Melhorias para a Prusa, minha coleção no Thingiverse

Para quem não conhece o Thingiverse é um site colaborativo onde podem ser encontradas milhares de peças, utensílios, brinquedos ou curiosidades para impressão 3D, corte a laser, CNC, projetos de eletrônica etc.

Meus dois conselhos para quem começar a montar uma impressora agora são:

  • Monte a impressora mais simples possível, menos complexidade=menos erros, menos fios, menos curto-circuitos;
  • Incremente e invente depois de ela estar funcionando.

Algumas peças já impressas:

Prusa vibration, wobble, z-feet adjustment

Pés ajustáveis para o eixo Z. Diminuem a vibração e dão mais rigidez, uma vez que este eixo é mais largo que a base e não se apoia em nada. Veja mais detalhes em: http://www.thingiverse.com/thing:10640

Z Rod Constraint. Esse é um “defeitos” mais conhecidos da Prusa, o deslocamento causado pela barra roscada do eixo Z, com essa peça esse deslocamento diminui. Mais detalhes em: http://www.thingiverse.com/thing:17476

Esta peça é interessante mas como a minha ventoinha é bem forte, não sei é a mais adequada, pois um pouco do vento parece voltar pelo próprio fan. Ela existe pois os motores (somados aos 40C do Rio) esquentam muito e perdem o passo. Mais detalhes: http://www.thingiverse.com/thing:35436

Para acompanhar a minha coleção de melhorias para a Prusa Mendel
Esta lista prioriza peças fáceis de imprimir mesmo com a impressora sem estar 100% e que não precisam uma remontagem nem instalações complicadas. A idéia é melhorar algumas coisas como alinhamentos, vibração e wobble (que é  o desalinhamento das camadas).
http://www.thingiverse.com/vinagre/collections/prusa-mendel-i2-improvements

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Colocando novos acopladores (couplings)

Aproveitando que eu estava dando uma melhorada nos fios e alinhamentos da Prusa, coloquei os acopladores (Couplings) que tinham chegado mas não quis colocar antes porque não tinha muita necessidade também.

Infelizmente a parte de cima soltava mesmo usando o macete da borracha de filtro de água.

Quando a impressora estava no Maia, um dos couplings estava caindo, isso por causa de uma  caracteristica da Prusa que é ter os motores do eixo Z em cima, o que faz o eixo ‘puxar’ o peso do conjunto do carro  do eixo X mais os próprios eixos. O acoplador de PLA preso no eixo coberto pela mangueira de plástico não estava segurando, com o tempo a borracha ressecou e ficou mais frouxa e tem o desgaste natural do plástico numa peça destas que está sempre trabalhando.

Acoplador de alumínio, dá uma flexibilidade boa permitindo desalinhamentos arrochando somente cada eixo através de um parafuso transversal.

Os novos que eu coloquei são de alumínio e me custaram menos de 3USD cada no ebay. Como outras compras, se tiver a palavra Reprap fica mais cara, assim sendo, é melhor perder um tempo e se ligar nas especificações e aqui são um lado de 8mm (ou 5/16) e 5mm do outro lado, que são as medidas da barra roscada e do eixo do motor NEMA 17. Fica bem firme pois tem o parafuso que trava cada eixo e a instalação fica bem vistosa.

Imagem de coupling

Modelos de coupling, não achei outras imagens que mostram alguns couplings que tem bilhas e outras coisas para reduzir ou anular o “backslash”.

Mas para o que serve um acoplador?

  • Para conexões e junções de eixos (como entre um gerador e um motor) para possibilitar a desconexão para reparos;
  • Para introduzir flexibilidade mecanica entre os eixos e permitir desalinhamentos;
  • Reduzir o choque de um eixo para o outro;
  • Proteger contra sobrecargas;
  • Para evitar e diminuir vibrações do trabalho entre um eixo e outro.

A página da wikipedia é muito boa e vale a pena dar uma estudada.

Log da Prusa: Impressões e Ajustes

Minha Prusa passou uns meses aprendendo na casa do Maia e peguei ela de volta semana passada. Nesse meio tempo ela começou a imprimir graças ao hotend do grupo que comprei do Alain e que é excelente, funcionou de primeira, sem precisar de maiores ajustes. Recomendo a quem vai montar a sua Reprap adquirir um bico pronto pois é uma parte muito dificil de ajustar sem um torno mecânico.

Como o Maia montou um frankstein e remontou tudo quando eu estava lá, vou ter que regular ainda algumas coisas mas já comecei com algumas coisas que ele me passou e disse que precisava de melhorias.

  1. Pololu com defeito
    O Maia me emprestou um dele, aparentemente é um defeito no potenciômetro  O motor para um lado vai ok mas no reverso sempre rateia, nem no eixo Z que faz menos força adiantou.
  2. Suporte da mesa frouxo

    Fixação da mesa com rabo de gato (fita hellerman). Aprendi a não economizar mais isso, resolve muita coisa.

    Fixação da mesa com rabo de gato (fita hellerman). Aprendi a não economizar mais isso, resolve muita coisa.

    Isso traz problema em velocidades mais altas. Os meus suportes de PLA quebraram pois são menos maleáveis e resistentes que o ABS. Já resolvi apertando os parafusos novamente pois com a trepidação, mais da metade perdeu as porcas, arrochei e prendi cada suporte com um rabo-de-gato (fita Hellermann para alguns) e tive que fazer um furo no MDF. Ficou bem firme agora.

  3. Mesa desnivelada

    Fácil fácil

    Fácil fácil

    Impossível imprimir dessa maneira. Antes eu estava com molas, mas isso não ajudava muito, parti para a fixação direta com porca e parafuso, com duas porcas na parte de cima para travar a altura e depois uma porca por debaixo da mesa para travar o conjunto. Ficou bem melhor mas estou pensando em colocar as borboletas pois fica mais fácil de ajustar.

  4. Mesa empenada e esquentando pouco
    A minha mesa está empenada também, tanto a PCB quando o MDF acredito que pela temperatura. A temperatura também não está chegando a mais de 100 C. O Maia resolveu estes problemas colocando um vidro mais grosso, que tira o problema do empeno e usando fita dupla-face para melhor fixação. Ele também colocou fios mais grossos da fonte para a RAMPS e da RAMPS para a mesa aquecida, o que ajudou um pouco.
  5. Guia do filamento na extrusora

    Guia do filamento

    Guia do filamento. Se parece muito com esse aqui do thingiverse

    O Maia imprimiu uma guia para o filamento e aproveitei que desmontei um monte de coisas para dar um jeito nisso também.

Thick Sheet, ou aquelas placas de madeira da Prusa que quase não se fala na montagem

Todo mundo tem vontade de comprar as peças logo sair montando a Prusa de uma vez, mas a não ser que voce compre o kit completo, o deve sair barato por mais de R$ 3.000,oo, voce vai ter que correr atrás, ir em lojas desconhecidas do grande público, desmontar aparelhos para catar motores, fios ou rolamentos e adaptar bastante, o que convenhamos, é a parte mais legal.

Um destes dilemas foi quando precisei das bases de madeira para a mesa do eixo X. Ficou obscuro pelo wiki o que eu deveria fazer, onde entravam as placas se eram uma ou duas (algumas pessoas fazem só com uma) e fiquei sem saber o que fazer.

Opções no Thingiverse
Tem algumas diferentes, essas podem ser cortadas numa CNC laser ou router, mas o mais simples mesmo são as opções oficiais que o Muringa me passou do blog do Adrian.
http://www.thingiverse.com/thing:15888

Solução simples
Me foi passada pelo Muringa num pdf. É essa que estou seguindo. A rigor, não precisa destes desenhos mirabolantes feitos em sua maioria para economizar peso e melhorar a visualização e resfriamento pelos seus furos.
http://reprap.org/wiki/Thick_Sheet

Resumo
As placas podem ser feitas em qualquer material que aguente o tranco e não tem uma função tão especial assim para justificar um investimento alto. Para ficar no simples e barato, a maioria vai de MDF. A versão 2 (iteraction 2) da Prusa usa somente uma placa de 225mm×225mm sobre os rolamentos lineares. Os furos são simples de fazer também.

Começou a montagem da estrutura!

Ainda no domingo que voltei do encontro do Guia CNC de Campinas não resisti. A Nat não estava em casa, tirei a Grasovka da geladeira para homenagear o tio Leopoldo, peguei as peças e comecei a montagem.

Peças esperando seu destino no corpo da Prusa

Peças feitas pelo Muringa, boa qualidade e suporte, tive a oportunidade de pegar pessoalmente com ele em Campinas e receber algumas instruções de montagem.

As peças amarelas são de PLA e as brancas de ABS e quem produziu foi o jovem Muringa. As de ABS são para a extrusora pois aguentam mais temperatura: 200º C mais ou menos.

Tenha paciência, não aperte os parafusos
Eu já tinha estudado o manual do Gary Hodgson mas mesmo assim dei mole e tive que refazer alguns passos. Nem tudo é igual, lembre-se que é Opensource e por isso ela evolui mais rápido que a documentação. Nunca aperte o parafuso de primeira, você tem que ter jogo para ajustar milímetro a milímetro então tem que passar e rosquear pra lá e pra cá algumas vezes. Também você precisa de folga para fazer alguns encaixes, se aumentar a pressão e tentar botar na “força bruta” pode quebrar a peça de plástico ou empenar as barras, o que vai te dar erros difíceis de detectar no futuro.

Seguindo as instruções, parece que está certo.

Seguindo as instruções, parece que está certo. Leia e releia atentamente e arrume uma BOA régua para medir as distâncias depois.

Problemas
As laterais são dois triângulos equiláteros. ok.
Só que a ultima perna entra bem justa, então tem que rosquear do início até o final. É chato mas voce só faz uma vez. Acende um cigarro, toma mais uma vodka que passa rápido. Se você tiver montado cada lado com uma peça antes, desmonte e faça tudo de novo. Talvez isso tenha acontecido porque as peças do Muringa estavam bem justas mesmo, o que pra mim pareceu melhor pois me dá a impressão que vai ter mais firmeza.

Montagem da estrutura

A ultima perna deve ser passada por dentro da primeira peça, rosqueada 'ad infinitum' até chegar na outra peça. Fica bem firme.

Dúvida
Eu apertei para testar e acabei usando as arruelas de pressão no lugar das normais. Será que vai dar problema? Meu medo é apertar demais e causar fissuras no PLA já que também tem a questão de a arruela normal deslisar e proteger mais que a de pressão por causa do dente da ultima. Talvez eu desmonte e coloque uma arruela normal com uma de pressão por cima, pelo menos nas extremidades. Alguém tem alguma idéia?

Arruelas de pressão na extremidade do triangulo da extrutura.

Não se vai dar certo, receio de ficar pressão demais e rachar o plástico. Depois vou usar o trava-rosca que prende igual a um "catiço" e o Dremel para o acabamento.

Smooth rod. Eixo ou guia linear?

Função, especificações e opções.
As guias lineares, ou eixos, servem para auxiliar e dar firmeza aos movimentos paralelos na mesa que são tracionados pelas correias e no eixo vertical (z) que é movido através das barras roscadas. Aí vão deslizar as LM8UU, buchas ou qualquer outra coisa que voce inventar.

Estrutura

Imagem do manual em pdf, feito pelo Gary Hodgson (http://garyhodgson.com/reprap), todo mundo deveria ler antes de começar a montar. Alguns conceitos e mecanismos ficam muito mais claros.

Afinal, qual o nome: eixo ou guia linear?
Como de costume aqui no Rio de Janeiro, o atendimento é de regular a péssimo e o balconista não se preocupa ou tenta entender o que voce quer. Me pareceu que a prioridade é mostrar superioridade atrás do balcão e tirar onda com a sua cara. No final a discussão sempre girava em torno de: uma “coisa redonda assim” não é guia, é eixo ou “se voce não sabe o que quer e eu não te vendo”.Algumas vezes voce vai ter que adaptar, mas sempre se baseie no wiki ao invés de inventar e olhar depois!

Depois de algumas buscas infrutíferas, comprei de São Paulo diretamente com o Rubens Aranda que é participante do grupo ReprapBr. As barras já vieram cortadas no tamanho, com o acabamento do corte bem feito e muito bem embalado. O preço me foi justo: R$ 66,00 já incluído o frete. Contando que o vaga certa é R$ 2,oo e gastei uns 4, mais a gasolina, o tempo de hora de trabalho que perdi em São Cristóvão a 40ºC valeu muito a pena.

Mm? Lamento, só temos em polegada.
Cheguei a achar na Cavallo Aços Especiais, onde o atendimento foi excelente (não existe  balcão), você vai direto na oficina com quem entende do assunto. No entanto eles só tinham barras em polegada, o famoso 5/16″. Um problema é que o vendedor já falou que o material é flexível, e não é retificado, a loja é mais voltada para construções náuticas e a barra parece mais um vergalhão de luxo do que para usar em uma estrutura bem justa.

Perguntei no fórum e parte dos reprapzeiros usam 5/16 com a LM8UU (de 8mm) e dizem que a folga é imperceptível. Acredito sim pois a diferença é de 0,06mm. Para achar estas medidas eu chego no google e digito “5/16 inch to mm” e pronto: (5/16) inch = 7.9375 millimeters. Então, se voce achar uma boa barra de 5/16 e tiver as LM8UU, pode mandar brasa!

Mais dúvidas de conevrsões use isso:
https://www.google.com/intl/pt-BR/help/features.html#calculator

Mas e a flexibilidade?
Muito se discutiu no grupo sobre a flexibilidade e oxidação entre um tipo de aço carbono, cromado ou outros. No final das contas, na ficou provado que a diferença de flexibilidade/dureza entre um e outro é desprezível pelas dimensões da PRUSA. Sobre a ferrugem há discordâncias, não altera o funcionamento a princípio mas no final dá mais trabalho para a manutenção devido a necessidade de lubrificação. Aqui vai o endereço da thread:
https://groups.google.com/d/topic/reprapbr/f2sLmhI8UG4/discussion

Afinal, onde comprar?
Como já falei, aqui no Rio de Janeiro foi bastante frustrante, fui algumas vezes a São Cristóvão e nada…  Comprei com o Rubens mas na lista as pessoas também compram na Marvitubos ou Kalatec o que para mim implicaria mais interurbanos pois estes lugares mais industriais ao contrário da China ou eBay não são muito afeitos a email. Como foi a única compra de eixos que fiz na vida, recomendo pois não tive trabalho nem estresse nem desperdício de material.

Referencia
O blog do Diogo Rodrigo Reis tem um post bacana sobre esta etapa da montagem: http://digoreis.net/projetos/2012/01/termino-da-estrutura/

Lembrete repetitivo:
A Prusa foi projetada para ser simples! Sempre que as coisas começarem a ficar confusas com especificações demais, volte as origens: o wiki da reprap.org.

Corte das barras roscadas de 8mm

Nada demais, o post só vale pela satisfação de dar um pequeno passo e pela pequena dica do aproveitamento das barras. Cheguei de noite em casa e cortei as barras que estavam ocupando um bom pedaço da mini bancada que temos em casa. Antes que a Nat se irritasse, fiz o serviço para guarda-las em um lugar menor.

Ai vão algumas recomendações:

1) Vá com calma, projete o erro que voce vai ter (as medidas são em mm, como um pedaõ de 294mm). Meça antes de cortar, depois de fixar para cortar também, sinta o material e que uma escorregadinha vai ter 1mm ou 2mm, se isso ocorrer, faça de maneira a ser para MAIS, como? Fixe a barra de maneira diferente para perder o lado que voce costuma desviar.

2) Siga o aproveitamento do corte proposto no site. Por isso é bom ver e rever o wiki da Reprap porque as vezes a navegação é diferente e voce ve uma pagina cheia de detalhes que voce nao tinha visto ainda.

A sugestão para o corte das barras roscadas está no próprio site

Para não ter desperdício e ainda tem sugestões para o uso das sobras.

2) Para segurar a barra numa morsa, sargento ou grampo, use uma madeira ou borracha  ou a rosca pode ficar danificada te dando alguma dor de cabeça depois.

A foto não mostra nenhum detalhe, mas tinha uma borracha na morsa.

3) Use uma lima ou um Dremel para aparar as pontas, cuidado para não danificar a entrada da rosca e teste com uma porca para ver se está entrando bem. Uma ponta pode ficar mais saliente e desnivelar a entrada da porca fazendo ela entrar torta te dando aporrinhação e quiça estragando a rosca de um ou de outro.

Barras cortadas com medidas

Nada como a sensação do dever cumprido

Inox ou aço?

Nunca tinha participado de uma comunidade online. A necessidade surgiu com a construção da Reprap e estou tendo uma grata surpresa. Ao responder um confrade que perguntava sobre peças aqui na Cidade Calamitosa, já me deram um alerta sobre um material que eu comprei: as barras inox para estrutura.

O Alain Mouette me disse o seguinte:
“Só gostaria de observar que um colega aqui da lista comentou que barra roscada de inox é muito mole, tanto que desmontou tudo para trocar por galvanizada. Na verdade, as barras são zincadas e bicromatizadas e não enferrujam não, basta aplicar verniz (de unha) no local do corte… ”

Talvez eu tenha dado mole, mas isso só se aprende fazendo. Fui de inox por causa das lições aprendidas com o barco pois qualquer coisa que não seja de inox, tem a vida muito, muito curta e voce tem o dobro de trabalho. Alguém sabe mais sobre o assunto? Pois há diferentes ligas, tratamentos etc. Infelizmente para as medidas metricas (mm) há muito menos opções no Rio de Janeiro.

Link da comunidade:
http://groups.google.com/group/reprapbr/