje X con el conjunto del eje Z adjunto fue impulsado por el controlador Arduino independiente. El eje X se movió suavemente excepto en cierto punto. La correa está dañada cerca del problema de movimiento y el problema se solucionará.

      11 de agosto – 5 de febrero de 2018

      Me descarrilé durante este tiempo debido a problemas de salud y a mudarme a 100 millas de mi hogar anterior. Mi impresora 3D aún no está empaquetada, pero compré un juego de vigas C que deberían mejorar el eje Z.

      5 de febrero de 2018 – 25 de marzo de 2018

      Regresé a la simulación MATLAB de placas de cocción delgadas. Bueno, el progreso en la simulación de placas calefactoras ha sido decepcionantemente lento y difícil. No tengo experiencia con la caja de herramientas PDE (ecuación diferencial parcial) de Matlab R2018a (más reciente). Tengo al menos 6 años de experiencia en la industria programando Matlab para otros tipos de simulaciones. Mi problema fue obtener resultados consistentes entre las diferentes formas en que Matlab puede usar la caja de herramientas PDE. El problema es principalmente comprender cómo definen el flujo de calor en términos de «bordes» o por qué las «superficies» no funcionan. Modifiqué su problema de calor de placa delgada, que incluye tanto convección como radiación, para incluir un valor fijo de 900 vatios para la “entrada de calor”. Esta simulación parece funcionar bien. Sin embargo, no puedo obtener resultados consistentes cuando intento modelar la misma placa delgada con 9 orificios cuadrados en la placa a la que aplico condiciones de contorno a los bordes interiores de los cuadrados, esperando producir una temperatura máxima de la placa. La simulación está aquí. Si alguien lee esto y puede ayudarme se lo agradecería. Ayer hice una pregunta en Preguntas y respuestas de Matlab. Quizás obtenga una respuesta.

      26 y 7 de marzo abril 2018
      Hice una simulación de placa caliente.n Utilizando una fuente de calor interna de 900 W que produce este perfil de temperatura. Además, se realizó una simulación de una placa caliente con un flujo de calor de 900 W a lo largo del perímetro de la placa, produciendo este perfil de temperatura.. Los resultados de la simulación resultantes de los diferentes perfiles de temperatura no coinciden. El flujo de calor hacia el perímetro de la placa da como resultado tiempos de aumento de temperatura más rápidos y es aproximadamente 100 grados más caliente que la simulación del suministro de calor interno. En ambos casos existe evidencia cualitativa de que la convección y la radiación limitan la temperatura máxima de la placa como se esperaba. No sé en qué simulación creer y estoy cansado de perder más tiempo en ello. Probablemente nueve resistencias de 100 W serán suficientes.

      8 de abril de 2018
      Es hora de desempacar mi impresora 3D, comenzar a ensamblarla y ver cómo puedo incorporar componentes de viga C en mi kit de eje Z.

      Impresora 3D cartesiana de gran tamaño tipo pórtico

      Documentos adjuntos:

      • 3D_Test-29_16_12_2013.pdf
        Tamaño del archivo:
        2,3MB
        Puntos de vista:
        743
      • A_3D_TRY_PrinterTEST_1.txt
        Tamaño del archivo:
        29,5 KB
        Puntos de vista:
        821
      • MonteCarloForwardKinematics_3DP.txt
        Tamaño del archivo:
        34,1 KB
        Puntos de vista:
        821
      • xyz-axis_calcs.py.txt
        Tamaño del archivo:
        6.5KB
        Puntos de vista:
        673
      • Calculadora de pasos.txt
        Tamaño del archivo:
        1.4KB
        Puntos de vista:
        661
      • test_libra_office.odt
        Tamaño del archivo:
        10.4KB
        Puntos de vista:
        388
      • Manual básico del motor paso a paso.pdf
        Tamaño del archivo:
        657,4 KB
        Puntos de vista:
        1,108
      • Impresora 3D cartesiana de gran tamaño tipo pórtico
        x-trolley.jpg
        Tamaño del archivo:
        136,6 KB
        Puntos de vista:
        1.015
      • Impresora 3D cartesiana de gran tamaño tipo pórtico
        x-trolley-close-up.jpg
        Tamaño del archivo:
        141,6 KB
        Puntos de vista:
        783
      • Impresora 3D cartesiana de gran tamaño tipo pórtico
        modelo del eje z.jpg
        Tamaño del archivo:
        53,2 KB
        Puntos de vista:
        946
      • Impresora 3D cartesiana de gran tamaño tipo pórtico
        portabloques con rosca fresada.jpg
        Tamaño del archivo:
        106,1 KB
        Puntos de vista:
        770
      • Impresora 3D cartesiana de gran tamaño tipo pórtico
        Guía de broca de 20×20 mm.jpg
        Tamaño del archivo:
        204KB
        Puntos de vista:
        804
      • Impresora 3D cartesiana de gran tamaño tipo pórtico
        nuevo-tensor-de-cinturón-ajustable-del-riel-izquierdo.jpg
        Tamaño del archivo:
        83KB
        Puntos de vista:
        1.188
      • heatTransferThinPlateExample_3Dprinter.pdf
        Tamaño del archivo:
        232,2 KB
        Puntos de vista:
        995
      • Impresora 3D cartesiana de gran tamaño tipo pórtico
        900W_Diagrama de temperatura límite total.png
        Tamaño del archivo:
        18,9 KB
        Puntos de vista:
        861
      • heatTransferThinPlateExample_3Dprinter_900W_interne_Wärmequelle_8_april2018.pdf
        Tamaño del archivo:
        298,4 KB
        Puntos de vista:
        774
      • Impresora 3D cartesiana de gran tamaño tipo pórtico
        900W_Diagrama de temperatura límite total.png
        Tamaño del archivo:
        18,9 KB
        Puntos de vista:
        739
      • Impresora 3D cartesiana de gran tamaño tipo pórtico
        900W_calor_interno_temperatura_diagrama.png
        Tamaño del archivo:
        21.3KB
        Puntos de vista:
        769
      • heatTransferThinPlateExample_3Dprinter_4april2018_900_boundary.pdf
        Tamaño del archivo:
        293KB
        Puntos de vista:
        497
      1. instrucciones especiales


      Robert E. No,
      8 de abril de 2018

      A luis felipe barbosa, jlipavsky79 y Mark Carew les gusta esto.

    1. Autor del edificio Robert E. Nee,
      Buscar todas las construcciones de Robert E. Nee

  • Esta cargando…
  • Crear detalles

    Licencia de construcción:
    • CC – Atribución – CC BY

    Razón de esta construcción

    Con esta estructura se debe intentar una estructura sin varillas ni husillos de rosca trapezoidal. Solo usaré rieles V-Slot (y algunos rieles Makerslide) y componentes.

© OpenBuilds®

Error 403 The request cannot be completed because you have exceeded your quota. : quotaExceeded

Impresora 3D tipo pórtico de gran tamaño

La impresora 3D tipo pórtico es un diseño que utiliza rieles tipo V para los tres ejes de movimiento (X, Y, Z). Este tipo de configuración se asemeja a la de un robot de pórtico, con un área de impresión nominal de 2 pies por 2 pies por 2 pies.

Inicio del proyecto

Hace aproximadamente 4 años, adquirí una impresora 3D Solidoodle 3 para unirme a la moda de las impresoras 3D. Mi interés real estaba en estudiar los errores de una impresora 3D cartesiana. Para este fin, desarrollé dos programas en Matlab, uno para probar la impresora y otro para simular los errores. Estos programas fueron la base para la idea de construir una impresora 3D de 2 pies cúbicos.

El proyecto comenzó oficialmente el 1 de abril de 2017 con la construcción del marco utilizando rieles de aluminio y rieles Makerslide. Durante los años previos, adquirí rieles V-slot y Makerslide, motores paso a paso, un kit Ramps 1.4 y una variedad de tuercas y tornillos métricos.

Progreso del proyecto

Selección de motores paso a paso

Los motores utilizados en la impresora deben ser capaces de generar el torque necesario para mover los ejes con las velocidades y aceleraciones requeridas. Se deben tener en cuenta factores como la inercia de cada eje, la fuerza de arranque para superar la fricción, y el torque necesario para acelerar y decelerar los ejes. Se ha realizado un análisis detallado de los motores Nema-17 y Nema-23 seleccionados para determinar si son adecuados para el proyecto.

Actividades de construcción

Durante el proceso de montaje, se han identificado diversos problemas y mejoras potenciales en el diseño. Desde ajustes en la tensión de las correas hasta la reorganización de los componentes, cada paso ha sido crucial para lograr un funcionamiento óptimo de la impresora.

Próximos pasos

Entre los próximos pasos se incluyen la instalación de los interruptores de parada, el diseño e instalación de la cama caliente y la electrónica asociada, así como la conexión de todos los motores al controlador Ramps. Además, se planea realizar pruebas de movimiento de cada eje de forma individual para verificar su correcto funcionamiento.

Conclusiones

A pesar de los desafíos encontrados durante el proceso de construcción, el proyecto de la impresora 3D tipo pórtico de gran tamaño sigue avanzando. Con una combinación de ingeniería y creatividad, se espera lograr una impresora 3D funcional y eficiente que cumpla con los requisitos de aceleración y velocidad necesarios para una impresión de alta calidad.

Para más información detallada sobre la construcción de esta impresora 3D, puedes consultar los archivos adjuntos disponibles en esta página. ¡Sigue atento a futuras actualizaciones y avances en este emocionante proyecto!

2 comentarios en «Impresora 3D cartesiana de gran tamaño tipo pórtico»

Deja un comentario