jueves, 16 de febrero de 2017

Filamento flexible para impresoras 3D


El filamento flexible es un compuesto plástico al que se le añade un agente químico (plastificante), para aumentar su flexibilidad, reducir la temperatura de fundido y la viscosidad. Estas propiedades permite que las impresoras 3D de deposición fundida (FMD) puedan fundirlo y darle la forma deseada.


El resultado es un producto con propiedades flexibles, que vuelve a su forma original cuando se deja de aplicar una fuerza que lo deforme.

Esta propiedad flexible, amplia las posibilidadades y aplicaciones de la tecnología 3D en diferentes sectores...

Calzado y diseños exlusivos:

 



















 Prótesis articuladas:



 Gracias a la posibilidadde combinar material flexible con otros tipos de materiales, se pueden crear protesis con flexibilidad para mover y articular los dedos, sin dejar de ser una pieza robusta y duradera en aquellas partes que sufren mayor desgaste.


El resultado conseguido por Ingenio Triana, gracias a la combinación de varios materiales, es la obtención de una protesis articulada con capacidad para flexionar los dedos.





El inicio de una mano biónica articulada, donde posteriormente se añadirán sensores y motores que articulen los movimientos naturales de una mano real.


Estos son ejemplos prácticos de aplicación de filamento flexible que desde Ingenio Triana queremos mostrar.

Con el tiempo, estamos convencidos de que nuevos limites se podrán superar con materiales con propiedades asombrosas, y el filamento flexible a sido el comienzo de una gran revolución por adaptar materiales utilizados en la industria para su adaptación a filamentos aplicables a impresoras 3D.


Gracias a la continua mejora y aplicación de materiales a filamentos para impresoras 3D, surgen diferentes versiones de filamento flexible:


La adición de un plastificante puede hacer que disminuya la viscosidad en estado fundido, el módulo de elasticidad, y la temperatura de transición vítrea (Tg) de un plástico.

Definición de las normas ASTM (ASTM-D-883): un plastificante es un material que se incorpora a un plástico para facilitar su procesado y mejorar su flexibilidad o “distensibilidad”.

Se incorporan, pues para facilitar la transformación del material y aumentar la resistencia al impacto, ya que adicionados en pequeñas cantidades aumentan la flexibilidad. La ductilidad y la tenacidad de los polímeros también pueden mejorarse con la ayuda de los plastificantes.
Su presencia también reduce la dureza y la fragilidad.


Tipos de filamentos flexibles: 

SOFT PLA
Se trata de un PLA fexible, bastante elástico que sirve para imprimir piezas que necesiten ser flexibles y no romperse al doblarse.

FILAFLEX
Es un elastómero desarrollado en España con una capacidad de estiramiento antes de romperse de un 700% respecto al tamaño original. Esa propiedad lo hace idóneo para fabricar topes, junturas, plantillas de calzado, zapatillas, ruedas neumáticas, pulseras de relojes y, en definitiva, todo lo que pueda precisar doblarse mucho sin romperse.

TCP FLEX (Co-Poliester Termoplástico) y PET
También es flexible, pero su mayor ventaja está en la fuerza estructural y en su memoria flexible. Básicamente imprime piezas que vuelven a su forma original por mucho que se arrugue, doble, apriete o golpee. Su resistencia térmica, química y a los rayos UVA también es excelente y resulta bastante fácil imprimir con él. Se vende con distintos grados de elasticidad.
El poliéster es un polímero termoplástico de condensación conocido como PET (tereftalato de polietileno).


Termoplástico elastómero: es un material que tiene la capacidad de ser estirado a alargamientos moderados y, tras la eliminación del esfuerzo, volver a su forma original. Tiene el potencial de ser reciclable ya que pueden ser moldeado y reutilizado como plástico.
El tereftalato de polietileno es un tipo de plástico muy usado en envases de bebidas y textiles. Se obtiene mediante una reacción química entre el acido tereftálico y el etilenglicol. Es lineal y tiene un alto grado de cristalinidad. Tiene una alta transparencia. Alta resistencia al desgaste y a la corrosión.


TPE o NINJAFLEX
Las características de este elastómero termoplástico fabricado en EE.UU. son similares a las del FILAFLEX, pero con un nivel de estiramiento más bajo. A pesar de lo cual también imprime piezas de gran flexibilidad. Su consistencia es como la de una cuerda de goma y soporta muy bien las deformaciones.
Las temperatura de fusión se parecen a las del PLA: 215 °C en el cabezal y 40 °C en la bandeja.

Sus principales cualidades son:
El filamento mantiene  sus propiedades y diámetro durante toda la impresión, es decir, que tus impresiones no tendrán variantes en las capas o en los exteriores.
Alta elasticidad y resistencia a la abrasión, esto es una cualidad excelente, porque puede ser utilizado para cualquier tipo de superficie que requiera de la aplicación de fricción.

Especificaciones técnicas:
La temperatura de impresión se encuentra entre los 210° a 230°.
Requiere de cama caliente a una temperatura entre los 80° y los 97°
Entre menor sea la velocidad de impresión, mejor el acabado exterior.
Se puede imprimir con material de soporte.
No contiene químicos tóxicos, aun así no se recomienda para el uso en grado alimenticio o médico, pero al menos es más sano para imprimir en interiores que el ABS.

Sin embargo, estas ventajas no estan exentas de algunos inconvenientes que debemos conocer para tener una buena calidad de impresión 3D.


Consejos generales de impresión:
  • Temperatura de extrusión de filamento entre 224ºC a 232ºC.
  • Temperatura cama caliente 50ºC.
  • No superar infill un 25% de la velocidad de impresión de perímetros.
  • Recomendable mantener la velocidad impresión constante a 30 mm/s o 35mm/s para que el flujo de material sea continuo.
  • Ventilador del extrusor desactivado.
  • Disminuir valores de retracción al mínimo admisible (varía según el tipo de extrusor).
  • Utilizar laca para mejorar la adherencia en la plataforma de impresión.

Un consejo general para cuando se realiza el cambio de un filamento convencional como ABS o PLA a utilizar filamento flexible, es la distancia desde la polea que introduce el filamento y el orificio de la boquilla. A mayor distancia, más posibilidad de atasco. 
Este problema se resuelve reduciendo la distancia entre la polea y la entra del filamento a la boquilla.




Esperamos que disfrutéis de las ventajas de este material que seguro todavía tiene muchas aplicaciones por descubrir...

Podéis acceder a otras entradas relacionadas pinchando en los siguientes enlaces:

M3:Impresora 3D de volumen ampliado

Circuitos de protección en interruptores 

Conectar relé a la cama caliente 

Diagrama de conexión de impresora 3D Prusa i3 

Nuevos drivers de control para motores paso a paso 

Nuevos avances en la impresión 3D  

Errores de impresión 3D:La primera capa(First Layer)

Nuevas mejoras en la impresora 3D

Materiales de impresión 3D: ABS y PLA

Autocalibrado cama caliente para prusa i3

Atascos continuos con la prusa i3 con el PLA

Nuevos tipos de materiales amplian los límites de la impresión 3D

Ingenio Triana:Manuales Slic3r y Repetier-Host


miércoles, 1 de febrero de 2017

Ingenio Triana en la Radio: Emprenred

Hola a todos, en esta entrada queremos publicar la entrevista en el programa de radio emprenred y agradecer la invitación a su estudio radiofónico, situado en la Facultad de Comunicación de la Universidad de Sevilla.



Tras un breve encuentro, donde fuimos testigos de la capacidad y profesionalidad con la que estos estudiantes desempeñan una labor tan importante en la sociedad como es la comunicación y la difusión de información, realizamos la entrevista para el programa emprenred que se emite en la cadena EMA RTV.

Podéis acceder a la entrevista en el siguiente enlace:

https://radioemprenred.com/category/secciones/emprendedores-en-la-ciencia/


Desde Ingenio Triana queremos agradecer a todo su equipo el trabajo realizado, y en especial a Mario Nuñez, quién nos entrevistó de primera mano y nos enseñó el estudio. A su director y presentador, Vicente Gil, y a Fernando Segundo Moya Hiniesta como director docente del equipo.


Un saludo a todos,
Ingenio Triana.

domingo, 29 de enero de 2017

Problema al cargar firmware en Arduino con LCD conectada


Si tenéis LCD en vuestra impresora 3D y el firmware utilizado es Marlin, debéis tener en cuenta que es necesario realizar un "Restore Failsafe" para que lea los valores que se le mandan desde Arduino cuando esta conectado al PC.


Si no se hace esto, se quedan guardados por defecto (y arranca siempre con ellos), los valores que metes a mano desde la propia pantalla LCD.

Un ejemplo de esto, nos ocurrió con una impresora que queríamos tener independiente del PC, agragando una pantalla LCD y lector de tarjeta SD.



 Al decidir calibrar los pasos del motor para medidas correctas (AXIS STEP PER UNITS), los datos que introducíamos desde el PC no tenían efecto alguno pues siempre leía los valores instroducidos desde la LCD.
 

 
Cuando se realiza un "Restore" luego hay que hacer un "Store memory".


Un método para solucionarlo es desactivando la EEPROM desde la configuración de Marlin en Arduino, para que no se puedan guardar los cambios que haga desde la pantalla LCD. 
Los parámetros de configuración que coge son de las variables Default, que se encuentra en el sketch y no de las de la memoria EEPROM si la desactivas.
Habilitando la EEPROM, pero reseteandola con la opción "Restore Failsafe" coge los datos nuevos que introducimos desde el firmware(skech).


Para activar o desactivar la eeprom para guardar valores de datos al introducir nuevos valores en las variables se utilizan las librerías propias de Arduino que controlan el acceso a la memoria eeprom.

Sabiendo esto, muchos usuarios prefieren que los datos introducidos desde la pantalla LCD se mantengan uncluso despues de apagar la impresora o resetear Arduino.

Con las funciones de EEPROM en Marlin activadas, el usuario puede configurar, ajustar o modificar algún parámetro de configuración y guardarlos de forma permanente. Esta forma es más accesible que teniendo que conectar el cable USB y acceder al firmware de Arduino en configuration.h y modificar desde hay los parámetros.

En la mayoría de Firmware Marlin, las funciones EEPROM están desactivadas. Para activarlas, accedemos al archivo configuration.h y localizamos la siguiente parte de código y descomentamos (borrar //) las líneas resaltadas:

// EEPROM
// The microcontroller can store settings in the EEPROM, eg max velocity...
// M500 - stores parameters in EEPROM
// M501 - reads parameters from EEPROM (if you need reset them after you changed them temporarily).
// M502 - reverts to the default "factory settings". You still need to store them in EEPROM afterwards if you want to.
//define this to enable EEPROM support
//#define EEPROM_SETTINGS
//to disable EEPROM Serial responses and decrease program space by ~1700 byte: comment this out:
// please keep turned on if you can.
//#define EEPROM_CHITCHAT



Una vez descomentadas estas dos líneas, la eeprom queda activa, y en el menú de la LCD aparecerán tres nuevas funciones:
  • Almacenar Memoria (Store Memory):almacena los valores actuales de la impresora 3D en la EEPROM, convirtiéndose en los valores de configuración predeterminada al iniciar.

  • Cargar Memoria(Load Memory):Recupera los ajustes almacenados de la EEPROM y sobreescribe lo que esté actualmente en la SRAM de Arduino.

  • Restaurar fallos(Restore Failsafe): sobreescribe lo que esté en la SRAM con los valores específicos del archivo configuratión.h

Las configuraciones que se pueden almacenar en la memoria EEPROM son:
  • Pasos por unidad (normalmente pasos por mm) para los ejes X, Y y Z, así como pasos de extrusión / mm.
  • Avances máximos (en mm / s) para X, Y, Z y Extrusor.
  • Aceleración máxima (en mm / s 2 ) para X, Y, Z y extrusor.
  • Aceleración y Retracción.
  • Min FeedRate(avance mínimo) (mm / s), Min Travel Feedrate (mm / s), Min Segment Time (ms), MaxJerk X, Y, Z  (mm / s).
  • Home Offset (mm).
  • Valores PID.


Para acceder a las funciones Guardar Memoria, Cargar Memoria y Restaurar fallos, utilizar los comandos (M-Code) M500, M501 y M502 que corresponden a dichas funciones respectivamente.



Esperamos que esta entrada resuelva muchos de vuestros problemas a la hora de configurar y ajustar los valores de la impresora 3D si tenéis una LCD conectada.


Un saludo a todos,
Ingenio Triana.

sábado, 28 de enero de 2017

Ramps funcionando a 24V



Hola a todos los aficionados y profesionales del sector 3D. En esta entrada vamos a comentar una duda bastante extendida para aquellos usuarios que tienen impresoras 3D basadas en Arduino y Ramps 1.4.

¿Se puede alimentar nuestra impresora 3D con 24V en lugar de 12V?

La respuesta es SI. Pero debemos de tener en cuenta algunos aspectos importantes, ya que no todos los componentes soportan de igual forma este aumento de voltaje.


Los principales componentes que en una RAMPS se ven afectados por un voltaje distinto de 12V son los siguientes:

1. Fusibles PTC (F1, F2).

Los fusibles PTC tienen sus propios valores de voltaje. El fusible MF-R500 (5A) PTC está clasificado en 30V . El fusible PTC MF-R1100 (11A) está clasificado sólo a unos 16V . 




 Es posible que desee sustituirlos por fusibles reales, o enlaces de alambre y, a continuación, poner fusibles reales entre su PSU y la placa. 



Si está alimentando los componentes(extrusor y cama caliente) directamente desde la fuente de alimentación, mediante la activación/desactivación por relés, no es necesario colocar fusibles, aunque si es aconsejable.

 

Sin embargo, si utilizamos los conectores de la ramps para alimentar el extrusor y la cama caliente( sobre todo la cama caliente por que es la que utiliza más corriente) es obligatorio colocar fusibles de protección ya que podemos dañar la ramps.

Nota: los fusibles PTC se prenden fuego si atraviesa demasiada corriente, o tienen un voltaje demasiado alto a través de ellos.
Especialmente de F2 y su clasificación de 16V.

2. Entradas de tensión (5A y 11A) y el Arduino Mega.

La entrada de 11A SÓLO ejecuta la salida de la cama caliente (D8). La entrada de 5A ejecuta los drivers paso a paso, la salida D9 alimenta al ventilador de capa  y D10 a el extrusor 1. 




Un componente que debemos retirar si esta instalado es el diodo D1. Este diodo solo deber ser instalado en la entrada de 5A si es alimentado por 12V si utilizamos otro rango de voltaje superior debemos retirarlo.

El inconveniente que encontramos es que tendremos que alimentar Arduino Mega por separado, desde un cable USB o mediante una fuente de alimentación.



 Si retiramos el diodo D1 tendremos que alimentar Arduino Mega por separado, pero se puede utilizar voltajes más altos en la entrada de 5A. Algunos clones de Arduino Mega pueden tomar entradas de 24V, pero la mayoría de los Mega sólo admiten unos 15V antes de que se calienten demasiado y / o fallen.

Se puede alimentar la entrada de 11A a 24V y la de 5A a 12V si tenemos dos fuentes de alimentación o una que produce ambos voltajes. Si utilizamos dos fuentes de alimentación, se unirán a través de la placa RAMPS en el pin de tierra. 

Nota: no es necesario usar 12V o 24V específicamente. Algunos usuarios de la red que comparten sus experiencias usan fuentes de 13.8V sin otros cambios, incluso 19V para configuraciones específicas.

3. Condensadores.

Los componentes que tendremos que comprobar son C2, C3, C4, C6, C7, C9 y C10.

Algunos modelos de ramps, llevan ya instalados condensadores que admiten valores de voltaje de 12V a 24V. Para identificar estos valores, podemos mirar la referencia que viene en el componente y buscar sus carácteristicas en la web del fabricante.



Los otros (C1, C5 y C8) sólo están conectados a 5V del Arduino, por lo que no necesitan altas calificaciones. Algunas Ramps se venden con los condensadores de sólo 16V. Los condensadores explotarán si superan su voltaje nominal y el electrólito suele ser tóxico y corrosivo.

4. Cama caliente / ventilador / Extrusor.

Los componentes basados en resistencias son simplemente calentadores. Tienen una resistencia establecida. Cuanto más tensión pasa a través de ellos, más corriente pasará, y más potencia consumen.

Si cambiamos el voltaje más de 1-2 voltios, debemos tomar esto en consideración. Poner 24V a través de una cama caliente (que puede tener una resistencia tan baja entre 0,8 a 10 ohmios) permite pasar una gran cantidad de corriente: ~ 30 amperios, produce hasta 720 vatios si la fuente lo permite.

12V a través de la misma cama sólo consume 15 amperios, que producen 180 vatios.

La diferencia para el extrusor es similar.
 

Para tensiones de 24V, es posible que tengamos que considerar:
 
- Cama caliente con Kapton a 24V  - Consume más potencia permitiendo que se calienten más rápido.
 
- Extrusor con una resistencia de entre 22 Ohmios y 27 Ohmios (en lugar de entre 4,7 Ohmios y 6,8 Ohmios para 12V):A mayor resistencia, la potencia que consume aumenta.(P=
I2 x R)

Los ventiladores pueden funcionar a voltajes más altos, pero tienden a desgastarse antes por el aumento de revoluciones. No se debe superar más de 2 o 3 voltios el voltaje nominal de los ventiladores.

Todas las salidas D8 / D9/ D10 en la RAMPS tienen un borne + V siempre encendido. Si usted está funcionando 24V en la entrada apropiada para esa salida (véase arriba), será 24V. El FET (que actúa como un interruptor) conecta el dispositivo a tierra cuando recibe una señal del Arduino. Esto significa que podemos desconectar el cable + V de una salida específica, y ejecutarlo directamente a otra fuente de alimentación con un voltaje diferente, por lo que puede ejecutar la salida a un voltaje diferente (por ejemplo: 10-12V para un ventilador).

Algunas fuentes de alimentación tienen salidas múltiples, pero tambien podemos instalar convertidores DC-DC que convertirá el voltaje por usted. Sólo asegúrese de obtener uno donde el suelo en la entrada del convertidor está conectado a la tierra de la salida del convertidor (tierra común).
Algunos de los convertidores DC-DC 24V-12V utilizados en los camiones (para la conexión de altavoces) son adecuados para esto, siempre y cuando tengan un tierra común.

Nota: Si necesitamos calcular para otros voltajes, todo es ley de Ohms. V = I x R (o I = V / R) y P = V x I. Sé que la gente que utiliza fuentes de 13.8V como forma muy simple de superar los problemas con cosas como las camas PCB calentado no alcanzar la temperatura superior fácilmente, como el voltaje extra puede aumentar la potencia de calefacción de manera significativa (para 12V -> 13,8V, es alrededor de 1,3 veces La potencia de salida) utilizando los mismos componentes.

5. Motores paso a paso.

Un valor de 24V en los motores debe darle movimientos más rápidos, aunque depende del tipo de motor. Las unidades paso a paso sólo suministran una corriente fija. Algunos steppers sólo necesitan alrededor de 2V, por lo que funcionan bien a 12V, pero otros que necesitan voltajes más altos (3+ Volts), por lo que el aumento de la tensión puede hacer una gran diferencia, sobre todo en la velocidad de cada paso (aumento de la velocidad y mejor respuesta ante cambios de aceleración)

6. Cableado.

Si utiliza componentes de 24V (cama caliente, extrusor...), no necesita una corriente tan alta. Esto significa que es posible un cableado más delgado. Para la cama caliente esto significa que podemos utilizar cable para 10A.

Además, como el voltaje es más alto, la resistencia de cualquier cableado es mucho menor. Esto significa menos pérdidas, por lo que obtendrá más potencia donde lo necesite.

Si tenemos la fuente de alimentación(F.A.) a una distancia de la impresora 3D, 24V es una opción mucho mejor.

Resumen
La velocidad del motor es más rápida, aunque los motores pueden generar más calor.  


Para extrusores con una resistencia de 22 ohmios, puede calentar más rápidamente que con una resistencia de 6.8 ohmios alimentado a 12V. 


Estoy usando una fuente de alimentación de 24V 10A y ha funcionado perfectamente . Si utlizamos una configuración con doble extrusor, el aumento de potencia que necesite puede causar que algún componente pierda potencia o incluso los motores perder pasos.


La fuente de alimentación adecuada debería ser de 24V a 17A en adelante para no tener problemas por pérdida de potencia.




Bibliografía: