Adaptación de la Impresora 3D Prusa i3 Hephestos para imprimir piezas de 500 x 500 x 500 mm

Adaptaciรณn de la Impresora 3D Prusa i3 Hephestos para imprimir piezas de 500 x 500 x 500 mm

Autor: Nerea Faia Fernandes Tutor: Ortzi Akizu Gardoki Vitoria-Gasteiz, Enero 2017

Memoria TGF Adaptación de la impresora 3DPrusa i·3 Hephesto

Nerea Faia Fernandes

ESCUELA UNIVERSITARIA DE INGENIERÍA DE VITORIA-GASTEIZ

GRADO EN INGENIERIA MECANICA TRABAJO FIN DE GRADO Adaptación de la Impresora 3D Prusa i3 Hephestos para imprimir piezas de 500 x 500 x 500 mm

Autor: Nerea Faia Fernandes Tutor: Ortzi Akizu Gardoki Vitoria-Gasteiz, Enero 2017

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AGRADECIMIENTOS

Quiero agradecer a todo el que me ha acompañado a lo largo de este trabajo de fin de grado. Quiero agradecer a mi tutor Ortzi Akizu por haberme dado la oportunidad de poder realizar este trabajo de fin de grado tan dinámico y todo el apoyo que me ha aportado a lo largo del trabajo. Este trabajo de fin de grado no hubiese sido posible sin la ayuda de todos los profesores implicados en este proyecto de investigación, por esta razón quiero agradecer su ayuda a Joseba Ortiz de Villalba, Ibai Etxeberria, Karle Olalde y Cesar Perez. También quiero agradecer a Ivan Saldaña porque sin su aportación este proyecto no hubiese tenido el recorrido que ha tenido.

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ÍNDICE

1.

INTRODUCCION ......................................................................................................................................... 10 1.1.

RESUMEN .......................................................................................................................................... 10 2. ESTADO DEL ARTE DE LA IMPRESORA 3D ......................................................................................... 11 2.1. ¿QUE ES UNA IMPRESORA 3D? ..................................................................................................... 11 2.2. ¿QUE SE PUEDE HACER CON UNA IMPRESORA 3D? ............................................................... 12 2.3.

LA IMPRESORA 3D A LO LARGO DE LA HISTORIA DESDE SU PRIMER PROTOTIPO ....... 13 2.4.

TIPOS DE IMRPESORAS 3D ............................................................................................................ 15 2.5.

PROYECTO REPRAP ........................................................................................................................ 16 2.6.

TIPO DE MATERIALES .................................................................................................................... 17 2.7.

COMPARATIVA ENTRE IMPRESORAS 3D ................................................................................... 18 2.8.

Tabla de COMPARACION ................................................................................................................. 32 3. MONTAJE DE LA IMPRESORA 3D PRUSA I3 HEPHESTOS................................................................. 34 3.1.

PASOS PREVIOS AL MONTAJE...................................................................................................... 34 3.2.

LISTA DE MATERIALES .................................................................................................................. 37 3.2.1. Herramientas.................................................................................................................................... 37 3.2.2. Electrónica ....................................................................................................................................... 38 3.2.3. Extrusor ........................................................................................................................................... 40 3.2.4. Eje X ................................................................................................................................................ 41 3.2.5. Eje Y ................................................................................................................................................ 43 3.2.6. Eje Z ................................................................................................................................................ 45 3.3.

MECANICA ........................................................................................................................................ 46 3.3.1. Pasos previos ................................................................................................................................... 46 3.3.2. Montaje del Eje X ............................................................................................................................ 50 3.3.3. Montaje del Eje Z ............................................................................................................................ 56 Observaciones del eje Z............................................................................................................................. 62 3.3.4. Montaje del Eje Y ............................................................................................................................ 63 Observaciones del eje Y ............................................................................................................................ 78 3.3.5. Montaje del Extrusor ....................................................................................................................... 84 3.2.1. Montaje de la Electrónica ................................................................................................................ 89 Observaciones del montaje de la electrónica ........................................................................................... 100 4. IMPRESION ............................................................................................................................................... 101 4.1.

LIMITACIONES Y SOLUCIONES.................................................................................................. 104 4.2.

MODELAJE CATIA V5 ................................................................................................................... 106 5. PRESUPUESTO ......................................................................................................................................... 111 5.1.

PRESUPUESTO IMPRESORA ........................................................................................................ 111 5.2.

PRESUPUESTO IMPRESION DE PIEZAS ..................................................................................... 113 6. BIBLIOGRAFIA ......................................................................................................................................... 114

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ÍNDICE DE FIGURAS

FIGURA 2. 1 IMPRESORA EDISON+ ........................................................................................................................ 18 FIGURA 2. 2 IMPRESORA BUILDER ......................................................................................................................... 19 FIGURA 2. 3 IMPRESORA AFINIA H SERIES ............................................................................................................. 19 FIGURA 2. 4 IMPRESORA ZEUS............................................................................................................................... 20 FIGURA 2. 5 IMPRESORA AW3D ............................................................................................................................ 20 FIGURA 2. 6 IMPRESORA ARDUINO MATERIA 101 ................................................................................................ 21 FIGURA 2. 7 IMPRESORA B9 CREATOR .................................................................................................................. 21 FIGURA 2. 8 IMPRESORA PRUSA I3 ........................................................................................................................ 22 FIGURA 2. 9 IMPRESORA WITBOX ......................................................................................................................... 22 FIGURA 2. 10 IMPRESORA CUBE ............................................................................................................................ 23 FIGURA 2. 11 IMPRESORA BUKITO ........................................................................................................................ 23 FIGURA 2. 12 IMPRESORA DELTAMAKER............................................................................................................... 24 FIGURA 2. 13 IMPRESORA IDEA-BUILDER .............................................................................................................. 24 FIGURA 2. 14 IMPRESORA FELIX 3.0 ...................................................................................................................... 25 FIGURA 2. 15 IMPRESORA FORM.1 ........................................................................................................................ 25 FIGURA 2. 16 IMPRESORA CREATR ........................................................................................................................ 26 FIGURA 2. 17 IMPRESORA KITTAZ.......................................................................................................................... 26 FIGURA 2. 18 IMPRESORA PHOENIX ...................................................................................................................... 27 FIGURA 2. 19 IMPRESORA BUCCANEER ................................................................................................................. 27 FIGURA 2. 20 IMPRESORA PRINTRBOT .................................................................................................................. 28 FIGURA 2. 21 IMPRESORA ONEUP ......................................................................................................................... 28 FIGURA 2. 22 IMPRESORA KIWI 3D ........................................................................................................................ 29 FIGURA 2. 23 IMPRESORA PRESS ........................................................................................................................... 29 FIGURA 2. 24 IMPRESORA LITTO ........................................................................................................................... 30 FIGURA 2. 25 IMPRESORA SERIES1 ........................................................................................................................ 30 FIGURA 2. 26 IMPRESORA ULTIMAKER .................................................................................................................. 31

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FIGURA 3. 1 REALIZACIÓN DE LOS ORIFICIOS NECESARIOS ................................................................................... 34 FIGURA 3. 2 CORRECTA COLOCACIÓN DE LA PLACA DE ARDUINO ....................................................................... 35 FIGURA 3. 3 CORRECTA COLOCACIÓN DE LA PLACA DE ARDUINO ....................................................................... 35 FIGURA 3. 4 PROCESO DE ROSCADO MANUAL ..................................................................................................... 36 FIGURA 3. 5 POSICIÓN DEL MARCO DE ALUMINIO DE GUÍA ................................................................................. 46 FIGURA 3. 6 PREPARACIÓN DE LOS RODAMIENTOS ............................................................................................. 47 FIGURA 3. 7 PASOS A SEGUIR PARA LA INTRODUCCIÓN DE LAS TUERCAS CON LA AYUDA DEL SOLDADOR ........ 48 FIGURA 3. 8 PIEZAS IMPRESAS DEL EJE X (LASO IZQUIERDO Y LADO DERECHO) .................................................. 50 FIGURA 3. 9 POSICIÓN DE LOS RODAMIENTOS EN LAS PIEZAS IMPRESAS ............................................................ 50 FIGURA 3. 10 PIEZA IMPRESA DEL EJE X TENSOR RODAMIENTO B623ZZ ............................................................. 51 FIGURA 3. 11 CORRECTA COLOCACIÓN DEL TORNILLO M6 X 40 MM ................................................................... 51 FIGURA 3. 12 COLOCACIÓN DE LA POLEA ............................................................................................................. 51 FIGURA 3. 13 POSICIÓN DEL CONJUNTO DEL TENSOR EN LA PIEZA IMPRESA DEL EJE X ...................................... 52 FIGURA 3. 14 VARILLAS LISAS CROMADAS CON LA POSICIÓN CORRECTA DE LOS RODAMIENTOS ...................... 52 FIGURA 3. 15 PIEZA IMPRESA DE SUJECIÓN DE FINAL DE CARRERA Y FINAL DE CARRERA ................................... 52 FIGURA 3. 16 COLOCACIÓN DEL CONJUNTO FINAL DE CARRERA ......................................................................... 53 FIGURA 3. 17 COLOCACIÓN DEL CONJUNTO FINAL DE CARRERA ......................................................................... 53 FIGURA 3. 18 MOTOR NEMA 17 ............................................................................................................................ 54 FIGURA 3. 19 PIEZA IMPRESA DE ACOPLE DE LA CADENETA (LADO IZQUIERDO) ................................................. 54 FIGURA 3. 20 MONTAJE DEL CONJUNTO ............................................................................................................... 54 FIGURA 3. 21 COLOCACIÓN DEL TORNILLO M3X25MM EN EL CONJUNTO ........................................................... 55 FIGURA 3. 22 COLOCACIÓN DE LA POLEA GT DE 20 DIENTES AL MOTOR ............................................................. 55 FIGURA 3. 23 PIEZA IMPRESA SOPORTE INFERIOR DEL LADO DERECHO .............................................................. 56 FIGURA 3. 24 PIEZA IMPRESA SOPORTE INFERIOR DEL LADO IZQUIERDO ............................................................ 56 FIGURA 3. 25 PIEZAS IMPRESAS SOPORTE INFERIOR EN SUS RESPECTIVAS POSICIONES ..................................... 56 FIGURA 3. 26 PIEZAS IMPRESAS SOPORTE INFERIOR IZQUIERDO CON MOTOR NEMA 17 ................................... 57 FIGURA 3. 27 PIEZAS IMPRESAS SOPORTE INFERIOR DERECHO CON MOTOR NEMA 17 ...................................... 57 FIGURA 3. 28 ORIENTACIÓN DE LOS CABLES ......................................................................................................... 57 FIGURA 3. 29 PIEZAS IMPRESAS DEL SOPORTE SUPERIOR (LADO IZQUIERDO Y DERECHO RESPETIVAMENTE) ... 58 FIGURA 3. 30 PIEZAS IMPRESAS DEL SOPORTE SUPERIOR ATORNILLADA ............................................................ 58 FIGURA 3. 31 PIEZAS IMPRESAS DEL EJE Z FINAL DE CARRERA ............................................................................. 59 FIGURA 3. 32 FINAL DE CARRERA (CAJA ELECTRÓNICA)........................................................................................ 59 FIGURA 3. 33 CONJUNTO DE LA PIEZA IMPRESA FINAL DE CARRERA Y EL FINAL DE CARRERA DEL EJE Z............. 59 FIGURA 3. 34. CONJUNTO DEL EJE X...................................................................................................................... 59 FIGURA 3. 35 VARILLAS ROSCADAS EN EL CONJUNTO DEL EJE X .......................................................................... 60 FIGURA 3. 36 UNIÓN DEL EJE X CON EL EJE Z POR MEDIO DE LAS VARILLAS ........................................................ 60 Vitoria-Gasteiz

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FIGURA 3. 37 COLOCACIÓN DEL FINAL DE CARRERA DEL EJE Z ............................................................................. 61 FIGURA 3. 38 ACOPLAMIENTO DE LA VARILLA ROSCADA Y EL MOTOR NEMA 17 ................................................ 61 FIGURA 3. 39 PIEZA IMPRESA DEL SOPORTE SUPERIOR DEL KIT DE LA PRUSA I3 HEPHESTOS ............................. 62 FIGURA 3. 40 PIEZA IMPRESA DEL SOPORTE SUPERIOR MEJORADA ..................................................................... 62 FIGURA 3. 41 CONJUNTO DE VARILLAS ROSCADAS DE M10 X 650 MM CON ARANDELAS Y TUERCAS ................. 63 FIGURA 3. 42 RODAMIENTOS DE BOLAS KH1228.PP LINEALES DE Ø12MM DE DIÁMETRO INTERIOR EN LAS VARILLAS LISAS CROMADAS DE Ø12MM DE DIÁMETRO ............................................................................... 63 FIGURA 3. 43 PIEZAS IMPRESAS DEL EJE Y DE ESQUINA ........................................................................................ 64 FIGURA 3. 44 MONTAJE DEL CONJUNTO DE LAS VARILLAS LISAS Y ROSCADAS MEDIANTE LAS PIEZAS IMPRESAS DEL EJE Y DE ESQUINA ................................................................................................................................... 64 FIGURA 3. 45 FIJACIÓN DEL CONJUNTO DE VARILLAS ........................................................................................... 65 FIGURA 3. 46 FIJACIÓN DEL CONJUNTO DE VARILLAS ........................................................................................... 65 FIGURA 3. 47 POLEA PREPARADA EN LOS PASOS PREVIOS AL MONTAJE ............................................................. 65 FIGURA 3. 48 PIEZA IMPRESA DEL EJE Y TENSOR RODAMIENTO B623ZZ .............................................................. 66 FIGURA 3. 49 MONTAJE DEL TENSOR DE EJE Y ...................................................................................................... 66 FIGURA 3. 50 PIEZA IMPRESA DEL EJE Y PARA LA SUJECIÓN DEL MOTOR............................................................. 66 FIGURA 3. 51 COLOCACIÓN DE LA PIEZA IMPRESA DE SUJECIÓN DEL EJE Y AL MOTOR Y ORIENTACIÓN DE LOS CABLES DEL MOTOR NEMA 17....................................................................................................................... 66 FIGURA 3. 52 CUATRO VARILLAS ROSCADAS DE M8 X 205 MM ............................................................................ 67 FIGURA 3. 53 MONTAJE DEL TENSOR DE CORREA Y EL MOTOR NEMA 17 CON LAS VARILLAS ROSCADAS .......... 67 FIGURA 3. 54 MONTAJE DEL TENSOR DE CORREA Y EL MOTOR NEMA 17 CON LAS VARILLAS ROSCADAS .......... 68 FIGURA 3. 55 MONTAJE DE LA UNIÓN DE LAS VARILLAS DEL EJE Y ....................................................................... 68 FIGURA 3. 56 COLOCACIÓN DE LAS TUERCAS Y ARANDELAS EN EL CONJUNTO DE LAS VARILLAS DEL EJE Y ....... 69 FIGURA 3. 57 BASE DE ALUMINIO DE 8 MM DE ESPESOR ..................................................................................... 70 FIGURA 3. 58 PIEZA IMPRESA DE SUJECIÓN DE CORREA DEL EJE Y ....................................................................... 70 FIGURA 3. 59 PIEZA IMPRESA DE SUJECIÓN DE CORREA DEL EJE Y ATORNILLADA A LA BASE DE ALUMINIO ....... 70 FIGURA 3. 60 PIEZA IMPRESA DE SUJECIÓN DE CORREA DEL EJE Y ATORNILLADA A LA BASE DE ALUMINIO ....... 71 FIGURA 3. 61 RODAMIENTO AMARRADO CON LA BRIDA ..................................................................................... 71 FIGURA 3. 62 PIEZA IMPRESA DEL FINAL DE CARRERA DEL EJE Y .......................................................................... 72 FIGURA 3. 63 POLEA GT2 DE 20 DIENTES .............................................................................................................. 72 FIGURA 3. 64 AJUSTE DE LA POLEA AL MOTOR CON LA AYUDA DE LLAVE ALLEN DE 2MM .................................. 73 FIGURA 3. 65 CORREA DE 6MM X 2M ................................................................................................................... 73 FIGURA 3. 66 CORRECTA COLOCACIÓN DE LA CORREA DEL EJE Y ......................................................................... 74 FIGURA 3. 67 CORRECTA COLOCACIÓN DE LA BRIDA ............................................................................................ 74 FIGURA 3. 68 CONJUNTO FINAL CON LA CORREA EN SU POSICIÓN ...................................................................... 74 FIGURA 3. 69 LLAVE FIJA 10 (M6), 13 (M8), 17 (M10) ........................................................................................... 75 FIGURA 3. 70 MADERA DM JUNTO AL CRISTAL ..................................................................................................... 75 Vitoria-Gasteiz

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FIGURA 3. 71 UNIÓN MEDIANTE MUELLES Y TORNILLOS DE LA BASE DE ALUMINIO Y LA MADERA .................... 76 FIGURA 3. 72 CONJUNTO DE FINAL DE CARRERA DEL EJE Y DEL MARCO ............................................................. 76 FIGURA 3. 73 COLOCACIÓN DEL CONJUNTO DE FINAL DE CARRERA EN EL MARCO ............................................. 77 FIGURA 3. 74 CORRECTA POSICIÓN DEL EJE Y RESPECTO AL MARCO DE ALUMINIO. ........................................... 77 FIGURA 3. 75PASO DE LA BASE DE ALUMINIO POR ENCIMA DE LOS SOPORTE DE LAS ESQUINA DEL EJE Y. ....... 78 FIGURA 3. 76 LA BASE DE ALUMINIO ROZA EN LAS VARILLAS LISAS DE LA BASE .................................................. 78 FIGURA 3. 77 CALCES DE 5MM PARA LOS RODAMIENTOS ................................................................................... 79 FIGURA 3. 78 CALCES PARA LOS RODAMIENTOS DE 7MM ................................................................................... 79 FIGURA 3. 79 CALCE DE 7MM EN SU CORRECTA POSICIÓN .................................................................................. 80 FIGURA 3. 80 FLEXIÓN DE LAS VARILLAS LISAS DE Ø 8MM ................................................................................... 80 FIGURA 3. 81 PIEZA IMPRESA DEL FINAL DE CARRERA DEL EJE Y .......................................................................... 81 FIGURA 3. 82 NUEVA PIEZA IMPRESA DEL FINAL DE CARRERA DEL EJE Y ............................................................. 81 FIGURA 3. 83 COTA A MODIFICAR EN LA NUEVA PIEZA IMPRESA DEL FINAL DE CARRERA DEL EJE Y. 6.5 CM ..... 81 FIGURA 3. 84 COMPARATIVA DE LA PIEZA ORIGINAL A LA NUEVA PIEZA DE LA ESQUINA DEL EJE Y ................... 82 FIGURA 3. 85 PIEZA CENTRAL DE AMARRE DE CORREAS ...................................................................................... 83 FIGURA 3. 86 COMPARATIVA DE LA PIEZA ORIGINAL A LA NUEVA PIEZA DE AMARRE DE CORREA DEL EJE Y ..... 83 FIGURA 3. 87 PIEZA IMPRESA DEL EJE X, DONDE VA SUJETO EL EXTRUSOR ......................................................... 84 FIGURA 3. 88 PIEZA IMPRESA DEL EJE X, DONDE VA SUJETA LA CORREA DEL EJE X AL CARRO ............................ 84 FIGURA 3. 89 CARRO DEL EJE X ............................................................................................................................. 85 FIGURA 3. 90 MONTAJE DEL CARRO EN LOS EJE X ................................................................................................ 85 FIGURA 3. 91 FIJACIÓN DEL CARRO A LAS VARILLAS LISAS MEDIANTE UNA BRIDA .............................................. 86 FIGURA 3. 92 PASOS A SEGUIR PARA LA COLOCACIÓN DE LA CORREA DEL EJE X................................................. 87 FIGURA 3. 93 COLOCACIÓN DEL SOPORTE DEL EXTRUSOR ................................................................................... 87 FIGURA 3. 94 COLOCACIÓN DEL EXTRUSOR SOBRE EL SOPORTE .......................................................................... 88 FIGURA 3. 95 COLOCACIÓN DE LOS BINDER CON EL CRISTAL ............................................................................... 88 FIGURA 3. 96 RAMPS 1.4 ....................................................................................................................................... 89 FIGURA 3. 97 PIEZA IMPRESA SOPORTE RAMPS ................................................................................................... 89 FIGURA 3. 98 COLOCACIÓN DE LA RAMP SOBRE EL SOPORTE .............................................................................. 90 FIGURA 3. 99 COLOCACIÓN DEL CONJUNTO SOBRE EL MARCO DE ALUMINIO .................................................... 90 FIGURA 3. 100 PANEL DE CONTROL LCD ............................................................................................................... 91 FIGURA 3. 101 PIEZA IMPRESA SOPORTE LCD ....................................................................................................... 91 FIGURA 3. 102 PIEZA IMPRESA BISAGRA ............................................................................................................... 91 FIGURA 3. 103 PASOS A SEGUIR PARA LA COLOCACIÓN DE LA BISAGRA.............................................................. 92 FIGURA 3. 104 FIJACIÓN DEL CONJUNTO DE LA FIGURA 3.100 AL MARCO DE ALUMINIO ................................... 92 FIGURA 3. 105 CADENETA DE ESLABONES ............................................................................................................ 93 FIGURA 3. 106 CABLE TERMISTOR ......................................................................................................................... 93 FIGURA 3. 107 CABLE PARA EL MOTOR ................................................................................................................. 93 Vitoria-Gasteiz

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FIGURA 3. 108 CABLE PARA VENTILADOR AXIAL ................................................................................................... 93 FIGURA 3. 109 CABLE PARA VENTILADOR BLOWER .............................................................................................. 94 FIGURA 3. 110 CABLE CARTUCHO CALEFACTOR .................................................................................................... 94 FIGURA 3. 111 COLOCACIÓN DE LAS CADENETAS EJE X ........................................................................................ 94 FIGURA 3. 112 CABLE FINAL DE CARRERA ............................................................................................................. 95 FIGURA 3. 113 COLOCACIÓN DEL CABLE DE FINAL DE CARRERA .......................................................................... 95 FIGURA 3. 114 VENTILADOR .................................................................................................................................. 95 FIGURA 3. 115 SOPORTE VENTILADOR .................................................................................................................. 96 FIGURA 3. 116 MONTAJE DEL SOPORTE DEL VENTILADOR Y EL VENTILADOR ...................................................... 96 FIGURA 3. 117 CABLE DE FUENTE DE ALIMENTACIÓN .......................................................................................... 97 FIGURA 3. 118 PROCESO DE CONEXIÓN DEL CABLEADO EN EL EXTRUSOR........................................................... 97 FIGURA 3. 119 DIAGRAMA DE CONEXIÓN DEL CABLEADO A LA RAMP ................................................................. 98 FIGURA 3. 120 DESCONEXIÓN DEL CLEMA ............................................................................................................ 98 FIGURA 3. 121 COLOCACIÓN DEL SOPORTE CON EL VENTILADOR ........................................................................ 99 FIGURA 3. 122 SOPORTE DE MATERIAL ................................................................................................................. 99 FIGURA 3. 123 CABLE FINAL DE CARRERA DEFECTUOSO..................................................................................... 100 FIGURA 3. 124 MODELO CAD A SEPARACIÓN EN CAPAS PARA IMPRESIÓN EN 3D ............................................. 101 FIGURA 3. 125 PERFORMANCE ADECUADO ........................................................................................................ 102 FIGURA 3. 126 PERFORMANCE ELEVADO ............................................................................................................ 102 FIGURA 3. 127 ELEMENTOS NECESARIOS PARA CREAR OBJETOS EN 3D 110]..................................................... 103 FIGURA 3. 128 IMPRESIÓN DE PRUEBA DE LA PLANTA DE LOS APARTAMENTOS IRENAZ .................................. 104 FIGURA 3. 129 IMPRESIÓN DE PRUEBA ............................................................................................................... 105 FIGURA 3. 130 APARTAMENTOS IRENAZ PISO COTA CERO ................................................................................. 107 FIGURA 3. 131 APARTAMENTOS IRENAZ 1º PLANTA ........................................................................................... 107 FIGURA 3. 132 APARTAMENTOS IRENAZ 2º PLANTA ........................................................................................... 107 FIGURA 3. 133 APARTAMENTOS IRENAZ ESCALERA DE CARACOL ...................................................................... 108 FIGURA 3. 134 IMPRESIÓN DE LA COTA CERO DE LOS APARTAMENTOS IRENAZ ............................................... 108 FIGURA 3. 135 PRIMERA CONSTRUCCIÓN DE LOS PISOS DE LOS APARTAMENTOS IRENAZ ............................... 109 FIGURA 3. 136 CONSTRUCCIÓN DE LOS PISOS DE LOS APARTAMENTOS IRENAZ ............................................... 109 FIGURA 3. 137 INTERIOR DEL APARTAMENTO IRENAZ........................................................................................ 110

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1. INTRODUCCION 1.1.

RESUMEN

En este trabajo de fin de grado se pretende modificar la impresora 3D Prusa i3 Hephestos para la realización de maquetas de mayor tamaño del que nos puede ofrecer dicha impresora. El bancal normal de la impresora es de 220mm x 220mm x 180 mm, lo que es una limitación para poder imprimir piezas de mediano/gran tamaño.

Aprovechando el diseño de la impresora 3D se realizará la modificación de las dos bases y el arco, todas ellas de metal, aumentando estas de tamaño hasta obtener las dimensiones imprimibles de 500 x 500 x 500 mm.

Una vez realizado la adaptación de le impresora, para poder testarla, se imprimirá la maqueta de los Apartamentos Irenaz de Vitoria-Gasteiz. Para ello se tendrá previamente que modelar el edificio de los Apartamentos Irenaz, situados en la calle Hondarribia, 1, 01010 Vitoria-Gasteiz, Araba.

La modificación de la impresora 3D no solo permitirá el diseño de una maqueta de dichos apartamentos, sino que también, permitirá el diseño de futuras maquetas de mayor tamaño.

El trabajo se dividirá en 5 grandes fases: 1º. FASE 1: montaje de la impresora 3D Prusa i3 Hephestos 2º. FASE 2: definir los cambios a realizar 3º. FASE 3: búsqueda de proveedores para la realización de las piezas que sean necesarias para incorporar en el cambio 4º. FASE 4: montaje de la impresora con los nuevos cambios 5º. FASE 5: diseño de los Apartamentos Irenaz y fase de pruebas

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2. ESTADO DEL ARTE DE LA IMPRESORA 3D 2.1.

¿QUE ES UNA IMPRESORA 3D?

Las impresoras 3D funcionan como las impresoras de chorro de tinta, en vez de tinta, las impresoras 3D depositan el material deseado en una serie de capas sucesivas para crear un objeto procedente de un formato digital.

Una impresora 3D produce un modelo 3D físico a partir de un diseño 3D virtual (creado de manera digital). Por ejemplo, si se diseña o escanea una taza por medio de cualquier programa de diseño (CAD), ésta puede imprimirse por medio de la impresora 3D y obtener un producto físico que sería la propia taza. Los materiales que actualmente pueden utilizarse para "imprimir" son variados y éstos influyen en el costo de la impresora, así como la tecnología de esta. Las de bajo costo comúnmente funcionan con termoplásticos como el PLA (ácido poliláctico) o ABS (Acrilonitrilo Butadien Estireno), otras trabajan con metal, fotopolímeros o resina líquida, aunque resultan prohibitivas para entornos no industriales.

Existen diversos tipos de impresoras 3D, pero el funcionamiento es básicamente el mismo. Al imprimir un objeto de 3 dimensiones, el mecanismo es construir con la adición de capas sucesivamente hasta conseguir el objeto deseado. Primero se debe realizar un dibujo en papel del objeto a imprimirse (modelo original); después lo realizamos de manera digital con un programa de diseño (modelo CAD); y por último, el objeto se separa en capas, las que serán impresas capa por capa en la impresora de 3 dimensiones (separación en capas para impresión 3D). Es un claro ejemplo que a partir de un boceto en papel podemos conseguir un objeto en la realidad con el material adecuado.

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2.2.

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¿QUE SE PUEDE HACER CON UNA IMPRESORA 3D?

La impresora 3D es, probablemente, uno de los inventos más grandes de la ingeniería moderna. Comenzó, como casi todo lo que tiene gran éxito, a escala pequeña. Con la construcción de pequeñas maquetas, pequeños objetos, pero actualmente podemos ver que se llegan a usar a gran escala.

Una de las curiosidades que puede realizar la impresora 3D en la ropa, puede que no sea muy cómoda, pero se puede llegar a fabricarlas.

Se puede pensar que estas impresoras están diseñadas solo para objetos pequeños pero no es así, ya existen impresoras de grandes dimensiones con potencial de imprimir casas o edificios. Es tan grande el alcance de la impresora 3D, que la propia NASA enviará una de estas impresoras 3D a la Estación Espacial Internacional para que los astronautas puedan fabricar piezas que consideren necesarias en el espacio, de aquí que se vislumbra la aplicación en la educación y en las ciencias.

En todo el mundo se han conocido ejemplos de científicos que han acudido a la manufactura aditiva como un medio para crear diferentes tipos de prótesis para sustituir desde un brazo hasta un oído. Dentro de este campo se puede destacar al ingeniero Javier Munguía, (mexicano de la Universidad de Newcastle, Inglaterra), que desarrolla réplicas de columna vertebral creadas con impresión 3D para apoyar a pacientes que han tenido problemas físicos, además de idear aparatos ortopédicos diversos hechos con la misma técnica.

Existe el caso muy reciente de científicos españoles que han llegado a originar piel humana con la impresión en 3D. El órgano más grande del cuerpo humano se está recreando.[114] Mientras que todo esto luce como algo sumamente práctico y casi utópico, la impresión 3D también tiene su lado negativo. Han surgido al menos un par de casos donde la tecnología en cuestión se ha utilizado para crear armas de fuego que, después de algunas pruebas, lograron ser utilizadas con éxito para realizar disparos.

Otro lado negativo que está teniendo bastante peso en las impresoras 3D, sobre todo en las que podemos llegar a tener en nuestras casas, es que las impresoras también pueden emitir partículas o COV durante el proceso de impresión. Pudiendo ser esto perjudicial para nuestra salud 114] Según los últimos análisis científicos el mercado doméstico de las impresoras 3D, llamadas herramientas de adición, se ha aumentado en un 170% desde el año 2008 hasta el año 2013 [3] .Por lo que este es un dato bastante preocupante con lo referente a las partículas emitidas por la impresión.

A pesar de este lado negativo, la impresión 3D sigue siendo una opción prometedora para modificar completamente el panorama de la fabricación de productos de todo tipo, incluyendo los de tipo médico. La tecnología de la Bio-impresión, que promete la impresión de tejidos y órganos, se encuentra en una fase de desarrollo. Actualmente un equipo de investigadores biomédicos del Instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa acaba de terminar, tras 10 años de trabajo, una bio-impresora 3D con la que se pueden elaborar tejidos humanos relativamente simples, como el cartílago de una oreja humana.

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2.3.

LA IMPRESORA 3D A LO LARGO DE LA HISTORIA DESDE SU PRIMER PROTOTIPO 1983 - Chuck Hull, un inventor destacado en el campo de la óptica iónica, idea el primer método de impresión 3D: la estereolitografía. [4] .

1988 - La compañía 3D Systems, fundada por Chuck Hull, comercializa las primeras máquinas de impresión estereolitográficas.

1990 - Se desarrollan nuevos métodos de impresión: la impresión por deposición de material - fundido (fused deposition modelling o FDM).

- la impresión por láser (selective laser sintering o SLS).

- Scott Crum, que había concebido el método de impresión FDM, establece la empresa Stratasys para la comercialización de su invento.

1992 - Fabricación de prototipos capa por capa. 3D Systems desarrolla la primera impresora 3D para el mercado. La primera máquina de impresión 3D del tipo SLA (estereolitográfico) en el mercado, fue desarrollada por la empresa 3D Systems. El funcionamiento básico de esta máquina consiste en que un láser UV va solidificando un fotopolímero, un líquido con la viscosidad y color parecido al de la miel, el cual va fabricando partes tridimensionales capa por capa. A pesar de la imperfección, de sobra se demuestra que piezas altamente complejas podían ser fabricadas por la noche.

1993 - Un grupo de estudiantes del MIT (Massachusetts Institute of Technology) concibe la impresión 3D por inyección.

1995 -El grupo de estudiantes del MIT inician la venta de los primeros equipos basados en esta tecnología a través de la compañía 3D Systems, creada en 1988 por Chuck Hull.

1999 - La tecnología utilizada por los científicos del Instituto de Wake Forest de Medicina Regenerativa, abrió las puertas al desarrollo de otras estrategias para los órganos de la ingeniería, el cual pasaba por la impresión de los mismos. Debido a que están fabricadas con células propias del paciente, el riesgo de rechazo es prácticamente nulo.

2002 - Primer riñón 3D en funcionamiento. Los científicos diseñan un riñón en miniatura completamente funcional y con la capacidad de filtrar sangre y producir orina diluida en un animal. El desarrollo llevó a la investigación en el Instituto de Wake Forest de Medicina Regenerativa el objetivo de imprimir los órganos y tejidos con tecnología de impresión 3D. 2005 -EL Dr. Adrian Bowyer funda RepRap, en la Universidad de Bath, una iniciativa de código abierto para construir una impresora 3D que puede imprimir la mayoría de sus propios componentes. La visión de este proyecto es el de democratizar la fabricación de unidades de distribución de bajo coste RepRap a las personas de todo el mundo, lo que les permite crear productos a diario por su cuenta.

2006 - Este año se construye la primera máquina del tipo SLS (Sintetización de laser selectivo) viable. Básicamente, este tipo de máquina utiliza un láser para fundir materiales en el proceso de impresión 3D. Este descubrimiento abre las puertas a la personalización masiva y a la demanda de fabricación de piezas industriales, y más

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tarde, prótesis. Ese mismo año, Object, un proveedor de materiales e impresoras 3D, crea una máquina con la capacidad de imprimir en múltiples materiales, incluyendo polímeros y elastómeros. La máquina permite que una parte sea fabricada con una gran variedad de densidades y propiedades de material.

2008 - Tras su lanzamiento en 2005, el proyecto RepRap saca a la luz Darwin, la primera impresora 3D con capacidad de imprimir la mayoría de sus propios componentes, permitiendo a los usuarios que ya tienen una, hacer más impresoras para sus amigos o incluso reparar componentes de la suya.

Shapeways lanza una página web beta privada para ofrecer un nuevo servicio de cocreación entre la comunidad permitiendo que artistas, arquitectos y diseñadores presenten sus diseños en 3D como objetos físicos baratos.

La primera persona que camina sobre una pierna de prótesis impresa en 3D, con todas las partes, rodilla, pie, etc, impresa en una misma compleja estructura sin ningún tipo de montaje. Este tipo de avances permiten que los fabricantes de prótesis realicen desarrollos a medida en el sector de las prótesis.

2009 - Aparición de las impresoras 3D DIY (Do-It-Yourself). La compañía MakerBot comienza la venta de kits de montaje que permiten a los compradores fabricar sus propias impresoras 3D. Irrupción de las Bio-impresoras 3D mediante la impresión del primer vaso sanguíneo.

La empresa Organovo ingenia la impresora 3D MMX Bioprinter, la primera capaz de fabricar tejidos orgánicos.

2011 - Los ingenieros de la Universidad de Southampton diseñan y planean el primer avión impreso en 3D. Este avión no tripulado se construye en siete días, con un presupuesto de 7.000€. La impresión 3D permite que sus alas tengan forma elíptica, una característica generalmente de elevado coste, que ayuda a mejorar la eficiencia aerodinámica y reduce al mínimo la resistencia inducida. De la mano de la empresa Kor Ecologic surge un prototipo de coche que trata de ser lo más eficiente posible con el medio ambiente, siendo toda su carrocería diseñada e impresa en 3D: Urbee La empresa Materialise comienza la impresión 3D con metales preciosos, fundamentalmente oro y plata, lo que abre nuevas vías de negocio, entre otros, a los joyeros.

2012 - Doctores e ingenieros holandeses trabajan con una impresora 3D especialmente diseñada por la empresa LayerWise, la cual permite imprimir prótesis de mandíbulas personalizadas. Este grupo ha podido implantar una mandíbula a una mujer de 83 años de edad que sufría una infección de hueso crónica. Esta tecnología se está estudiando más profundamente con el objetivo de poder promover el crecimiento de nuevo tejido óseo.

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2.4.

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TIPOS DE IMRPESORAS 3D

Para distinguir diferentes gamas o tipos de impresoras 3D, se hace sobre todo función a la tecnología que usan para llevar a cabo la impresión. Teniendo en cuenta esto, se puede distinguir estos tipos de impresoras 3D: 

Impresoras 3D por Estereolitografía (SLA):

Esta técnica fue la primera en utilizarse. Consiste en la aplicación de un haz de luz ultravioleta a una resina líquida (contenida en un cubo) sensible a la luz.[5] La luz UV va solidificando la resina capa por capa. La base que soporta la estructura se desplaza hacia abajo para que la luz vuelva a ejercer su acción sobre el nuevo baño, así hasta que el objeto alcance la forma deseada.

Con este método se consiguen piezas de altísima calidad, aunque, se desperdicia cierta cantidad de material en función del soporte que sea necesario fabricar.

Algunos ejemplos de impresoras 3D que funcionan por estereolitografía son: Projet 1500, 1200 ó 3510 de 3D Systems. 

Impresoras 3D de Sinterización Selectiva por Láser (SLS):

También conocido en inglés como Selective Laser Sintering (SLS), esta tecnología se nutre del láser para imprimir los objetos en 3D. Nació en los años 80, y pese a tener ciertas similitudes con la tecnología SLA, ésta permite utilizar un gran número de materiales en polvo (cerámica, cristal, nylon, poliestireno, etc.). El láser impacta en el polvo, funde el material y se solidifica. Todo el material que no se utiliza se almacena en el mismo lugar donde inició la impresión por lo que, no se desperdicia nada.

Una de las impresoras 3D más famosas que utilizan esta tecnología de impresión 3D es la EOS. 

Impresoras 3D por Inyección

Este es el sistema de impresión 3D más parecido a una impresora habitual (de tinta en folio), pero en lugar de inyectar gotas de tinta en el papel, inyectan capas de fotopolímero líquido que se pueden curar en la bandeja de construcción.

Como ejemplo de impresoras 3D por inyección destacamos X60 de 3D Systems o la Zprint 450. 

Impresión por deposición de material fundido (FDM)

También conocida por FFF (Fused Filament Fabrication, término registrado por Stratasys) La técnica aditiva del modelado por deposición fundida es una tecnología que consiste en depositar polímero fundido sobre una base plana, capa a capa. El material, que inicialmente se encuentra en estado sólido almacenado en rollos, se funde y es expulsado por la boquilla en minúsculos hilos que se van solidificando conforme van tomando la forma de cada capa.

Se trata de la técnica más común en cuanto a impresoras 3D de escritorio y usuarios domésticos se refiere. Aunque los resultados pueden ser muy buenos, no suelen ser comparables con los que ofrecen las impresoras 3D por SLA. La ventaja principal es que esta tecnología ha permitido poner la impresión 3D al alcance de cualquier persona con impresoras como la CubeX, Prusa o cualquier impresora de RepRap. Actualmente se utilizan una gran variedad de materiales, entre los que predominan ABS y PLA.

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2.5.

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PROYECTO REPRAP

La impresora 3D Prusa i3 Hephestos es una impresora de tipo RepRap. Esto quiere decir que se trata de una impresora que es capaz de replicarse a sí misma, es decir, de fabricar la mayor cantidad posible de sus componentes.

La principal filosofía del proyecto RepRap es Open source, esto quiere decir, los diseños y desarrollos de la comunidad cuelgan en distintas páginas web, donde se pueden comentar, copiar, estudiar, distribuir y mejorar los diseños y códigos fuente que la comunidad realiza.

Toda esta filosofía está explicada en su página web http://reprap.org/wiki/Main_Page traducida en parte a otros idiomas. Si el lector quiere obtener más información acerca del mundo de la impresión 3D, la web explica cómo empezar para un novato con las distintas instrucciones de la impresora que se quiera montar.

Otra gran ventaja de las impresoras RepRap es que plantean un muy bajo coste en comparación con grandes empresas. Implica menos poder adquisitivo, más autonomía, más desarrollo tecnológico local, menos fábricas y menos transporte de bienes.

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2.6.

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TIPO DE MATERIALES

De forma general podemos decir que una impresora 3D lo que imprime es plástico, pero tiene sus pequeños matices según el material que use [6] -

PLA o ácido poliláctico, es el más usado y más socorrido ya que no necesitará que la impresora tenga una base caliente para evitar que se fusione con ella. Esto hace que se simplifique mucho el diseño y uso de una impresora y su precio baje algo. Otro detalle que lo hace el preferido de los fabricantes es que se puede usar sin miedo a intoxicación en espacios cerrados o con poca ventilación y que es biodegradable. La textura de lo impreso no queda tan suave pero si con más brillo.

-

ABS o acrilonitrilo butadieno estireno, en este caso también es muy usado y aunque no sea biodegradable, es más fuerte que el PLA y tiene algo de resistencia química y a la abrasión. Necesita más calor que el PLA para fundirse por lo que complica algo las máquinas.

-

Nylon, es el material más complicado para la impresión 3D ya que tiene muchos problemas a la hora de adherirse a la base y puede coger humedad complicando aún más la labor. Sus ventajas, por otro lado, es su gran resistencia, flexibilidad y transparencia.

-

HIPS o poliestileno, es muy parecido al ABS y necesita las mismas temperaturas de fusión. Tiene un uso muy curioso que es usarlo junto con el ABS para imprimir lo que serán huecos ya que el HIPS es soluble en D-Limoneno (un líquido que se saca de los cítricos) y el ABS sólo a la acetona.

-

PET o tereftalato de polietileno, es el material más usado para envases como las botellas de agua y demás. Su principal característica es que puede cristalizar y hacerse transparente. Es resistente a impactos y lo mejor es que podemos reciclar nuestras botellas y usarlas con nuestras impresoras de PLA.

-

Laywoo, necesita temperaturas parecidas al PLA con la curiosidad de que si aumentamos un poco la temperatura o la bajamos, obtenemos diferentes tonos del color que tenemos. Cuando se enfría tiene una textura como de madera y los cambios de temperatura dejan vetas algo más oscuras.

-

Ninjaflex, es un nuevo material muy revolucionario que permite piezas con mucha elasticidad. Tiene la consistencia de una goma elástica y las piezas finales pueden deformarse en gran medida. Su temperatura de uso es como la del PLA.

-

Resina UV-cured, este es el material usado para las impresoras SLA, es un líquido fotosensible que se endurece al contacto con una luz potente, normalmente se usa un láser. Con este material se consiguen las mejores resoluciones y acabados muy buenos.

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-

2.7.

COMPARATIVA ENTRE IMPRESORAS 3D

3DISON+ Fabricación coreana y con un volumen de impresión bastante competente (225 x 145 x 150 mm), la 3Dison Plus es una muy buena máquina por los aproximadamente 1200€ que cuesta. Tiene 3 hermanos mayores, 3Dison Pro, 3Dison Multi y 3Dison H700, que aumentan de manera exponencial sus capacidades, pero en este caso estaríamos hablando ya de máquinas industriales o para uso estrictamente empresarial.

La 3Dison Plus es capaz de imprimir a una velocidad de 200 mm/s con resolución de 50 micras y se le pueden acoplar hasta 2 extrusores, con lo que podríamos imprimir figuras bicolores. Tanto el software como el firmware son propietarios, por lo que no estamos ante una de las famosas impresoras 3D Open Source. Tiene un control integrado y es posible imprimir sin conectarla al PC, haciendo uso de su lector de tarjetas SD. Soporta tanto Windows como Mac y sólo usa como material de impresión el PLA, con lo que su base caliente es una ayuda, pero no necesaria.

Figura 2. 1 Impresora EDISON+

BUILDER Una máquina holandesa disponible en multitud de versiones, tanto en color rojo como negro, con uno o dos extrusores y en versión de 67 cm de altura de impresión, si, si, esta impresora tiene un hermano mayor que podría imprimir perfectamente una figura de más de medio metro de altura. Tiene un coste de unos 1239€ en su versión más nimia y ésta es capaz de imprimir un volumen de 220 x 210 x 170 mm a unos 200 mm/s en una resolución máxima de 50 micras.

Usa software libre pero su hardware lo mantienen cerrado, tiene control integrado en la propia impresora y puede funcionar de forma independiente usando una tarjeta SD o un pendrive USB. Es capaz de funcionar en Windows, Linux y Mac y usa multitud de materiales para la impresión (PLA, ABS, PVA, XT, Woodfill), evidentemente tiene como opcional el poder usar una base caliente para el correcto uso de alguno de estos materiales.

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Figura 2. 2 Impresora BUILDER

AFINIA H-SERIES Fabricación estadounidense con un precio de 1299$ y con un tamaño algo más pequeño.

Su volumen de impresión es de 140 x 140 x 135 mm, con una resolución máxima de 150 micras. En este caso usa software propio y no es abierto, ni en su software, ni en su hardware.

No puede imprimir de forma independiente a un PC y solo es compatible con Windows y Mac, por otro lado es capaz de imprimir tanto ABS como PLA y sí que posee una base caliente. Recibió el premio de la revista Make de la mejor impresora 3D en cuanto a facilidad de abrir y empezar a usar, además, viene con multitud de herramientas y accesorios para dar un buen uso a esta impresora, detalle que no tienen otros fabricantes.

Figura 2. 3 Impresora AFINIA H SERIES

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ZEUS Esta impresora 3D fabricada en EEUU tiene la particularidad de que además tiene un escáner y es capaz de enviar a otra impresora o PC, lo que estamos escaneando. Para lo compacta y bien acabada que está, su precio no es desorbitado, 2499$. Por el resto de características no destaca demasiado, pero su conjunto es una muy buena máquina, su volumen de impresión está en 204 x 153 x 145 mm y una resolución máxima de 80 micras, usa un SO propio, el ZEUS OS y es totalmente cerrada.

En cuanto a su conectividad, decir que tiene control integrado en forma de pantalla táctil y puede funcionar autónomamente recibiendo los diseños ya sean por su propio escáner, por microSD, USB, Ethernet o Wifi. Es compatible con Windows, Mac, Linux, Android e iOS y además tienen una interfaz basada en web. Usa PLA, por lo que no necesita una base caliente para un buen funcionamiento.

Figura 2. 4 Impresora ZEUS

AW3D Impresora americana con un montón de versiones distintas, empezando en los 2295$ puedes tener hasta 2 extrusores, 300 x 200 x 300 mm de tamaño de impresión a unos 150 mm/s y de entre 60 y 100 micras de resolución. No usa software abierto y solo dos de sus modelos tienen control integrado en el propio aparato, compatible con Windows y Mac. Cada versión puede imprimir distintos materiales, pero van desde la que solo trata PLA, hasta la que puede con ABS, Policarbonato y Nylon con su correspondiente base caliente.

Figura 2. 5 Impresora AW3D

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ARDUINO MATERIA 101 Esta es una de las empresas de la que estábamos esperando un movimiento de esta magnitud, por fin la italiana Arduino se ha animado a entrar en este mercado.

Aun se conoce muy poco de las especificaciones de esta impresora 3D ya que de momento sólo se ha dejado ver en una de las ferias que organiza Make. Sabemos que constará entre los 600 y 1000$ y que tendrá versiones tanto desmontadas como ya montadas.

Uno de los datos más discutidos ha sido su bajo volumen de impresión, pero mejora mucho la definición que pasa a bajar a unas 25 micras. Como no podía ser de otra manera, usa software abierto y se espera que al igual que hacen con todos sus productos, el hardware también lo sea. Posee un control integrado pero no parece que se le puedan cargar externamente los diseños, así que habrá que tenerla conectada al PC, ya sea Windows, Mac o Linux. En cuanto al material PLA.

Figura 2. 6 Impresora ARDUINO MATERIA 101

B9 CREATOR Esta es la primera impresora 3D SLA que analizamos (recuerda, la que usa un líquido fotosensible para generar las piezas). Es también de fabricación americana y el precio se dispara bastante (3490$) y más teniendo en cuenta que solo es capaz de imprimir hasta 100 x 75 x 205 mm. No sabemos a la velocidad que imprime ni la resolución que puede alcanzar, pero si sabemos que en las pruebas de Make, era la impresora que mejor resultado final daba a las piezas impresas.

Usa software propietario y no es posible manejarla de forma independiente, aunque es compatible con Windows, Mac y Linux. Usa Resina UV-cured, que es algo más cara comparativamente hablando que el plástico de las impresoras de inyección.

Figura 2. 7 Impresora B9 CREATOR

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PRUSA I3 HEPHESTOS Es el modelo de impresora elegido para la realización del trabajo.

Fabricación 100% española. La Prusa i3 Hephestos es prima hermana de muchas otras que derivan del conocido proyecto de impresoras de hardware libre RepRap. Su calidad/precio es de lo mejor del mercado, 499,9€ en un completo kit para montar. Tiene un volumen de impresión de 220 x 220 x 180 mm y una velocidad máxima de 100 mm/s con resolución de hasta 60 micras.

Siguiendo la filosofía de una empresa como bq, no podría ser de otra forma que, siendo un proyecto totalmente abierto, con software y hardware libre. Tiene control integrado y acceso por tarjeta SD y USB, funciona con Windows, Mac y Linux y puede usar bobinas de PLA, HIPS o FilaFlex, por lo que no necesitaremos la base caliente, que no la tiene.

Por todas estas características, ha sido nuestra impresora elegida.

Figura 2. 8 Impresora PRUSA I3

WITBOX La bq Witbox es una obra de la mejor ingeniería, fabricada en Navarra y con detalles y especificaciones que dejan al resto en pañales. Tiene un precio de 1690€ y un volumen de impresión que deja el listón muy alto, 297 x 210 x 200 mm. Es algo más lenta que la competencia (80 mm/s), pero su resolución máxima es también muy buena, unas 60 micras.

Como no podía ser de otra manera también usa software libre y el diseño es abierto, posee lector de tarjetas y conector USB para poder imprimir de manera independiente y al igual que la Hephestos, funciona bajo Windows, Mac y Linux. También usa PLA para la impresión.

Figura 2. 9 Impresora WITBOX

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CUBE Nos volvemos a ir de nuevo a los Estados Unidos para conocer, a mi parecer, el producto con mejor acabado y a lo que tendría que tender el mercado en cuanto a las impresoras 3D domésticas. Sin duda la gran baza de la impresora 3D Cube es su diseño, pero ya veremos que tampoco se queda corta en el resto de prestaciones. Su volumen de impresión es de 152,4 x 152,4 x 152,4 mm (de ahí lo de Cube) y viene directamente con 2 extrusores para poder imprimir en dos colores.

Tiene una resolución máxima de 70 micras y usa un sistema totalmente cerrado con software y hardware propio. En la imagen se puede ver que además tiene un control integrado en la propia máquina en forma de pantalla táctil que le permite la impresión independiente con ayuda de su conexión Wifi o USB. Es compatible con Windows y Mac y tienen planteadas aplicaciones para Android e iOS. Usa PLA en su versión más pequeña para añadir ABS además de algunas características mejoradas en su versión Cube Pro. Cuesta 989€.

Figura 2. 10 Impresora CUBE

BUKITO Impresora totalmente DIY ya que está sólo disponible en kits para montar y con un precio de 899$.

Su volumen de impresión es de 140 x 150 x 125 mm con una velocidad de 100 mm/s y con un sólo extrusor, aunque tiene un hermano mayor, el Bukobot 8, que además de ser más grande e imprimir el doble de rápido, tiene la posibilidad de tener hasta dos extrusores.

Usa software y hardware libre y puede trabajar de forma independiente por SD una vez haya sido iniciada desde el PC. Funciona bajo Windows Mac y Linux y puede imprimir con PLA, Nylon y Laywood.

Figura 2. 11 Impresora BUKITO

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DELTAMAKER Nuevo formato de impresora llamado Delta, que consiste en tres columnas que son las encargadas de regular tanto la altura como el punto X, Y en el que debe estar posicionado el extrusor en cada momento. Precio está en 2399$.

Se vende ya montada, pudiendo imprimir hasta un volumen de 240 x 240 x 260 mm, con un único extrusor y con una resolución máxima de 100 micras. Hace uso de software libre pero el diseño no está documentado como tal.

No tiene controles integrados en la propia máquina, pero puede imprimir de forma independiente a través de Wifi y Ethernet. Usa sólo PLA para la impresión, por lo que no necesita una base caliente.

Figura 2. 12 Impresora DELTAMAKER

IDEA BUILDER Dremel, se mete en el mundo de la impresión 3D con su impresora Idea Builder.

Ha entrado fuerte en el mercado, con un precio de 999$ y capaz de imprimir hasta 228,5 x 150 x 140 mm, apostando por la configuración de un solo extrusor y con resolución máxima de 100 micras. Usa software propio y tiene pinta de que quieren integrarlo con una base de datos online que hagan sus propios usuarios de diseños para compartir.

Tiene pantalla táctil y puede imprimir de manera independiente por tarjeta SD o USB, siendo compatible con Windows, Mac y Linux. Aquí también han ido a lo más coherente y sencillo, usar PLA para no añadir una base caliente al aparato.

Figura 2. 13 Impresora IDEA-BUILDER

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FELIX 3.0 Otra gran impresora DIY como puede apreciarse en su estética. Esta viene de Holanda con un precio base de 1099€ en un kit para montarla.

Su volumen de impresión es 255 x 205 x 235 mm y puede tener hasta 2 extrusores imprimiendo a una resolución de 50 micras.

Usa software libre pero el hardware no está documentado, puede imprimir de forma independiente a través de su lector de tarjetas SD y tiene la posibilidad de añadir un LCD con control integrado. Funciona bajo Windows, Mac y Linux y puede imprimir PLA, ABS y Nylon, por lo que necesita una base caliente.

FORM 1+

Figura 2. 14 Impresora FELIX 3.0

Impresora con tecnología SLA y la Resina UV-cured. Aunque en un principio no podamos ver la ventaja de pagar 2799€ por ella aun teniendo un volumen de impresión de unos escasos 125 x 125 x 165 mm, hay que decir que su resolución máxima es lo que catapulta a esta tecnología con respecto a la inyección de plástico ya que puede alcanzar las 10 micras de alto de capa.

Usa software totalmente propio (PreForm) y es de diseño cerrado. Necesita el PC conectado para empezar a imprimir, pero una vez andando se puede desconectar. Es compatible con Windows y Mac.

Figura 2. 15 Impresora FORM.1

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CREATR Tiene un precio de unos 1500€ y un volumen de impresión de 230 x 270 x 200 mm, una velocidad de 60 mm/s, la posibilidad de añadir un segundo extrusor para imprimir a doble color y una resolución máxima de 50 micras. Como comentaba, tiene versiones superiores que mejoran estas características, llegando a costar la más cara unos 8500€, siendo evidentemente para uso industrial.

Hace uso de un software propio basado en el de código abierto Repetier. Funciona sobre Windows, Mac y Linux e imprime con PLA, ABS, PVA, Nylon, Brick e Hybrid, por lo que necesita una base caliente.

Figura 2. 16 Impresora CREATR

KITTAZ Su volumen de impresión es muy elevado, 298 x 275 x 250 mm, al igual que su velocidad de impresión, 200 mm/s.

Tiene una resolución máxima de 75 micras y es de software y hardware libre. No tiene control integrado, pero se le puede añadir como extra y es compatible con Windows, Mac y Linux. Por defecto puede imprimir en ABS, PLA, PVA, HIPS y Laywood, por lo que necesita y tiene una base caliente.

Figura 2. 17 Impresora KITTAZ

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PHOENIX Esta impresora es otra de esas con el esqueleto al aire, para los amantes de ver cómo funciona todo. Viene de USA y tiene un precio base de 374$ disponible en kit o ya montada, tiene un volumen de impresión de 250 x 215 x 200 mm y la posibilidad de ponerle un segundo extrusor.

Su resolución máxima es de 100 micras y hace uso de software libre que podrá andar sobre Windows, Mac, Linux, Android e iOS. Tiene base caliente, por lo que podremos imprimir con PLA, ABS, HIPS y Nylon.

Figura 2. 18 Impresora PHOENIX

BUCCANEER Parece pequeña, pero es capaz de imprimir hasta los 145 x 125 x 150 mm de volumen con una resolución máxima de 50 micras.

Usa software propietario y al parecer está muy bien preparada para los últimos tiempos ya que tiene totalmente integrados todos los sistemas, funciona en Windows, Mac, Linux, Android e iOS. Tiene Wifi y Ethernet, por lo que se le presupone que podrá funcionar de manera autónoma, aunque no tenga controles integrados.

Figura 2. 19 Impresora BUCCANEER

PRINTRBOT Es muy pequeña y compacta, con un volumen de 100 x 100 x 100 mm y una velocidad de impresión de 60 mm/s.

Tiene una resolución de unas 100 micras y es totalmente abierta, tanto en software como en hardware. Trabaja bajo Windows, Mac y Linux y es capaz de imprimir PLA (y ABS en su versión ampliada) sin necesidad de estar conectada al PC, simplemente siendo iniciada desde él.

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Figura 2. 20 Impresora PRINTRBOT

ONEUP Viene de EEUU y tiene un precio base de 199$ en su versión de kit para montar, es muy pequeña, apenas un volumen de impresión de 100 x 100 x 125 mm.

Imprime a una velocidad de 100 mm con un sólo extrusor y unas 50 micras de resolución. Usa software y hardware libre y evidentemente por su tamaño y precio, no tiene control integrado y no puede imprimir de forma independiente. Funciona sobre Windows, Mac y Linux y sólo puede con el PLA.

Figura 2. 21 Impresora ONEUP

KIWI-3D La Kiwi-3D tiene un precio en forma de kit de 570€ e imprime un volumen de 140 x 100 x 100 mm, característica superada ampliamente por sus hermanos mayores, la Next Generation (250 x 200 x 200 mm) y la Next Generation XXL (700 x 200 x 200 mm).

Puede imprimir con 100 micras de resolución con el único extrusor que tiene.

Hace uso de software libre y puede funcionar de forma independiente gracias a su lector de tarjetas. Soporta Windows, Mac y Linux y usa PLA como material de impresión.

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Figura 2. 22 Impresora KIWI 3D

PRESS Impresora totalmente compacta lista para usar. Tiene un volumen de impresión considerablemente bueno, de unos 203 x 203 x 203 mm e imprime a 100 micras de resolución con su único extrusor Usa software propietario, el SoliPrint y cómo se puede observar en la figura 2.23, no tiene control integrado. Funciona en Windows, Mac y Linux y puede usar además de PLA, ABS para imprimir

Figura 2. 23 Impresora PRESS

LITTO Esta impresora canadiense empieza en un precio de 999$ en su versión más pequeña (Litto) y en forma de kit de montaje DIY. Tiene un volumen de impresión de 135 x 120 x 175 mm e imprime a una resolución de 100 micras con su único extrusor.

Usa un software propio llamado Tinkerine Suite Son compatibles con Windows y Mac y han querido no complicar la cosa usando sólo PLA y así evitar la base caliente.

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Figura 2. 24 Impresora LITTO

SERIES 1 Impresora de gran tamaño (un volumen de impresión de 305 x 305 x 305 mm), tiene un coste de 2749$. Uso industrial.

Su velocidad de impresión es de unos 50 mm/s, su resolución máxima es de 50 micras y usa software libre No tiene control integrado y puede imprimir de forma independiente usando su Wifi, Ethernet o USB. Funciona sobre Windows, Mac y Linux y sólo usa PLA.

Figura 2. 25 Impresora SERIES1

ULTIMAKER Junto con las Replicator de Make, éstas son las impresoras 3D más famosas del escenario actual y de los últimos años, y otra de las compañías que más ha divulgado esta tecnología, prueba de ello es que es una impresora totalmente abierta. Son holandeses y su kit más barato cuesta unos 995€, tiene un volumen de impresión de 210 x 210 x 205 mm e imprime bastante rápido, unos 300 mm/s.

Tiene un solo extrusor, pero es capaz de imprimir a una resolución de apenas 20 micras usando como decía software y hardware libre.

Puede imprimir de forma independiente gracias a su control integrado y funciona sobre todo, Windows, Mac y Linux. Tiene opciones de ampliación con base caliente, así que puede imprimir ABS y PLA sin problemas.

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Figura 2. 26 Impresora ULTIMAKER

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2.8.

Impresora

Nerea Faia Fernandes

TABLA DE COMPARACION

País

Precio

Volumen de impresión

Velocidad

Resolución

Tipo de Software y Hardware

España

499,90 €

220x220x180 mm

100 mm/s

60 micras

Software y Hardware: Abierto

Italia

714,39 €

140x100x100 mm

25 micras

Software y Hardware: Abierto

Bukito

USA

802,79 €

140x150x125 mm

Idea Builder

USA

892,05 €

228,5x150x140 mm

100 micras

Software: Cerrado

Cube

USA

989 €

152,4x152,4x152,4 mm

70 micras

Afinia H-Series

USA

1.159,93 €

140x140x135 mm

Max: 150 micras

Software y Harware: Cerrado Software y Hardware: Cerrado(propio)

Builder

Holanda

1.239 €

220x210x170 mm

200 mm/s

Witbox

España

1.690 €

297x210x200 mm

80 mm/s

60 micras

Software y Hardware: Abierto

AW3D

USA

2.049,38 €

300x200x300 mm

150 mm/s

60-100 micras

Software: Cerrado

DeltaMaker

USA

2.142,48 €

240x240x260 mm

100 micras

Software: Abierto

Zeus

USA

2.231,46 €

204x153x145 mm

Max: 80 micras

Software y Hardware: Cerrado

Prusa i3 Hephestos Arduino Materia 101

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100 mm/s

Software y Harware: Abierto

Max: 50 micras Software: Libre Hardware: Cerrado

32

Compatible con:

Material

Windows, MAC y Linux Windows, MAC y Linux Windows, MAC y Linux Windows, MAC y Linux Windows y MAC

PLA, HIPS y Filaflex PLA PLA, Nylon y Laywood PLA PLA

Windows y MAC

ABS y PLA

Windows, MAC y Linux Windows, MAC y Linux

PLA, ABS, PVA, XT y Woodfill

Windows y MAC

Windows, MAC, Linux, Android y iOS

PLA PLA, ABS, Policarbonato y Nylon PLA PLA

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En este Diagrama de comparación se ha tenido en cuenta el precio de la impresora 3D, la resolución de esta y el área de impresión de cada una.

Como se puede observar en la gráfica una mayor o menor resolución de la impresora no está directamente relacionado con el valor monetario de esta. Pero el área de impresión de esta si tiene una relación. Es decir, a mayor área de impresión mayor es el coste de la impresora 3D

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3. MONTAJE DE LA IMPRESORA 3D PRUSA I3 HEPHESTOS 3.1.

PASOS PREVIOS AL MONTAJE

Antes de comenzar el montaje de la nueva impresora prusa i3, se han tenido que realizar algunas modificaciones en la estructura de esta.

Figura 3. 1 Realización de los orificios necesarios

En primer lugar, el marco de aluminio se encuentra sin ningún agujero realizado, por lo que se deben realizar todos los agujeros necesarios para el montaje de la impresora. Con la ayuda de un taladro y una broca de 2.5mm se realizan los orificios.

El nuevo marco de aluminio tiene los orificios necesarios marcados con láser, por lo que no debería ser necesario volver a marcarlos Pero es aconsejable volver a marcar todos los orificios y realizar un pequeño estudio previo sobre que orificios se van a necesitar, para evitar taladrar el marco de aluminio una vez este en proceso de montaje.

Para la posición de los orificios se ha seguido la estructura de la Prusa i3 que nos ofrece Bq. Para este nuevo marco la posición de esos orificios es la correcta, excepto a lo referente a los orificios relacionados con la posición de la placa del arduino.

La colocación de este no puede ser la indicada en la Prusa i3 de Bq, puesto que la longitud de los cables no es la suficiente como para colocar la placa de arduino a esa distancia. Hay que realizar nuevos orificios a una distancia de 30.1 cm el primer orificio con respecto a suelo y el segundo orificio a 8.8 con respecto al primero. Con estas distancias se posicionará la placa de arduino a una correcta distancia para la distribución de os cables.

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Figura 3. 2 Correcta colocaci贸n de la placa de arduino

La nueva base de aluminio tampoco tiene los orificios necesarios para su posicionamiento, por lo que hay que realizarlos con la ayude del taladro con una broca de 2.5 mm.

Figura 3. 3 Correcta colocaci贸n de la placa de arduino Vitoria-Gasteiz

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Una vez se han realizado todos los agujeros necesarios para el montaje de la impresora, es necesario roscar los agujeros. Este procedimiento se realiza manualmente, con la ayuda de un macho de roscar como se indica en la figura 3.4.

Figura 3. 4 Proceso de roscado manual

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3.2.

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LISTA DE MATERIALES

Para poder realizar el montaje de la impresora Prusa I3, como cualquier otro modelo RepRap, se necesitarán dos tipos de piezas. Las piezas impresas y las no imprimibles.

Las impresas son aquellas que sostienen y unen los distintos componentes de la impresora y que se pueden imprimir con otra impresora 3D. Los componentes no imprimibles son varillas roscadas, lisas, rodamientos blindados, arandelas, tuercas, componentes electrónicos, sensores, correas, etc.

Estos últimos son requeridos para el montaje de la máquina.

3.2.1.

Herramientas

NOMBRE

UNIDADES

LLave Allen larga Ø 2 mm

1

LLave Allen larga Ø 2.5 mm

1

Destornillador cerámico trimmer

1

Aguja acupuntura 0.32 x 100mm

2

Llave fija impresa 10 (M6) - 13 (M8) - 17 (M10)

1

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OBSERVACIONES

Destornillador cerámico trimmer para el ajuste de la corriente de los drivers de los motores paso a paso bipolares Nema 17 y extrusor.

Necesaria para el mantenimiento del hotend, previene atascos del mismo.

LLave fija impresa para el montaje de tuercas M6, M8 y M10 (correspondencia con llaves 10, 13 y 17).

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3.2.2.

Electrónica

NOMBRE Ramps 1.4

Stepstick Drivers A4988

UNIDADES 1

4

Final de carrera

3

Panel de Control LCD

1

Cable USB tipo B de 1.8 metros.

1

Cable motor Nema 17

4

Cable final de carrera 40 cm

2

Cable final de carrera 85 cm

1

Motor Nema 17

4

Kit cables para extrusor (Cable motor Nema (con conector) + Cable termistor extrusor con conector + Cable para ventilador y blower + Cable cartucho calefactor)

1

150 mm de cable flexible de dos hilos bicolor con sección de 1 mm²

1

Fuente 220 AC 12 DC 100W

1

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OBSERVACIONES Freaduino Mega 2560 v1.2. Diseño derivado del Arduino Mega 2560 + Ramps 1.4, con disipador en el MOSFET de la cama caliente Stepstick Drivers A4988 de cuatro capas y disipación mejorada del calor para evitar sobrecalentamiento + Disipadores para los drivers ya pegados.

Final de carrera montad en PCB con LED indicador.

Panel de Control LCD con lector de tarjetas para impresión autónoma (tarjeta SD no incluida) con cables de 30 cm.

Cable USB estándar con extremo macho tipo A y macho tipo B de 1.8 metros.

Cable de cuatro hilos para motor paso a paso bipolar Nema 17 (2.5A 1.8deg/step) con conector hembra.

Cable de 3 hilos para final de carrera con conector de click y hembra de 3 pines de 40 cm de longitud Cable de 3 hilos para final de carrera con conector de click y hembra de 3 pines de 85 cm de longitud Motor paso a paso bipolar Nema 17 (2.5A 1.8deg/step) Kit cables para extrusor (Cable de cuatro hilos para motor paso a paso bipolar Nema 17 (2.5A 1.8deg/step) con conector JST XHP-6 y conector hembra 4 pines + Cable de dos hilos para termistor del extrusor con conector hembra de dos pines + Cable para ventilador y blower climpados con terminal de manguito + Cable cartucho calefactor climpado con terminal de manguito) 150 mm de cable flexible de dos hilos bicolor con sección de 1 mm² Fuente con cable de 1.10m, 100 W con conector Jack 2.1mm (INPUT:

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100-240VAC 1,8A 50-60Hz y OUTPUT: 12 VDC 8.0A).

Cable fuente de alimentación/Red

1

Soporte LCD

1

Bisagra LCD

1

Soporte Ramps

1

Soporte Ventilador

1

Tornillo M3x10 - DIN-912 Clase 8.8 Negro

4

Tornillo M3x12 Tornillo - DIN-912 Clase 8.8 Negro

2

Tornillo M3 x16 - DIN-912 Clase 8.8 Negro

2

Tornillo M3x20 - DIN-912 Clase 8.8 Negro

4

Tuerca M3 - DIN 934 Clase 8 Negro Tubo termorectráctil negro de Ø 2.5 x 500mm

12 1

Brida negra 100 x 2.5 mm

10

Ventilador de 50 x 50 mm

1

Adaptador/conector Jack-Ramps

1

Eslabón cadeneta recogecables Igus

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Cable de 1,10m para 220AC con conector Schuko (Macho) y conector IEC-60320-C13 (Hembra).

Soporte para la colocación del LCD en la parte superior del marco de aluminio.

Propio.

Bisagra para el soporte del LCD en la parte superior del marco de aluminio. Propio Soporte para aislar la electrónica del aluminio del marco. Junto con tres ganchos preparados para la sujeción de cables mediante bridas.

Propio.

Soporte para ventilador de 50x50mm. Situado encima de la electrónica para su correcta refrigeración. Propio.

47

Adaptador/conector Jack 2,1mm hembra y Ramps 1.4 con clema de dos terminales.

Eslabón cadeneta recogecables Igus 045.10.018 (medidas externas 15x10mm)

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3.2.3.

Extrusor

NOMBRE

UNIDADES

Extrusor Witbox

1

Soporte Extrusor

1

Soporte Extrusor

1

Tornillo M4 x 6mm DIN-912 Clase 8.8 Negro

2

Tornillo M3x10 - DIN-912 Clase 8.8 Negro

2

Tornillo M3x12 - DIN-912 Clase 8.8 Negro Tuerca M3 - DIN 934 Clase 8 Negro

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OBSERVACIONES Extrusor Witbox (de extrusión directa parra filamento de 1.75mm con boquilla de 0.4mm)

Esta pieza cubre el Hot End para proteger al usuario de tocarlo cuando está caliente, y así evitar posibles quemaduras.

1 1

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3.2.4.

Eje X

NOMBRE

UNIDADES

Varilla lisa cromada Ø 8mm x 650mm

2

Tornillo M3x10 - DIN-912 Clase 8.8 Negro

4

Tornillo M3 x16 - DIN-912 Clase 8.8 Negro

2

Tornillo M3x20 - DIN-912 Clase 8.8 Negro

2

Tornillo M3x25 - DIN-912 Clase 8.8 Negro

1

Tornillo M6x40mm - DIN 912 Clase 8.8 (con rosca hasta mitad)

1

Tuerca M3 - DIN 934 Clase 8 Negra

7

Tuerca M5 - DIN 934 Clase 8 Negra

2

Tuerca M6 - DIN 934 Clase 8 Negra

3

Eje X carro A

1

Eje X carro B

1

Polea Eje X rodamiento B623ZZ

2

Eje X derecha

1

Eje X tensor Rodamiento B623ZZ

1

Eje X izquierda

1

Eje X acople cadeneta izquierda

1

Eje X final carrera

1

Rodamiento axial de bolas B623ZZ

1

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OBSERVACIONES

Carro del eje X donde va sujeto el extrusor, adaptado para el uso de cadenetas. PowerCode Modificado.

Pieza para sujetar la correa del eje X al carro.PowerCode Polea para el eje X dónde se aloja el rodamiento axial de bolas B623ZZ.PowerCode Pieza del extremo derecho del eje x dónde va sujeto el tensor de la correa para dicho eje.PowerCode Tensor de la correa del eje X donde va alojado junto con la polea el rodamiento axial de bolas B623ZZ. PowerCode Pieza del extremo izquierdo del eje X dónde va sujeto el motor Nema 17 de dicho eje. PowerCode Modificado Acople para la sujeción de las cadenetas recogecables en la pieza del extremo izquierdo del eje X. Propio.

Pieza fijadora del final de carrera para su sujeción a la varilla lisa en el eje X. Propio.

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Polea de 20 dientes para correa GT2

1

Rodamiento lineal de bolas LM8UU

1

Brida negra de 100x2.5mm

1

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3.2.5.

Eje Y

NOMBRE

UNIDADES

Varilla lisa cromada Ø 12mm x 620mm

2

Varilla roscada M10 x 650mm

2

Varilla roscada negra M8 x 205mm

4

Tornillo M3x10 - DIN-912 Clase 8.8 Negro

7

Tornillo M3 x16 - DIN-912 Clase 8.8 Negro

1

Tornillo M3x20 - DIN-912 Clase 8.8 Negro

1

Tornillo M3x25 - DIN-912 Clase 8.8 Negro

6

Tuerca M3 - DIN 934 Clase 8 Negra

7

Tuerca M8 - DIN 934 Clase 8 Negra

22

Tuerca M10 - DIN 934 Clase 8 Negra

8

Arandela M8 - DIN-125 Clase 6 Negra

22

Arandela M10- DIN-125 Clase 6 Negra

8

Tuerca M10 DIN 6923 Class 8 Negra con serrado

4

Arandela M10 (diámetro exterior 30 mm) DIN-9021 Negra

4

Polea Eje Y rodamiento B623ZZ

2

Eje Y sujeta correa

1

Eje Y tensor rodamiento B623ZZ

1

Eje Y motor

1

Eje Y esquina

4

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OBSERVACIONES

Polea para el eje Y dónde se aloja el rodamiento axial de bolas B623ZZ. Pieza para sujetar la correa GT2 correspondiente al eje Y. Prusa Tensor de la correa del eje X donde va alojado junto con la polea el rodamiento axial de bolas B623ZZ. http://www.thingiverse.co m/thing:68185 Pieza reforzada con tres tornillos para sujetar el motor Nema 17 del eje Y a las varillas roscadas Esquinas que componen la base y la estructura del eje Y.PowerCode

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Eje Y final carrera base

1

Eje Y final carrera marco

1

Polea de 20 dientes para correa GT2 Rodamiento KH1228.PP lineales de bolas Brida negra de 100x2.5mm Correa GT2 6mmx2m

3 11 2

1

Base de Madera de DM

1

Rodamiento axial de bolas B623ZZ.png

1

Muelle

4

Cristal 500x500x5mm

1

Binder Clip Negro (35x10mm)

4

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Pieza colocada en la base del eje Y que Incorpora un tornillo con tuerca M3 para la regulación del recorrido total del eje. Se complementa con la pieza que sujeta el final de carrera al marco. Propio.

Pieza que sujeta el final de carrera del eje Y al marco. Se complementa con la pieza de la base que contiene regulación mediante tornillo y tuerca M3. Propio

1

Base y marco de aluminio

Brida negra de 100x2.5mm

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Base de aluminio, con "UPV APARTAMENTOS IRENAZ" marcado en su parte superior. Con un rebaje realizado en su parte inferior en la zona del eje Y para evitar posibles rozamientos una vez finalizado el proceso de nivelación de la base Base de madera 500 x 500 x 8mm con Orificios 3.5mm Muelle (largo: 30,5mm ; Diámetro externo: 4,5mm; Grosor alambre: 0.45mm)

11

44

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3.2.6.

Eje Z

NOMBRE

UNIDADES

Varilla lisa cromada Ø 8mm x 600mm

2

Varilla roscada negra M5 x 580mm

2

Tornillo M3x10 - DIN-912 Clase 8.8 Negro

16

Tornillo M3 x18 - DIN-912 Clase 8.8 Negro

2

Tuerca M3 - DIN 934 Clase 8 Negra

2

Eje Z soporte superior

1

Eje Z soporte inferior derecha

1

Eje Z final carrera

1

Eje Z soporte inferior izquierda

1

Acoplamiento flexible de aluminio de 5 a 5 mm

2

Base y marco de aluminio

1

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OBSERVACIONES

Piezas para fijar en la parte superior del marco las varillas lisas cromadas de Ø8mm x 320mm correspondientes al eje Z. Pieza para sujeción del Motor Nema 17 derecho al marco con alojamiento para la varilla lisa cromada Ø8mm x 320mm.PowerCode Pieza fijadora del final de carrera para su sujeción a la varilla lisa en el eje Z. Propio Pieza para sujeción del Motor Nema 17 izquierdo al marco con alojamiento para la varilla lisa cromada Ø8mm x 320mm y sujeción de cadeneta recogecables.PowerCodeModificada Acoplamiento flexible de aluminio de 5 a 5 mm con 4 prisioneros para ajuste de varillas con llave allen de 2mm Base de aluminio, con "UPV APARTAMENTOS IRENAZ" marcado en su parte superior. Con un rebaje realizado en su parte inferior en la zona del eje Y para evitar posibles rozamientos una vez finalizado el proceso de nivelación de la base

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3.3.

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MECANICA

A continuación se comentará como se ha procedido en el montaje mecánico de la impresora. También se comentarán posibles fallos que se pueden cometer y como corregirlos, así como pequeñas notas para facilitar el montaje de cada componente.

Algunos de ellos por propia experiencia y otros por comentarios en la red.

3.3.1.

Pasos previos

Para empezar el montaje de la impresora antes se deben preparar ciertos componentes.

Durante el montaje de la impresora de la nueva impresora Prusa i3 Hephestos se hará referencia a la posición de las piezas. Se seguirá la posición que aparece en la figura 3.1.

En la parte superior se ha escrito con láser “UPV EHU APARTAMENTOS IRENAZ”. Esa será la referencia a seguir en el montaje de la impresora.

Figura 3. 5 Posición del marco de aluminio de guía

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Herramientas necesarias no incluidas en el Kit: - Soldador y estaño - Tijeras - Lima Para la preparación de las poleas se necesita: - 2 rodamientos axilales de bolas B623ZZ - 4 piezas impresas de poleas del eje X y del eje Z

Figura 3. 6 Preparación de los rodamientos

Nota :

Limar un poco los bordes exteriores de la polea para que gire mejor dentro del tensor

En algunas de las piezas imprimibles es necesario introducir tuercas. Se realizará con ayuda del soldador apretando con cuidado la tuerca, como se indica en la figura 3-2, pieza se derrite muy fácilmente. Para evitar posibles quemaduras no se debe tocar tuerca después de utilizar el soldador. Intentar que la tuerca quede al mismo nivel que pieza, es decir al ras de la superficie.

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la la la la

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Figura 3. 7 Pasos a seguir para la introducci贸n de las tuercas con la ayuda del soldador

Esta es la lista de las piezas que necesitan intervenci贸n y que tipo de tuercas necesitan:

Pieza impresa eje X derecha

Pieza del extremo derecho del Eje X donde va sujeto el tensor de la correa

1 x Tuerca M5

Pieza impresa eje X izquierda

Pieza del extremo izquierdo del Eje X donde va sujeto el motor Nema 17

1 x Tuerca M5

Pieza impresa eje X izquierda Pieza impresa eje X tensor rodamiento B623ZZ

Pieza del extremo izquierdo del Eje X donde va sujeto e motor Nema 17 Tensor de la correo del Eje X donde va alojado el rodamiento axial de bola B623ZZ junto con la polea

1 x Tuerca M3 1 x Tuerca M3

Pieza impresa eje X carro A

Carro del Eje X donde va sujeto el extrusor, adaptado para el uso de cadenetas

2 x Tuerca M3

Pieza impresa eje Y tensor rodamiento B623ZZ

Tensor de la correa del Eje X donde va alojado el rodamiento axial de bolas B623ZZ junto con la polea

1 x Tuerca M3

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Pieza impresa eje Y final de carrera base

Pieza soporte ventilador Pieza impresa sobre ventilador

Pieza impresa soporte panel LCD

Pieza impresa soporte panel LCD Pieza impresa seguridad HotEnd

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Pieza colocada en la base del Eje Y que incorpora un tornillo con tuerca M3 para la regulación de la carrera total del eje. Se complementa con la pieza que sujeta el final de carrera al marco Soporte para ventilador de 50x50 mm, situado encima de la electrónica para su correcta refrigeración Soporte para ventilador de 50x50 mm, situado encima de la electrónica para su correcta refrigeración Soporte para el panel LCD. El hueco para las tuercas es más alargado de lo habitual, esto ayuda a que la tuerca se deslice y se coloque correctamente al atornillar el panel LCD Soporte para el panel LCD. El hueco para las tuercas es más alargado de lo habitual, esto ayuda a que la tuerca se deslice y se coloque correctamente al atornillar el panel LCD Esta pieza cubre el Hot-End para proteger al usuario de tocarlo cuando está caliente, y así evitar posibles quemaduras

1 x Tuerca M3

2 x Tuerca M3 2 x Tuerca M3

4 x Tuerca M3

2 x Tuerca M3

1 x Tuerca M3

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3.3.2.

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Montaje del Eje X

En la primera parte del montaje del eje X se necesitan: - 4 rodamientos lineales de bolas LM8UU - 1 pieza impresa del eje X del lado izquierdo - 1 pieza impresa del eje X del lado derecho.

Figura 3. 8 Piezas impresas del eje X (laso izquierdo y lado derecho)

Para colocar los rodamientos se necesita limar antes las imperfecciones del interior del agujero de la pieza impresa que se crean siempre en las primeras capas. Si aun así no entra, con la ayuda de un tornillo de mesa introducimos el rodamiento con mucho cuidado de no romper la pieza impresa. Ambas piezas tienen una en un extremo que esta cerrara en el extremo, al introducir el rodamiento es muy probable que esta se rompa.

Su rotura no supone ningún riesgo para el montaje de la impresora.

Una vez introducidos los rodamientos, se recomienda introducir una varilla lisa de 8mm para comprobar que los dos rodamientos están bien alineados entre sí. Al introducir la varilla se debe tener especial cuidado para que las bolas de los rodamientos no se caigan.

Figura 3. 9 Posición de los rodamientos en las piezas impresas

Se prepara el tensor del eje X, para ello se necesita: 1 pieza impresa del eje X del tensor rodamiento B623ZZ - 1 polea - 1tornillo de M3x20mm - 1 tornillo M6x40mm con rosca hasta la mitad.

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Figura 3. 10 Pieza impresa del eje X tensor rodamiento B623ZZ

Introducir el tornillo de M6 x 40 mm por el orificio del tensor hasta colocarlo en la posición indicada en la figura 3-11

Figura 3. 11 Correcta colocación del tornillo M6 x 40 mm

Fija la polea con ayuda del tornillo de M6 x 40mm, tal como se muestra en la figura 3-11.

Figura 3. 12 Colocación de la polea

Una vez se tiene los rodamientos en las piezas impresas y preparado el tensor del eje X, se introduce el tensor del eje X en la pieza impresa del eje X del lado derecho. Para ello se necesita: - 3 tuercas de M6 El objetivo de los tensores es tensar o destensar, de una manera cómoda, la correa una vez puesta. Es conveniente limar las piezas impresas antes de introducir el conjunto del tensor en la pieza impresa del eje X del lado derecho. El tensor debe deslizar perfectamente en la pieza que lo alberga.

Se introduce el conjunto del tensor en la pieza impresa del eje X del lado derecho y se fija con las tres tuercas de M6 como se indica en la figura 3-12. Se enrosca las tuercas en el extremo del tornillo apretando una contra la otra, de este modo se consigue que las tuercas queden solidarias al tornillo. Con la ayuda de la llave fija impresa, se crea una manivela para deslizar linealmente el tensor.

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Figura 3. 13 Posición del conjunto del tensor en la pieza impresa del eje X

Para el siguiente paso se necesitan: - 2 varillas lisas cromadas de Ø 8 x 650 mm - 3 rodamientos lineales de bolas LM8UU. Se colocarán dos rodamientos en una varilla y el otro en la varilla restante.

Figura 3. 14 Varillas lisas cromadas con la posición correcta de los rodamientos

Para la preparación del sensor final de carrera se necesita: - La pieza impresa final de carrera - Final de carrera (caja de electrónica) - Ddos tuercas de M3 - Dos tornillos de M3x10mm.

La pieza impresa de final de carrera servirá de sujeción al sensor en la varilla lisa en el eje X

Figura 3. 15 Pieza impresa de sujeción de final de carrera y final de carrera

Se introduce el conjunto del sensor en la varilla que tiene un solo rodamiento.

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Figura 3. 16 Colocación del conjunto final de carrera

Durante el último paso, si se observa que el conjunto con el final de carrera no entra con facilidad en la varillas, es aconsejable desmontar el pequeño conjunto, limar el interior de la pieza impresa e introducirla sin el final de carrera. Una vez la pieza impresa este en su posición se atornilla el final de carrera a la pieza impresa.

Una vez se ha introducido el sensor en la varilla lisa, se introducen las varillas en las piezas laterales con los rodamientos.

Figura 3. 17 Colocación del conjunto final de carrera

Nota :

Se comprueba que ambas varillas están introducidas hasta el final.

Con el conjunto del eje X montado se fija el motor Nema 17 en la pieza del lado izquierdo. Para este siguiente paso se necesita: - 1 motor Nema 17 - 2 tornillos de M3x16mm - 2tornillos M3x10mm - La pieza impresa de acople de la cadeneta (lado izquierdo) - El conjunto obtenido en la figura 3-17

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Figura 3. 18 Motor Nema 17

Figura 3. 19 Pieza impresa de acople de la cadeneta (lado izquierdo)

Nota :

Orientar el cable del motor por la parte superior

Figura 3. 20 Montaje del conjunto

Una vez se ha montado el motor, se introduce un tornillo de M3x25mm de ajuste del sensor final de carrera por el orificio, tal como se muestra en la figura 3-21. Este tornillo ayudarĂĄ a nivelar el eje Z de la impresora.

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Figura 3. 21 Colocación del tornillo M3x25mm en el conjunto

Para finalizar el montaje del eje X, se fija la polea GT2 de 20 dientes al motor, con la ayuda de la llave allen de 2mm. Se aprieta el prisionero contra la parte con chaflán del eje del motor.

Figura 3. 22 Colocación de la polea GT de 20 dientes al motor

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3.3.3.

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Montaje del Eje Z

Para comenzar con el montaje del eje Z, lo primero que se realiza es el acople de los motores al marco de aluminio.

Se necesita: - La pieza impresa soporte inferior del lado derecho - La pieza impresa soporte inferior del lado izquierdo - El marco de aluminio - 6 tornillos de M3x10mm.

Figura 3. 23 Pieza impresa soporte inferior del lado derecho

Figura 3. 24 Pieza impresa soporte inferior del lado izquierdo

Nota :

Limar los orificios por donde se introducirĂĄn las varillas lisas

Figura 3. 25 Piezas impresas soporte inferior en sus respectivas posiciones

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Una vez se han atornillado las piezas impresas al marco de aluminio, se acoplan los motores Nema 17 a las piezas impresas. Se necesita: - 2motores Nema 17 - 6 tornillos de M3x10mm - El marco de aluminio con las piezas impresas del soporte inferior en su posici贸n

Figura 3. 26 Piezas impresas soporte inferior izquierdo con motor Nema 17

Figura 3. 27 Piezas impresas soporte inferior derecho con motor Nema 17

Nota :

Orientar el cable de los motores hacia el marco e introducirlos por el orificio

Figura 3. 28 Orientaci贸n de los cables

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En este paso es importante la orientación de los cables para facilitar el montaje del resto de la impresora, hay que tener en cuenta que también se puede atornillar primero las piezas impresas de soporte a los motores para posteriormente atornillar todo el conjunto al marco de aluminio. En este caso el orden de la colocación de las piezas no modifica el montaje posterior de los componentes de la impresora.

Una vez se tiene la el marco de aluminio con los motores en la parte inferior, se añaden las piezas impresas de la parte superior. Las piezas impresas de la parte superior del marco de aluminio que ofrece el kit de la impresora no son suficientemente estables y se pueden mejorar (se comentaran los cambios en el apartado de observaciones del montaje del eje Z).

Para el siguiente paso se necesita - El marco de aluminio con sus nuevos componentes - 2 piezas impresas del soporte superior - 2 tornillos de M3x10mm - 2 tornillos de M3x18mm.

Figura 3. 29 Piezas impresas del soporte superior (lado izquierdo y derecho respetivamente)

Se atornillan las piezas impresas en la parte superior del marco de aluminio. Para la pieza impresa del lado izquierdo se utilizan los tornillos de M3 x 18mm y para la pieza del lado derecho se usan los tornillos de M3 x 10mm. La razón por la que se en el lado izquierdo se usan tornillos de mayor longitud es que en ese lado irá acoplado el soporte de la LCD al marco.

Figura 3. 30 Piezas impresas del soporte superior atornillada

Se prepara el sensor del eje Z, para ello se necesita: - La pieza impresa del eje Z final de carrera - Final de carrera - 2 tuercas de M3 - 2 tornillos de M3x10mm.

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Figura 3. 31 Piezas impresas del eje Z final de carrera

Figura 3. 32 Final de carrera (caja electrĂłnica)

Figura 3. 33 Conjunto de la pieza impresa final de carrera y el final de carrera del eje Z

Para el siguiente paso se necesita: - El conjunto del eje X, es decir, el conjunto con las dos varillas lisas, los rodamientos y en sus extremos las piezas impresas con el motor.

- 2 varillas roscadas de M5 x 580mm.

Figura 3. 34. Conjunto del eje X

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Se introducen las varillas roscadas en el conjunto del eje X, como se muestra en la figura 3-35.

Figura 3. 35 Varillas roscadas en el conjunto del eje X

Para finalizar el montaje del eje Z, se realiza la unión del eje X con el eje Z, para ello se introducen dos varillas lisas cromadas de Ø8mmx 600mm por los rodamientos del conjunto del eje X. Nota :

Limar los agujeros antes de introducir las varillas, estas no se deben introducir hasta el final.

Figura 3. 36 Unión del eje X con el eje Z por medio de las varillas

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Antes de introducir las varillas lisas hasta el final, se coloca el conjunto final de carrera en la varilla roscada en el lado izquierdo.

Figura 3. 37 Colocación del final de carrera del eje Z

Una vez el conjunto de final de carrera está en su posición, se colocan las varillas lisas hasta el final.

Se realiza el acoplamiento flexible de aluminio de 5 a 5 mm con 4 prisioneros para ajuste de varillas con la llave allen de 2mm. Para ello se introducen los acoplamientos flexibles en los ejes de los motores y se ajustan con la ayuda de la llave Allen. El prisionero inferior debe atornillarse al eje del motor y el superior a la varilla roscada. Una vez apretados los prisioneros hay que asegurarse que la varilla roscada y el motor gire solidariemanete.

Figura 3. 38 Acoplamiento de la varilla roscada y el motor Nema 17

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Observaciones del eje Z Para el montaje del eje Z se ha tenido en cuenta la mejora de la pieza impresa del soporte superior. La mejora incluida en esta pieza es la creación de un orificio para la varilla roscada, como se observa en la figura 3-31. Al colocar la pieza de la figura 3-30 en el montaje final se observa que la varilla roscada sufre oscilamiento. Cuando el eje X se encuentra en su parte más baja la varilla al girar se sale de su centro de giro, provocando movimientos circulares fuera de su centro de rotación. Al colocar el nuevo orificio se evita que ese movimiento suceda.

Figura 3. 39 Pieza impresa del soporte superior del kit de la Prusa i3 Hephestos

Figura 3. 40 Pieza impresa del soporte superior mejorada

Todas las piezas necesarias para la prusa i3, se pueden encontrar en la página oficial de Bq [8] En dicha página no solo se encuentran las piezas impresas de la prusa i3, sino también todos los softwares necesarios para su posterior funcionamiento.

Una vez se coloquen las nuevas piezas hay que tener cuidado y observar con atención, no solo si roscan solidariamente con el motor Nema 17, sino que en el orifico no rosque.

Esto provocaría que el eje X no se desplace Si esto sucediese, habría que limar el interior del orificio y volver a comprobar que las varillas roscadas no roscan, que simplemente sea un orificio de guía.

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3.3.4.

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Montaje del Eje Y

Antes de comenzar con el montaje del eje Y, se preparan las varillas roscadas y lisas.

Para la preparación de las varillas roscadas se necesita: - 4 tuercas de M10 - 4 arandelas de M10 - 4 arandelas de M10 con el Ø exterior de 30 m - 4 tuercas de M10 con serrado - 2 varillas roscadas de M10 x 650mm.

El montaje de las tuercas, arandelas y varillas se realizará como se indica en la figura 341. Es decir, primero se introducen las dos arandelas de M10 con el Ø exterior de 30mm, luego en cada extremo siguiente este orden se introducen: tuerca de M10 con serrado, tuerca M10 y arandela de M10. Se realiza lo mismo en el otro extremo y se copia el proceso en la otra varilla roscada de M10 x 650 mm.

Figura 3. 41 Conjunto de varillas roscadas de M10 x 650 mm con arandelas y tuercas

Para la preparación de las varillas lisas se necesitan dos varillas lisas cromadas de Ø12 x 620mm y tres rodamientos de bolas KH1228.PP lineales de Ø12mm de diámetro interior En el kit de la Prusa i3 Hephestos vienen varillas lisas cromadas de Ø8mm.

Inicialmente se han colocado varillas lisas cromadas de Ø8 x 620mm. Al finalizar el montaje, se observa varios problemas que se resuelven en un principio colocando varillas de mayor diámetro. Los cambios realizados a lo largo del montaje del eje Y se comentará en el apartado de observaciones del montaje del eje Y. Se colocarán dos rodamientos en una varilla y el otro en la otra varilla.

Figura 3. 42 Rodamientos de bolas KH1228.PP lineales de Ø12mm de diámetro interior en las varillas lisas cromadas de Ø12mm de diámetro Vitoria-Gasteiz

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Se unen las varillas (roscadas y lisas), mediante las nuevas piezas impresas del eje Y esquina (se comentaran los cambios en el apartado de observaciones del montaje del eje Y). Para ello se necesitan: - 4 piezas impresas del eje Y de esquina - el conjunto de las varillas roscadas (figura 3-41) y el conjunto de las varillas lisas con los rodamientos (figura 3-42)

Figura 3. 43 Piezas impresas del eje Y de esquina

La uniĂłn de los conjunto se realiza como se indica en la figura 3-44.

Figura 3. 44 Montaje del conjunto de las varillas lisas y roscadas mediante las piezas impresas del eje Y de esquina

Para fijar el conjunto se necesita: - 4 tuercas de M10 - 4 arandelas de M10.

Se introduce en primer lugar las arandelas de M10 y se termina de fijar roscando las tuercas de M10 como se indica en la figura 3-45.

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Figura 3. 45 Fijación del conjunto de varillas

En cada uno de los extremos, se fija las varillas lisas colocando bridas como se indica en la figura 3-46. Las bridas a utilizar son bridas de 100 x 2.5mm. El nuevo orificio para la colocación de estas bridas es de 4 x 3mm.

Figura 3. 46 Fijación del conjunto de varillas

El siguiente paso es la preparación del tensor de las correas del eje Y Para la preparación del tensor del eje Y se necesita: - La polea preparada en los pasos previos al montaje - La pieza impresa del eje Y tensor rodamiento B623ZZ - 1 tornillo de M3 x 20mm - 1 tornillo M3 x 25mm - 2 tuercas M3.

Figura 3. 47 Polea preparada en los pasos previos al montaje

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Figura 3. 48 Pieza impresa del eje Y tensor rodamiento B623ZZ

Se usará el tornillo de M3 x 25 mm (el más largo) para atravesar la polea y fijarlo con las dos tuercas de M3, como se muestra en la figura 3-38. El tornillo de M3 x 20 mm se introducirá en el tensor de rodamientos

Figura 3. 49 Montaje del tensor de eje Y

Preparamos el motor del eje Y, para ello se necesita: - 1 motor Nema 17 - La pieza impresa del eje Y para la sujeción del motor - 3 tornillos de M3 x 10mm.

Figura 3. 50 Pieza impresa del eje Y para la sujeción del motor

Figura 3. 51 Colocación de la pieza impresa de sujeción del eje Y al motor y orientación de los cables del motor Nema 17

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Hay que tener especial cuidado con la orientación de los cables del motor, la orientación de estos debe ser la indicada en la figura 3. 51.

Se preparan las varillas roscadas de M8 x 205mm. Para poder realizar la preparación previa de dichas varillas se necesita: - 4 varillas roscadas de M8 x 205mm - 6 arandelas de M8 - 6 tuercas de M8 - El conjunto del motor con la pieza impresa de la figura 3.51 - El conjunto del tensor de correas de la figura 3.49

Figura 3. 52 Cuatro varillas roscadas de M8 x 205 mm

Dos de las varillas roscadas se une con el conjunto del motor Nema 17 y otras dos varillas se unen al montaje del tensor como se indica en la figura 3.53.

Figura 3. 53 Montaje del tensor de correa y el motor Nema 17 con las varillas roscadas

Para finalizar el montaje de las varillas roscadas, se necesitan: - 8 arandelas de M8 - 8 tuercas de M8.

Las tuercas y arandelas se colocaran en el orden que se indica en la figura 3.53.

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Figura 3. 54 Montaje del tensor de correa y el motor Nema 17 con las varillas roscadas

Se unen las varillas, acoplando los cuatro conjuntos como se indica en la figura 3.55. Se introducen los extremos de las varillas en los agujeros de las piezas impresas de las esquinas del eje Y.

Figura 3. 55 Montaje de la uniĂłn de las varillas del eje Y

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Se termina de montar el cuadrilátero con: - 8 tuercas de M8 - 8 arandelas de M8.

Nota :

No apretar del todo las tuercas. Se realiza más adelante dicho paso.

Figura 3. 56 Colocación de las tuercas y arandelas en el conjunto de las varillas del eje Y

El siguiente paso del montaje del eje Y, es la preparación de la base de aluminio. Para se necesita: - Base de aluminio de 8 mm de espesor - La pieza impresa modificada del eje Y que sujeta la correa (se comentaran los cambios en el apartado de observaciones) - 2 tornillos de M3 x 10mm.

Se atornilla la pieza impresa de sujeción de correas del eje Y a la base de aluminio en el centro de esta, como se muestra en la figura 3.59. Se han realizado los agujeros roscados previos. La posición de la pieza impresa es indiferente, puesto que su objetivo es la sujeción de la correa del eje Y.

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Figura 3. 57 Base de aluminio de 8 mm de espesor

Figura 3. 58 Pieza impresa de sujeci贸n de correa del eje Y

Figura 3. 59 Pieza impresa de sujeci贸n de correa del eje Y atornillada a la base de aluminio

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Se fija el conjunto de la unión de las barras de la base con la base de aluminio preparada mediante bridas negras de 100 x 2.5mm. Para este paso es necesario 3 bridas. La unión se realizará como se indica en la figura 3.56, mediante los tres rodamientos de las barras lisas cromadas de 12mm.

Figura 3. 60 Pieza impresa de sujeción de correa del eje Y atornillada a la base de aluminio

Figura 3. 61 Rodamiento amarrado con la brida

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Se prepara el sensor de final de carrera que viene en el kit de la impresora (figura 3.62), pero por la nuevas dimensiones de la impresora, cuando el montaje este más avanzado se observará que será necesario rediseñar las dimensiones de la pieza impresa eje Y final de carrera, para que encaje en la nueva impresora y en las dimensiones de esta (se comentaran los cambios en el apartado de observaciones).

Se necesita un tornillo de M3 x 25mm.

Figura 3. 62 Pieza impresa del final de carrera del eje Y

No se posicionará en la base de aluminio hasta que el montaje este casi completo, para poder realizar los ajustes adecuados.

Se da la vuelta al conjunto, obtenido hasta ahora de la base. Antes de colocar las correas al conjunto, se debe colocar la polea GT2 de 20 dientes al motor. Para ello con la ayuda de una llave allen de 2 mm aflojamos el pasador, introducimos la polea en el motor y apretamos el pasador contra el eje del motor en su parte más achaflanada.

Figura 3. 63 Polea GT2 de 20 dientes

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Figura 3. 64 Ajuste de la polea al motor con la ayuda de llave allen de 2mm

Para la colocación de la correa del eje Y, se necesita: - 1 correa de 6mm x 2 m - 4 bridas de 100 x 2.5 mm.

Figura 3. 65 Correa de 6mm x 2m

Antes de la colocación de la correa, destensamos el tensor del eje Y, es decir, aflojamos el tornillo del tensor e introducimos la correa. Una vez introducida la correa por la polea, alineamos el tensor con la pieza central de sujeción de correas que se encuentra amarra a la base de aluminio. El tornillo para tensar lo dejamos a una distancia media de este, para poder tener margen de tensar o destensar la correa para futuras operaciones con la impresora. Pasamos la correa por el otro extremo de la base, es decir, por la polea, como se indica en la figura 3.66.

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Figura 3. 66 Correcta colocación de la correa del eje Y

Una vez se tiene la correa en la posición indica en la figura 3.66, se amarra la correa a la pieza impresa central de la base de aluminio con la ayuda de las bridas. En cada extremo colocaremos dos bridas. Se debe tener cuidado en la colocación de estas, puesto que si el extremo de la brida queda mal colocado puede producir interferencias en el movimiento final de la base de aluminio. Para que esto no suceda el extremo de las bridas deben quedar como se observa en la figura 3.67.

Figura 3. 67 Correcta colocación de la brida

Figura 3. 68 Conjunto final con la correa en su posición

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Una vez colocada la correa en su posición si se observa que es necesario tensar más la correa se realiza con la ayuda de una llave allen de 2.5mm, apretando el tornillo.

Nota :

Para tensar la correa, apretar el tornillo con la llave allen y para destensar la correa aflojar el tornillo.

Una vez se ha colocado la correa con la tensión deseada, se atornilla bien toda la base con la ayuda de una llave fija 10 (M6), 13 (M8). Se comprueba que con todas las tuercas bien apretadas el conjunto desliza sin problema, se desplaza de un extremo a otro sin interferencias.

Figura 3. 69 Llave fija 10 (M6), 13 (M8), 17 (M10)

Sobre el conjunto del eje Y se colocará un soporte que sirva de apoyo al cristal que es la superficie de impresión. Para la nueva prusa i3 se ha optado por una base de madera DM en vez de una base de metacrilato, que es la opción de la prusa i3 hephestos. Se utilizará un trozo de madera de DM de 500 x 500 x 8 mm.

Figura 3. 70 Madera DM junto al cristal

Para la unión de la madera y la base de aluminio se necesita: - 4 tornillos de M3 x 25 mm - 4 muelles

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Figura 3. 71 Unión mediante muelles y tornillos de la base de aluminio y la madera

Se prepara el sensor del final de carrera. Para ello se necesita: - 2 tuercas de M3 - 2 tornillos de M3 x 10 mm - La pieza impresa del eje Y de final de carrera que irá atornillada al marco - Final de carrera (caja electrónica) El conjunto se unirá como se indica en la figura 3.72.

Figura 3. 72 Conjunto de final de carrera del eje Y del marco

El conjunto obtenido en la figura 3.72 se atornillará al marco de aluminio como un tornillo de M3 x 16mm y una tuerca de M3 como se indica en la figura 3.73. La posición de este será en la parte de delante del marco de aluminio y la indica en la figura que se acaba de mencionar

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Figura 3. 73 Colocación del conjunto de final de carrera en el marco

Para finalizar el montaje del eje Y se une el marco de aluminio con todos sus componente y el conjunto de la base del eje Y. Se colocará como se indica en la figura 3.74, es decir el motor del eje Y irá en la parte de más atrás del marco de aluminio. Para garantizar que el eje Y puede realizar todo su recorrido, la distancia desde el marco de aluminio hasta la pieza impresa debe ser de 27 cm.

Figura 3. 74 Correcta posición del eje Y respecto al marco de aluminio.

Por último con la llave fija 10 (16), 13 (M8), 17 (M10) se fija ambos conjuntos (eje Y y marco de aluminio)

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Observaciones del eje Y La base de aluminio, se trata de una base de mayor grosor que la base de aluminio que viene en el kit de la prusa i3. La nueva base de aluminio es de 8 mm de espesor, por lo que al finalizar el montaje se observa que la base roza al tratar de pasar por encima de los extremos del eje Y, como se observa en la figura .

Figura 3. 75Paso de la base de aluminio por encima de los soporte de las esquina del eje Y.

Figura 3. 76 La base de aluminio roza en las varillas lisas de la base

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Para solventar este problema se intenta subir la base colocando unos calces de 5mm en los rodamientos.

Figura 3. 77 Calces de 5mm para los rodamientos

Con estos calces se resuelve el primer problema, pero una vez colocada la base completa en la impresora, se detecta otro problema mayor. Al deslizar la base de un extremo a otro se detecta una gran desalineación. Es decir la posición de los rodamientos para esta base de mayor tamaño no es la correcta, la base no tiene suficiente apoyo.

Para solventar este problema se intenta reforzar la colocación de los rodamientos con una nueva pieza impresa, aumentando así la altura de la base 7mm.

Figura 3. 78 Calces para los rodamientos de 7mm

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Figura 3. 79 Calce de 7mm en su correcta posición

Con las nuevas piezas se observa que la base se encuentra mejor amarrada y no sufre holgura. Pero al terminar de colocar la base con el marco de aluminio y al realizar manualmente el movimiento que debe tener la impresora durante el proceso de la impresión, se observa que las varillas sufren flexión y rozan en la arandela central que sirve de amarre entre las dos piezas de aluminio.

Figura 3. 80 Flexión de las varillas lisas de Ø 8mm

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Otra pequeña observación a tener en cuenta en el montaje de la nueva impresora es que la base de aluminio, como ya se ha mencionado anteriormente, es de mayor tamaño, por lo que la pieza impresa del final de carrera que ofrece el kit para la nueva impresora no es suficiente. La longitud de este se queda corta, aparte de no poder encajar por la apertura de la que dispone.

Figura 3. 81 Pieza impresa del final de carrera del eje Y

Figura 3. 82 Nueva pieza impresa del final de carrera del eje Y

Figura 3. 83 Cota a modificar en la nueva pieza impresa del final de carrera del eje Y. 6.5 cm

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Con todos los problemas encontrados anteriormente, se ha optado por la opción de aumentar el diámetro de las varillas lisas cromadas. Es decir, esta nueva impresora, como se ha mencionado antes, tendrá en su base unas varillas lisas cromadas de Ø12 x 620mm.

Como consecuencia del aumento diametral de las varillas, se ha modificado las piezas impresas de la base. Exactamente se ha modificado la pieza impresa que sirve de apoyo y unión en la base, y la pieza central que va amarra a la base de aluminio que es el amarre de las correas.

Figura 3. 84 Comparativa de la pieza original a la nueva pieza de la esquina del eje Y

En la figura 3.84 se observa el cambio que sufre la pieza. Se ha modificado la altura de la pieza (10mm más que la pieza original), para evitar posibles roces entre la base de aluminio y el marco de aluminio. También se ha modificado el diámetro de apoyo superior, aumentándolo hasta 12mm. Se ha mantenido el resto de la estructura de la pieza.

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Al subir la altura de las piezas de apoyo de los extremos de la base, la pieza central de amarre de correas se ha tenido que bajar la altura, como se observa en la figura 3.86. A dicha pieza se le ha bajado exactamente 10mm.

Figura 3. 85 Pieza central de amarre de correas

Figura 3. 86 Comparativa de la pieza original a la nueva pieza de amarre de correa del eje Y

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3.3.5.

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Montaje del Extrusor

Antes de comenzar con el montaje del extrusor es necesaria la preparación de los componentes del carro. Para este siguiente paso es necesario: - La pieza impresa del eje X, donde va sujeto el extrusor - La pieza impresa del eje X , donde va sujeta la correa del eje X al carro - 1 tornillo M3 x 20 mm - 1 tuerca M3 A continuación se detallan junto a sus correspondientes imágenes paso a paso.

Figura 3. 87 Pieza impresa del eje X, donde va sujeto el extrusor

Figura 3. 88 Pieza impresa del eje X, donde va sujeta la correa del eje X al carro

Se acopla la pieza impresa del eje X donde va sujeta la correa del eje X al carro en la pieza impresa del eje X donde va sujeto el extrusor mediante el tornillo de M3 x 20mm y la tuerca de M3, como se observa en la figura 3.89.

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Figura 3. 89 Carro del eje X

A continuaciĂłn, se procede a montar el carro en el eje X, junto el conjunto del resto de la impresora. Para el montaje de dicho procedimiento se ha de encajar el carro en las varillas lisas del eje X como se indica en la figura 3.90.

Figura 3. 90 Montaje del carro en los eje X

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En el siguiente paso se debe asegurar el carro a las varillas del eje X mediante una brida.

Se usarán una brida de negra de 100 x 2.5mm. La figura 3.91 indica paso a paso el procedimiento.

Figura 3. 91 Fijación del carro a las varillas lisas mediante una brida

El siguiente paso corresponde a colocar la correa del eje X. Para ello, se pasa la correa por la polea de la pieza impresa derecha, a continuación, por el carro del eje X y finalmente por la polea en la pieza impresa izquierda del eje X. Se tensa y se fija con bridas la correa. Este proceso se indica en la figura 3.92.

Para este paso se necesita: - 1 correa GT2 6 mm x 2 m - El carro del eje X - 4 bridas negra 100 x 2,5 mm - La llave fija.

Antes de comenzar con la fijación de la correa, para facilitar la colocación de esta, se debe desmontar la polea y colocarla de nuevo con la correa previamente colocada. La llave fija se usará como manivela con el tensor para el tensado de la correa, haciendo un contratuerca.

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Figura 3. 92 Pasos a seguir para la colocación de la correa del eje X

En el siguiente paso se colocará el soporte del extrusor. Para ello se atornilla el soporte del extrusor al carro del eje X. Se necesita el soporte del extrusor y 1 tornillo de M3 x 10 mm.

El soporte del extrusor se atornillará en la posición que se observa en la figura 3.93.

Figura 3. 93 Colocación del soporte del extrusor

Para el montaje del extrusor, en primer lugar, se desmonta la tobera, se fija el extrusor al soporte que se ha montado en la figura 3.93, con la ayuda de los tornillos.

Posteriormente se colocará la tobera. Para poder realizar el siguiente proceso se necesitará: El extrusor HeatCore Unibody (de extrusión directa para filamento de 1.75 mm con boquilla de 0.4mm) - 2 tornillos de M4 x 6 mm.

En la figura 3.94 se especifica su colocación.

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Figura 3. 94 Colocación del extrusor sobre el soporte

Por último, falta la colocación del cristal de la base. Se coloca el cristal sobre la base de madera y se fija con 4 binder clips negros (35 x 10 mm)

Figura 3. 95 Colocación de los binder con el cristal

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3.2.1.

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Montaje de la Electrónica

En primer lugar debemos instalar la Ramps 1.4 que es un diseño derivado de Arduino Mega 2560 + Ramps 1.4 con disipador en el Mosfet de la cama caliente. Para esta instalación se necesita: - La Ramps 1.4 - 2 tornillos M3 x 20 mm - La pieza impresa soporte Ramps La función del soporte es aislar la electrónica del marco de aluminio, junto con tres ganchos preparados para la sujeción de cables mediante bridas.

Figura 3. 96 Ramps 1.4

Figura 3. 97 Pieza impresa soporte Ramps

Posicionaremos la Ramps sobre el soporte y con los tornillos la atornillamos al marco de aluminio, como se indica en la figura 3.98.

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Figura 3. 98 Colocaci贸n de la Ramp sobre el soporte

Figura 3. 99 Colocaci贸n del conjunto sobre el marco de aluminio

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Posteriormente se debe preparar el panel de control LCD. Para ello se necesita: El panel de control LCD (Panel de control LCD con lector de tarjetas para impresión autónoma con cables de 30 cm) - La pieza impresa soporte LCD (Soporte para aislar la electrónica del marco de aluminio, junto con tres ganchos preparados para la sujeción de cables mediante bridas) - La pieza bisagra LCD (Bisagra para el soporte del LCD en la parte superior del marco de aluminio) - 4 tornillos M3 x 10 mm - 2 tornillos M3 x 20 mm.

Figura 3. 100 Panel de control LCD

Figura 3. 101 Pieza impresa soporte LCD

Figura 3. 102 Pieza impresa bisagra

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Los pasos a seguir para la colocación del conjunto se especifica en la figura 3.103

Figura 3. 103 Pasos a seguir para la colocación de la bisagra

En el siguiente paso procedemos al montaje del panel de control LCD en el marco. Para ello se necesita el conjunto de la figura 3.103 y 2 tuercas M3. Ahora queda detallado con sus correspondientes imágenes.

Figura 3. 104 Fijación del conjunto de la figura 3.100 al marco de aluminio

A continuación se debe meter los cables en la cadeneta del Eje X. Para ello dispondremos de una cadeneta de 25 eslabones más una cadeneta de 27 eslabones y un kit de cableado para extrusor (Cables para ventilador blower, cable para ventilador axial, cable cartucho calefactor, cables para motor y cable termistor). Juntaremos las dos cadenetas y se usaran únicamente para el cableado del eje X En cuanto al montaje, primero se debe introducir los cables por la cadeneta del Eje X

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Figura 3. 105 Cadeneta de eslabones

Figura 3. 106 Cable termistor

Figura 3. 107 Cable para el motor

Figura 3. 108 Cable para ventilador axial

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Figura 3. 109 Cable para ventilador blower

Figura 3. 110 Cable cartucho calefactor

Una vez se han identificado todos los cables, los introducimos dentro de la cadeneta.

Antes de realizar este proceso es aconsejable meterlos uno a uno y envolverlos con cinta adhesiva para poder facilitar su localización.

Se procede como siguiente paso a colocar la cadeneta del eje X. Un extremos de esta irá al carro del eje X y el otro extremo irá a la pieza impresa que se encuentra en el lado derecho del marco de aluminio (figura 3.111)

Figura 3. 111 Colocación de las cadenetas eje X

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El siguiente paso es pasar el resto de los cables por la pieza impresa del extremo izquierdo para que bajen hacia el arduino. Al conjunto de estos cables hay que añadirle el cable de final de carrera.

Figura 3. 112 Cable final de carrera

Figura 3. 113 Colocación del cable de final de carrera

Como -

siguiente paso se dispone a preparar el ventilador. Para dicho proceso se necesita: 1 ventilador de medidas 50 x 50 mm (12V DC 0.13 A) La pieza impresa soporte ventilador 2 tornillos M3 X 16 mm.

Figura 3. 114 Ventilador

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Figura 3. 115 Soporte ventilador

Figura 3. 116 Montaje del soporte del ventilador y el ventilador

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Se continúa con la conexionado y guiado de los cables. Para ello se necesita 11 bridas negras de 100 x 2,5 mm, un cable fuente de alimentación preparado y dos cables final de carrera. Para dicho montaje se conecta los cables del extrusor (figura 3.117) y luego se sujeta con una brida (figura 3.118). También sujeta con bridas los cables de los motores y se conecta a la placa.

Figura 3. 117 Cable de fuente de alimentación

Figura 3. 118 Proceso de conexión del cableado en el extrusor

Con la ayuda de las bridas se fijan los cables de la manera en la que no nos molesten a la hora de la impresión. La colocación de las bridas puede varias dependiendo de la altura del eje X, por lo que hay que llevar al límite la impresora y posteriormente se podrán colocar las bridas en las mejores posiciones.

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Se muestra imágenes sobre el Diagrama de conexionado Ramps 1.4. En cuanto a su montaje, hay que asegurarse de seguir el modelo de la figura 3.119 al realizar la conexión. Hay que tener especial cuidado al conectar los finales de carrera, que cada uno corresponda con su eje. También es importante la conexión de los motores, puesto que si los conectamos mal realizará el recorrido en sentido opuesto.

Figura 3. 119 Diagrama de conexión del cableado a la Ramp

Para el conexionado de los cables de alimentación, se debe tener en cuenta la desconexión de la clema de alimentación e introducir y fijar los cables. Volver a colocar esta pieza con la cabeza de los tornillos orientados hacia el interior de la placa.

Figura 3. 120 Desconexión del clema

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En el penúltimo paso del montaje de la electrónica se debe colocar el ventilador. Para ello se necesita el conjunto de la figura 3.116 y dos tornillos M3 x 12 mm. En el montaje, se desconecta el panel de control LCD de la RAMPS antes de colocar el ventilador y pasar por el hueco del conjunto de la figura 3.116.

Figura 3. 121 Colocación del soporte con el ventilador

Por último, se encuentra el paso sobre la colocación del soporte para la bobina de filamento. Para ello se dispone de la pieza impresa soporte filamento derecha, la pieza impresa soporte filamento izquierda y la pieza impresa soporte filamento de unión. Dicha pieza de unión, ayuda a permitir el giro del rollo de filamento para el soporte sobre el marco.

Figura 3. 122 Soporte de material

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Observaciones del montaje de la electrónica Una vez se ha realizado toda la conexión de los cables, se ha observado que la pantalla LCD no recibía corriente.

Al observar ese fenómeno se barajeo varias hipótesis sobre el fallo. Primero se pensó que la pantalla LCD había venido dañada. Ese error se descartó probando la pantalla en otra impresora prusa i3 Posteriormente se barajeo la posibilidad que a lo largo del montaje de la impresora 3d se haya dañado la Ramp. Esta última hipótesis se volvió a descartar comprobando el correcto funcionamiento de esta con la otra impresora 3d Se observó con detalle el montaje del cableado y parecía todo correcto, pero se detectó que un cable de final de carrera tenía una conexión incorrecta entre sí, es decir, el cable llego defectuoso con el kit de la prusa i3. La conexión de los cables del macho no coincidía con la conexión de los cables del otro extremo.

Se procedió a su cambio de posición, dando con la combinación adecuada.

Figura 3. 123 Cable final de carrera defectuoso

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4. IMPRESION Una vez se ha finalizado el montaje de la estructur y los componentes electronicos de la impresora, procedetemos a la impresión de esta.

La nueva impresora 3D que se ha montado, es una impresora que funciona por deposición de material, básicamente lo que hace es fundir el filamento (hilo) de polímero mediante un pico (boca de salida) y lo deposita capa sobre capa el material fundido hasta crear el objeto sólido. En esta tecnología, el propio material se va añadiendo por capas hasta crear la forma deseada. Es una tecnología que permite conseguir piezas utilizando plástico ABS o bien PLA. Este último es que se utilizará en esta impresora.

Figura 3. 124 Modelo CAD a Separación en capas para impresión en 3D

Todas las pruebas e impresiones que se han realizado, se ha partido incialmente de la creación de modelos en Catia V5. Desde el Catia V5 se ha creado un fichero STL. Antes de la creación del fichero STL, hay que tener en cuenta el parámetro “Performance”. Es decir que al pasarlo a formato STL, las líneas que crea se ajusten lo maximo posible una circunferencia.

Este parámetro en el entorno de Catia V5 se puede encontrar dentro de Tools-OptionsDisplay. En este último se encontrará el parametro que debemos tener en cuenta. En las figura 3.125 y 3.126 se muestra la diferencia.

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Figura 3. 125 Performance adecuado

Figura 3. 126 Performance elevado

Una vez en Catia se haya creado el fichero STL, se debe crear un fichero G-code para que posteriormente la impresora lo detecte correctamente y pueda procesar.

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La creación de ficheros en G-code se atravez de programas llamados laminadores, que lo que hacen es crear el laminado para poder imprimir el objeto deseado. Existen varios laminadores, como por ejemplo el Slic3r o el KISSlicer, pero el que se ha utilizado en este caso es el Cura. [9] El Cura nos va a permitir ajustar los parámetros de la impresión

Figura 3. 127 Elementos necesarios para crear objetos en 3D 114]

Una vez se tiene claro los conceptos que se van a manejar en la impresora 3D, se procede al diseño de pequeños cubos para su posterior impresión. De esta manera comprobaremos la estructura de esta y nos dará conocimiento de sus limitaciones.

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4.1.

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LIMITACIONES Y SOLUCIONES

La primera límitación que se puede encontrar en el montaje de la impresora 3D es su estructura, no por la capacidad de impresión, si no por su inestabilidad estructural. El diseño de la nueva impresora se baso en la ampliación de la estrucura de la prusa i3 hephestos. En ciertos aspectos si se tuvo en cuenta la diferencia de tamaño de una impresora a otra con respecto a sus dimensiones, pero hay ciertos aspectos que se han descubierto ua vez se ha realizado el montaje final de a impresora.

Algunos de esos aspectos ya se han mencionado a lo largo del documento (en las observaciones del montaje), pero hay otros que aún no han sido mencionado, como por ejemplo la vibración que sufre la base cuando realiza la impresión.

Este es un aspecto muy importante a tener en cuenta para futuras mejoras en la impresora 3D, puesto que una impresión con cierto nivel de vibraciones en la base,es una muy mala impresión, pudiendo llegar a no imprimir nada.

Una posible mejora para las vibraciones, es sin duda, una mejor base. La base que posee ahora la impresora es una base de 500x500x8mm, esta amarra mediante unos rodamientos a las varillas cromadas del eje Y, que no le garantizan la suficiente estabilidad que debe tener u na base de impresora para que imprima dentro de unos límites aceptables (estos límites dependerán de la calidad que se quiera obetener del objeto a imprimir). Se ha intentado solventar este problema con el posicionamiento de apoyos en los rodamientos. Dentro de lo posible, si se ha mejorado la estructura, pero sigue siendo insuficiente para poder obtener piezas de buena calidad.

Una solución asequible para la inestabilidad de la base de aluminio es aumentando su punto de apoyo, es decir, alejar lo máximo que se pueda del centro de esta la posición de los rodamientos. Pero para esta solución habría que rediseñar la base de aluminio.

Al sufrir vibraciones la base a la hora de imprimir, también resulta difícil el correcto calibrado de esta. Para que una impresora realice una muy buena impresión, todo tiene que estar extritamente calibrado y este no esl caso.

Figura 3. 128 Impresión de prueba de la planta de los apartamentos Irenaz

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Figura 3. 129 Impresión de prueba

En la figura 3.128 se observa cierta rugosidad en la superficie, esto es debido a la vibración sufrida por el movimiento sobre todo del eje Y. Observando el comportamiento de la impresora al imprimir, se llega siempre a la misma conclusión, es necesario un rediseño de la estructura para una mejor estabilidad de esta durante la impresión.

Las conclusiones de este trabajo de fin de grado no pueden del todo. Puesto que se trata de un proyecto de investigación y me he enfrentado a todas las consecuencias que eso con lleva.

Pero si hay una clara observación a lo largo de todas las pruebas y es la constante vibración que se produce en la estructura durante la impresión.

La dificultad de este trabajo de fin de grado no solo radica en la parte mecánica de la impresora, es decir, no es solamente una estructura. La dificultad radica sobre todo en las comparaciones del software de la impresora 3D.

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4.2.

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MODELAJE CATIA V5

Con el programa Catia V5 se ha procedido al diseño de la estructura del edificio de los Apartamentos Irenaz. Para poder realizar el diseño de este, se ha tenido en cuenta los planos de este.

Para una mejor impresión y calidad del edificio, se ha optado por el diseño por separado de cada planta. Teniendo que realizar por el consiguiente cuatro maquetas (una por cada piso)

Los apartamentos Irenaz en su interior poseen una escalera de caracol, por lo que el modelaje de dicha escalera se ha realizado también por separado para su posterior impresión.

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El resultado final del modelaje en Catia de cada planta es el siguiente:

Figura 3. 130 Apartamentos Irenaz Piso cota cero

Figura 3. 131 Apartamentos Irenaz 1º Planta

Figura 3. 132 Apartamentos Irenaz 2º Planta

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Figura 3. 133 Apartamentos Irenaz escalera de caracol

Se realizan las primeras impresiones de las plantas del edificio y este es el resultado final.

Figura 3. 134 Impresión de la cota cero de los Apartamentos Irenaz

En la figura 3.134 de la impresión de la cota cero de los Apartamentos Irenaz, se observa la gran diferencia de que en el modelo de Catia V5 existe suelo y la impresión realizada por la impresora se observa con claridad la ausencia de este en ciertas zonas.

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Figura 3. 135 Primera construcci贸n de los pisos de los Apartamentos Irenaz

Figura 3. 136 Construcci贸n de los pisos de los Apartamentos Irenaz

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Figura 3. 137 Interior del Apartamento Irenaz

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5. PRESUPUESTO 5.1.

PRESUPUESTO IMPRESORA

Este proyecto es especialmente importante por la capacidad de impresión que va a ofrecer la impresora 3D ampliada. Al ser un proyecto de investigación, no se aseguran resultados óptimos, pero se pretende avanzar hacia la integración de los usos de las impresoras 3D para usos reales y necesidades concretas de mercado.

Ivan Saldaña de Apartamentos Irenaz junto con la fundación Euskoiker serán los de la gestión económica.

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FACTURA

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Escuela Universitaria de Ingeniería Vitoria-Gasteiz C/Nieves Cano Nº12

Número:

01006 Vitoria - Gasteiz

Fecha:

NIF

Cliente: Ivan Saldaña-Apartamentos Irenaz

Comentarios

Domicilio: Ciudad: Vitoria-Gasteiz N.I.F.: Código

Artículo

Unidades Precio Un. 1 109,61 € 1 25,00 € 2 21,00 € 1 359,50 € 2 1,64 € 2 5,79 € 2 4,65 € 2 4,88 € 2 4,50 € 2 11,50 € 3 10,00 € 2 7,50 €

Base de aluminio y marco de aluminio de 8mm

Base de Cristal 500x500 mm de 6mm

Tinta 3D Impresora Prusa i3 Hephestos Varillas Roscadas M5 Varillas Roscadas M10 Varillas lisas cromadas de 8mm de 620mm Varillas lisas cromadas de 8mm de 650mm Varillas lisas cromadas de 8mm de 600mm Varillas lisas cromadas de 12mm de 650mm

Rodamientos lineales de bolas KH1228.PP

Correas GT2 Dentada de 6mm por 2mm

Subtotal 109,61 € 25,00 € 42,00 € 359,50 € 3,28 € 11,57 € 9,30 € 9,76 € 9,00 € 23,00 € 30,00 € 15,00 € 0,00 €

Forma de pago

Subtotal Incremento por variaciones

647,02 € 64,70 € 711,72 € 125,62 € 837,34 €

10,0%

Base Imponible Incremento por gestión Eusjkoijer

17,7%

Total sin IVA I.V.A.

21,00%

175,84 €

TOTAL FACTURA

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1.013,18 €

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5.2.

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PRESUPUESTO IMPRESION DE PIEZAS PRESUPUESTO IMPRESIÓN DE PIEZAS 1

AMORTIZACIÓN MÁQUINA Horas / Año Gramos / hora Años de Amortización Coste total de la Impresora (€)

2000 11 4 1013,18

Amortización de la impresora Amortización de la impresora 2

3 4

5

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COSTE MATERIAL Gramos en una bobina [gr] [€ / bobina]

(PLA 1,75 por kilogramo de unos 355 metros, velocidad) (RD 1777/2006)

[€ / hora] [€ / gramo]

0,12665 0,01151

[€ / gramo]

0,02100

1000 21

GASTOS INDIRECTOS Gastos indirectos(€ / año) 400 Total de gastos indirectos (€*año / horas) COSTE PERSONAL Horas Horas*€ Total (€) euros gramo Total TOTAL

[€/GRAMOS]

0,20000 316 26 8216 2,363636364 2,363636364 2,59615

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6. BIBLIOGRAFIA [1]

Rodríguez, A., “Un nuevo progreso de la ciencia y el emprendimiento en España”(23 de enero de 2017, 15:00) https://hipertextual.com/2017/01/bioimpresora-3d-de-piel-humana

[2]

Zhou, Y.,Kong,X.,Chen, A., Cao, S., “Investigation of Ultrafine Particle Emissions of Desktop 3D Printers in the Clean Room” - Department of Civil and Environmental Engineering, School of Urban Rail Transportation, Soochow University, Suzhou, China, 7 October 2015, Pages 2–7

[3]

Li, Y., Linke, B., Voet, H., Falk, B., Schmitt, R., Lam, M., (2017) “Cost, sustainability and surface roughness quality – A comprehensive analysis of products made with personal 3D printers”. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. Volume 16, January 2017, Pages 1–11

[4]

“Breve historia de la impresora 3D” (Consultado el 12/11/2016) https://impresoras3d.com/blogs/noticias/102825479-breve-historia-de-laimpresion-3d

[5]

Wang, J., Govanes, A., Gaisford, S., Basir, A.,(2016) “Stereolithographic (SLA) 3D printing of oral modified-release dosage forms”

[6]

Navarro, A., (14 Octubre de 2014) “Comparativa de impresoras 3D domésticas, ¿cuál comprar? (Consultado el 14/11/2016) http://comohacer.eu/comparativa-impresoras-3d/

[7]

Impresoras3dblog.wordpress, “Mi máquina CNC” (Consultado el 03/01/2017) https://impresoras3dblog.wordpress.com/2013/10/29/7-mi-maquina-cnc/

[8] Bq, “Descargas BQ Prusa i3 Hephestos” (Consultado el 12/11/2016) https://www.bq.com/es/support/prusa/supportsheet?ssess=5889c104df7f9&sorigin=productList [9] Diosdado, R., “Manual de CURA” (Consultado el 24/11/2016) https://www.zonamaker.com/impresion-3d/software-imp3d/manual-de-cura

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Adaptación de la Prusa i3 Hephestos para poder imprimir piezas de mayor tamaño (500x500x500 mm). Realización virtual del edificio de los Apartamentos Irenaz con elTGF software Catia V5.

Memoria Adaptación de la impresora 3DPrusa i·3 Hephesto Nerea Faia Fernandes El proyecto muestra todos los pasos necesarios para el montaje de una prusa i3 Hephestos de un mayor tamaño que la encontrada actualmente en el mercado.

Se especifica todos los problemas y posibles problemas que puede suponer el montaje de esta, así como las límitaciones que nos ofrece un diseño de estas dimensiones. Algunos de estos problemas con una solución completamente definida y otros con una solución abierta.

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