Onde alojar a eletrônica e a fonte?

Enquanto eu montava a minha Prusa Mendel a maior dúvida foi a de onde alojar a eletrônica e a fonte de maneira que ficassem protegidas contra choques físicos, pois tanto no transporte quanto na estante lá de casa rolavam umas esbarradas e vez ou outra encontrava um heatsink do pololu caido ou alguns cabos soltos.

Mesmo pesquisando e vendo as variações na internet foi difícil chegar a uma confuguração que me atendesse, aí vou compartilhar aqui algumas das etapas e furadas que me meti.

Placa de acrílico para suporte da RAMPS

A segunda e terceiras opções aqui e do lado oposto não ficaram legais ainda. Aqui é muito perto do motor e do eixo X que sobe e desce o tempo todo e esbarrava na placa ou nos fios.

Eletrônica em cima e fonte solta
A primeira opção foi montar a eletrônica na parte de cima presa em uma placa de acrílico de 6mm que era sucata e me foi cedida no galpão do Celso. Essa solução se revelou ruim pois como eu não tinha terminado a extrusora e estava sempre precisando de ajustes isso atrapalhou bastante pois o acesso ficava bem prejudicado.

Reprap Huxley

Essa é uma Huxley, só para demonstrar a primeira opção de fixação da eletrônica. Assim fica ruim para montar e desmontar a extrusora.

Muitas pessoas colocam a fonte na lateral com um suporte, como o Paulo colocou na primeira Prusa dele, funciona mas acho que não é uma solução muito bonita e não acredito que seja a melhor, pois teria o mesmo problema do acesso.

Organizando, começando com a fonte na base de madeira
Isso foi feito na casa do Wazen, com um pedaço de MDF que ele tinha e ficou muito bom, pois além de alojar bem a fonte deu uma firmeza extra para a estrutura e mantenho essa solução até hoje.

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Upgrade na base de madeira
Para melhorar a base eu peguei uma madeira que fosse maior do que a largura total da impressorra. Como a fonte raspava levemente na correia do eixo Y, eu fiz um rebaixo com a tupia. Ficou ótimo e passou a proteger as laterais da impressora.

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Prusa Z feet

Esses pés são muito simples mas dão uma resistência extra, ajudam a conter a trepidação e torção em velocidades mais altas. Para meu estado atual, fica bem complicado perto de 30mm/s

Desvantagem: peso.

Com a base de madeira tive mais opções para colocar a eletrônica e a coloquei ao lado da impressora. Tinha pensado em colocar embaixo, mas ia ficar inviável regular os drivers dos motores de passo por exemplo.

Caminho trilhado

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Depois de várias tentativas e mudanças, refiz o suporte da eletrônica com as placas de acrílico. Coloquei uma chapa em cima e outra abaixo pelas seguintes razões:

  • Dá espaço para colocar uma ventoinha ou mais;
  • Protege de choques e respingos;
  • Libera o espaço ao interior da impressora para manutenção (nível da mesa, lubrificação das barras, tensionamento das correias etc);
  • Fácil de tirar e colocar novamente para ajustar os pololus, verificar cabos etc.

Ficou assim:

Aspecto da reprap

Esta maneira tem me atendido bastante e fica bem fácil de regular tudo. A fonte está localizada abaixo da mesa aquecida num rebaixo da madeira.

Incrementando mais

Chave geral de 12V para a impressora e ventoinhas

Esse bloco foi mais um presente do Roberto Wazen. O interruptor da esquerda é a chave geral e a da direita somente para as ventoinhas e papagaiadas a parte. Ainda colquei um conector que pode ser visto logo abaixo da correia para facilitar tirar/colocar as coisas para manutenção e testes.

Colquei em uma outra linha partindo da fonte de 12V todas as ventoinhas: duas para a eletrônica, uma para o motor X e uma para o Y. Aproveitei e fiz uma chave para elas junto da chave geral de energia, aí só ligo elas quando os motores estiverem funcionando. Faz muita diferença, a impressão fica ruim e os motores perdem o passo depois de uns 10 minutos com as ventoinhas desligadas! Os pololus esquentam muito mas os motores nunca chegaram a ser um problema.

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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

Desenhando suas próprias peças para impressão no Sketchup: importando e exportando em STL

Até o momento só imprimi peças de reposição e melhorias para a minha Prusa Mendel i2,  mas qual a graça de ter uma impressora se você só imprime peças baixadas no thingiverse para ela mesma? Enquanto aguardo os Pololus que vão substituir os meus que queimaram, estou reforçando e alinhando melhor a minha máquina além de estudar mais sobre ela, e nisso entrou o desenho de novas peças.

O que é um STL?
STL é o formato que o Slicer lê os sólidos para fatiar. Quer dizer “STereoLithography” ou “Standard Tessellation Language” e ao contrário dos arquivos CAD possui dados espaciais bem básicos, não possuindo qualquer informação sobre cor, material ou texturas.

Saiba mais aqui:
http://en.wikipedia.org/wiki/STL_(file_format)

Tela do Slic3r com o gcode ao lado descrevendo as fatias e os movimentos de cada camada.

OpenScad: O caminho mais comum

Nem sempre é o melhor… baixei e instalei o Openscad e fiquei perplexo sem entender nada pois não se parece em nada com qualquer programa 3D que eu tenha usado antes como o Rhino, Sketchup e o 3DMax. Vi que antes de desenhar qualquer coisa simples que seja, ia ter umas boas semanas de aprendizado pela frente e por isso deixei isso de lado.
openscad

Link para o Openscad:
http://www.openscad.org/

O caminho da segurança e conforto
Não sou nenhum gênio do Sketchup mas tenho usado bastante para os trabalhos de desenhos de cenários e móveis de cinema, por isso acho mais produtivo centrar esforços nele. Particularmente gosto bastante deste software que além de gratuito tem boas funções de medidas e facilidade de uso. Visitando o blog do Muringa achei um post muito legal onde ele dá uma luz de como usar o sketchup para ler e gerar formato stl.

Conceitualmente não é tão simples a conversão de skp para stl porque o sketchup gera objetos ocos se eles tiverem um buraco na superfície, sem preenchimento e com muitas linhas coplanares. Daí o Muringa colocou uma lista de plugins que auxiliam este trabalho.

  1. Importar arquivos STL
    https://github.com/SketchUp/sketchup-stl
    para instalar: > windows > preferences > extensions , escolher o arquivo. Depois em importar/exportar vão constar as opções de STL.
  2. Deletar linhas coplanares
    deleteColanar
    http://www.cad-addict.com/2009/07/sketchup-plugins-delete-coplanar-edges.html
    Link direto para o download (deve ser gravado dentro de <sketchup/Plugins>).
  3. Detectar buracos e falhas em um sólido: Solid Inspector
    mmc-solid-test
    Para instalar o solid inspector, tem que instalar uma lib chamada TT_Lib2 antes:
    http://sketchucation.com/forums/viewtopic.php?f=323&t=30503
    Depois instalar o plugin:
    http://sketchucation.com/forums/viewtopic.php?t=30504

Link do post do Muringa:
http://www.reprapbr.com.br/2012/11/softwares.html

Link da página de softwares do wiki da Reprap
http://reprap.org/wiki/Useful_Software_Packages

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.

Mais uma alternativa de eletrônica: RA 3D

Vi la no Kickstarter, este projeto de eletrônica parece ousado. O projeto já atingiu o “funding” necessário. Se eu não tivesse já a minha, ia pensar seriamente entre esta e a simplicidade (e preço baixo) da Sanguiloulu.

A galera Reprap de SP está desenvolvendo uma que é bem promissora baseada na Gen7, mas aí até lá, quem vai montar e não tem condições (como eu) de fazer a sua própria placa na unha, vai ter que se virar para arrumar, quem sabe essa RA não fica sendo mais uma boa opção?

É bem completa tem umas bobeiradas como iluminação e fotos do andamento da impressão mas traz por exemplo o SD card nativo e um painel de controle. O preço bate mais ou menos com a RAMPS (com Arduino Mega) montada, $ 189,oo USD.

Features of RA:

  • Screw terminals for easy connection
  • MP3 sound controller add-on available
  • Lighting control – up to 64 RGD LEDs
  • Status updates via lighting
  • Modified Marlin firmware pre-installed and configured for typical 1-extruder machine. You can run up to 3 extruders
  • 5 PWM driven MOSFET outputs with indicator leds
  • 2 – 12V MOSFET outputs for heated beds (10A per board fused) controlled by one pin
  • 3 – 12V  MOSFET outputs fused together at 10A for extruder cores
  • One 5V PWM output fused at 5A with 5V rail
  • Buzzer – Beeps when using Elefu Control Panel menu for feedback.
  • Reset button for MCU
  • Up to 6 Elefu A4988 Stepper Drivers. X,Y,Z and up to 3 Extruders.
  • Elefu A4988 Stepper Drivers do Full,Half, Quarter, Eighth, Sixteenth micro-stepping support.
  • RA is pin compatible with pololu A4988 Stepper Drivers
  • Power on LED indicator
  • 4 Thermistor inputs measure temperature of heated bed and 3 hot ends
  • 6 Limit switch inputs with ground and 5V for optical or mechanical end-stops
  • Dedicated +3v3, +5v and +12v outputs fused at 5A per rail for additional components including light ring, fans, MP3 sound controller, lighting control kit, camera IR trigger and any custom uses you can think up.
  • Camera IR trigger kit available to use with marlin-supported remote camera trigger gcode command.
  • LED light ring
  • FTDI USB for programming the ATMega2560 and uploading custom firmware with dedicated TX and RX LEDs for communication indicators
  • ATMega2560 built in. All unused pins mapped to board with +5V, GND
  • ICSP pin header for direct AVR programming
  • ATX power supply input – takes 24 pin and either 4pin or 8 pin connector for a maximum of 36A of current on the 12V rails and 5A each on the 5V and 3v3 rail, with 500ma of standby power for essential components
  • Power supply can be turned off via software when printer is finished printing

Elefu control panel Add-on features:

  • Rotary encoder with push button switch to control menus and operate your printer without a computer
  • SD card support – Print from SD card, no computer needed to run printer
  • Remote reset button for emergency stops
  • LCD Display with menu system for control of printer

Desde:
http://www.kickstarter.com/projects/104819283/ra-3d-printer-controller-by-elefu?ref=category

Links relacionados:
Sistemas da Reprap

Novas lojas online

http://reprapworld.com
Um colega do grupo reprapbr comprou e disse que a entrega foi bem rápida. O estoque é variado e interessante com muitas peças. Verifiquei os preços e em 06/07/2012 eram em conta comparando com Ultimachine e eBay. Vale a pena uma olhada.

http://techpaladin.com

Não tem muita variedade mas os preços e o frete são muito bons. Um dos poucos lugares que achei as correias GT2, mais barato até que que na SDP.

Testes do hotend e filamentos do Roberto [RJ]

Um aspecto que não sou muito ‘fera’ mas que é muito legal da Reprap e da comunidade é a possibilidade de adaptação de qualquer item do projeto. Aqui vai uma experiência feita e relatada pelo do Roberto [RJ]:
Relato:
Pessoal nessas 3 fotos mostro nosso biquinho feito de válvula de retenção de gás em refrigeração.
Hotend com bico de refrigeração e tudo de freio

Hotend com bico de refrigeração e tubo de freio cerca de R$ 5,oo o metro!

Neste hotend tem uma pecinha que se mostrou importante que é a buchinha com parafuso que prende todo o conjunto aquecedor contra o bico roscado segurando toda a força que vem da extrusora.

Pode ser vista logo abaixo da PTFE no caninho de cobre.
Ver também que a fita teflon amarra todo o conjunto e depois de algumas horas parece que nada foi usado ainda.
Extruder montado na CNC do Roberto

Extruder montado na CNC do Roberto

Todos estes filamentos mostrados nas fotos foram feitos com este hotend. O Plastico branco é PLA cedido pelo Raphael Vinagre para testes e funde bem e tranquilo.(lado esquerdo das fotos).

Aproveitando a temperatura do PLA, troquei pela espiral TRANSPARENTE de caderno com 3mm que eu estava louco para experimentar. (veja na foto na parte da superior direita).
Aconteceu o seguinte, o PLA foi terminando e o transparente começou a aparecer na mesma temperatura acho que devia estar a 175º C.
Fios extrudados

Diversos fios extrudados. Vejam no teclado lado direito quase invisível e parecendo um fio de pesca.

Interessante é que ficou exatamente um tipo de fio de pesca apesar de menos flexível e mais interessante é que praticamente dobrou a espessura do fio, saiu com 0.1 mm e o PLA com 0.06  mm .
Como deixei passar da temperatura aconteceu que o transparente carbonizou dentro do bico entupindo tudo.
Então neste teste fica definido que a espiral de caderno apesar de fundir  bem não é apropriado para REPRAP pois carboniza.
Abraço
Roberto [RJ]

Novos produtos da Ultimachine

A ultimachine soltou um post com produtos novos, particularmente gostei das correias e polias GT2 com o kit a USD 36,oo, as LM8UU a USD 1.75 cada e materiais de impressão novos, como o Policarbonato (PC) que é ultrarresistente (é assim que usa essa estranha nova ortografia?) e um tal de PVA solúvel em água.

Correia e Polia

Tentação

http://ultimachine.com/content/timing-belt-pulley-gt2-kit

Policarbonato

UltiMachine Recently Added Products | UltiMachine

http://ultimachine.com/content/polycarbonate-3mm-clear-1kg-spool

UltiMachine Recently Added Products | UltiMachine.

via UltiMachine Recently Added Products | UltiMachine.

Extrusora dupla universal full por $141.oo

Vi o post sobre este projeto chamado QU-BD (Cubed) no Core 77. É uma extrusora muito bonita e aparentemente robusta. Vale a pena ver os dados do projeto que se baseou em outras opções do mercado (gringo) e que infelizmente para nós os materiais são de difícil acesso.

O Kikstarter.com é um site de startups onde voce coloca uma proposta de projeto e faz uma arrecadação entre interessados e financia o seu projeto. Esta extrusora já alcançou o mínimo e vai produzir. Comparando com os preços de ebay e ultimachine, achei a relação custo/benefício ótima, tem muitas combinações diferentes, mas só para ilustrar uma extrusora simples (um bico) mais o motor sai por USD 68.oo já com frete. Já a extrusora dupla com motores e tudo o mais sai por 141 USD. Acho isso bem em conta.

Vale a pena dar uma conferida no site todo e porque não assimilar as idéias legais, quem sabe fazemos algo parecido por aqui?

Posts completos:
http://www.kickstarter.com/projects/qu-bd/open-source-universal-3d-printer-extruder-dual-ext#faqs
http://www.core77.com/blog/kickstarter/the_qu-bd_open_source_universal_3d_printer_extruder_22664.asp

Compras: Parafusos / Barras de rosca

Esse é o item mais fácil de comprar, muita coisa voce acha em loja de construção perto de casa.

Material
Eu comprei tudo de inox, mas a rigor não é necessário. Na lista sempre se discute o melhor material, que o ferro é mais rígido que o inox etc. A conclusão que o grupo chegou com ajuda dos engenheiros é que pelas dimensões da Prusa a diferença é irrelevante. Hoje com o dólar subindo o inox está mais caro, foi a explicação que recebi na Olinox semana passada (pedi 70 parafusos 3mm x 30mm e queriam mais de R$ 70,oo! – ai fui na Soberana e comprei de latão – e fenda –  por R$ 3,58).
Minha recomendação é, se puder, compre inox, mas se o preço for exorbitante, só compre de inox o que tiver movimento, como os eixos do motor Z e as peças da extrusora.

Lojas (Rio de Janeiro)

Lista de material
Como tudo na Prusa (e Opensource) está sujeita a variações. Pessoalmente eu compro tudo dobrado, porque é sempre bom ter reservas, principalmente das coisas que ocupam menos espaço.

Fazendo o parafuso

Comprando as peças da Reprap reparei que era dificil achar parafusos de determinados tamanhos, então resolvi montar os meus, com uma barra roscada, porcas e um travarosca de alta aderencia, fica molezinha

Dica de amigo
Voce vai precisar de muitos parafusos. Compre duas barras roscadas, de 3mm e 4mm mais 100 parafusos e arruelas pra cada mais um trava-rosca. Assim, quando voce estiver na onça não vai precisar parar o trabalho. Veja aqui como fazer seu parafuso do tamanho que voce quiser.