Impresora 3D RepRap en Colombia: Intro…

Hola makers!

A partir de ahora empezaremos a reportar un poco sobre cómo construir tu propia impresora 3D en Colombia o donde quiera que estés en LatAm.

Estoy de acuerdo con ArduinoColombia, en que la documentación acerca de la impresión 3D y específicamente, del proyecto RepRap, es basta en nuestro idioma, gracias principalmente a Clone Wars, proyecto originalmente liderado por Obijuan pero cuyo éxito recae sobre la espalda de muchos más makers que han contribuido desde distintas áreas de conocimiento y han documentado todo lo necesario para construir impresoras 3D open hardware (ver infografía), Por esa razón, ahondar en ciertos temas es redundante. Pero si llegaste aquí, y por casualidad no tienes idea de qué se trata todo ésto, voy a orientarte con los conceptos más básicos.

Impresión 3D: Este breve video te lo explicará más claro y ameno que yo en los primeros dos minutos.

RepRap: Originalmente es el proyecto para crear la primera máquina de prototipado rápido (impresora 3D) que se replica a sí misma. Viene de algo como Replicado Rápido. Hoy día es una gran comunidad que evoluciona constantemente en el desarrollo de ésta máquina y que está llamada a cambiar la economía mundial por modificar la industria manufacturera, que pasaría de estar concentrada en grandes empresas, a ser personal. En un futuro no lejano, cada uno en su casa podrá fabricarse muchos de sus productos de consumo!

Y ahora, a lo que vinimos. Cómo empezar?

Conozcamos las herramientas/partes que necesitamos para construirla. A groso modo, dividiré la impresora en cuatro ‘secciones’ y detallaré con algunos comentarios, lo que comprende cada una para la versión Prusa I3, que es el modelo más extendido a día de hoy en el mundo.

1. Hardware: comprende tanto la estructura de la máquina como los mecanismos y complementos.

La estructura está basada en un marco que puede ser de madera o algo más estable como metacrilato o aluminio. Una versión más reciente usa acero, pero incrementa sensiblemente el costo y sobretodo el peso! Así mismo, emplea varillas roscadas y lisas y tornillería de diversas métricas. Finalmente, la estructura se completa con partes impresas en 3D (si, una impresora imprime parcialmente a otra! Es la filosofía de RepRap)

Rodamientos axiales y lineales, sets de polea/correa y acoples entre motores y varillas, complementan el hardware.

2. Electrónica: el ‘cerebro’ que controla lo que hace la máquina

Una tarjeta tipo Arduino (MEGA) es el cerebro que controla la impresora, pero requiere una interfaz para controlar dispositivos de potencia como son los motores y otros elementos de la impresora. Para eso, se une típicamente una tarjeta llamada RAMPS. Esto no tiene que ser así, se han desarrollado tarjetas exclusivas para impresoras 3D que integran las dos anteriores en una sola, como RAMBo, Sanguinololu, entre otras.

Sin exclusión, todas las tarjetas requieren  de unos controladores exclusivos para los motores, puesto que las magnitudes de corriente que se necesitan éstos no las pueden suministrar por sí solas; estos se llaman stepper drivers, donde se destacan los de la empresa Pololu, pero hoy día ya hay versiones mejoradas, más fiables a lo largo del tiempo.

Interruptores o switches, que pueden ser mecánicos/ópticos/magnéticos, complementan la electrónica junto a los motores, que siendo estrictos no deberían entrar en ésta categoría.

3.  Extrusor/fusor: el ‘corazón’ de una impresora 3D. Es la parte que funde e imprime el plástico.

Como saben (o vieron en el video), todo consiste en un filamento de plástico que es fundido y depositado sobre una superficie a medida que ese fusor dibuja cada plano del objeto que estamos imprimiendo. La física que hay detrás, aunque pueda parecer tan sencilla como calentar el plástico a una temperatura ideal y ’empujar’ el filamento a la velocidad que lo requiera la máquina, no lo es si queremos que la impresión sea continua y que durante ese trayecto el filamento no sufra de ningún atasco.

El extrusor  es la parte mecánica que se encarga de alimentar de plástico al fusor. Extrusores hay muchos, pero posiblemente el más extendido es el Greg’s Wade que va por una tercera versión. El fusor (hotend) es el que derrite el material, de éste hay tantas “marcas” que son innumerables, pero se pueden clasificar en dos grupos: los que emplean múltiples materiales como el J-head y budash, éstos son complicados de ensamblar y limitados en la temperatura de operación por lo que no pueden imprimir cualquier plástico, de otro lado los hay enteramente metálicos como el E3D, el LeoNozzle y CatNozzle, que permiten llegar a mayores temperaturas, razón por la cual, teóricamente, imprimen cualquier plástico, lógicamente esto tiene su $$$. Más adelante seguro que haremos una charla web de éste tema.

4. Cama de impresión: no considero que entre en ninguna de las anteriores porque en principio para imprimir puede servir ‘cualquier’ base, pero son necesarias ciertas condiciones para que la impresión sea de calidad y por ello se incluye. Específicamente, es una base que se calienta para evitar que por diferencia abrupta de temperaturas entre el hotend y la cama, el plástico impreso se levante (conocido como warping). Además, es de esperarse que esa base esté nivelada, es decir, que la distancia entre la boquilla del hotend y la cama sea la misma en toda el área de impresión.

Ahora que sabemos el ¿qué?, vamos por el ¿dónde?:

¿Dónde comprar? – Bueno, aquí es inevitable apelar al desfasado acceso a la tecnología que tenemos en Colombia y lo desproporcionado de los precios en muchos casos. En la web, aunque pocos, hay quienes se han puesto a la tarea de conseguir todo lo necesario para fabricarla a bajo costo y les ha sido tedioso! En el blog ArduinoColombia hay referencia de dónde conseguir cada elemento y a qué precio (buen trabajo, maker! 😉 ). Su conclusión es que por menos de $2’000.000 lo tenemos difícil y haciendo ‘maromas’, yendo a un lado y a otro, importando una que otra cosa y demás.

También Alejandro Cuartas, siendo recursivo, ha logrado con muy poco dinero y mucha inventiva tener éste juguete ‘escupiendo plástico’ como lo dijo en el foro de CloneWars. A ésta impresora por surgir ‘de la nada’ se le llama Repstrap. Muchos componentes de su impresora son ‘reciclados’, pero a lo largo de su blog da algunas ideas de dónde conseguir ciertos elementos.

Nuestra opción, la más sencilla y económica de momento (no lo es?), es que te dirijas al equipo make-R. Fuera de que podrás contar con todo lo que necesitas y un manual dedicado a ese kit, tendrás vía web el asesoramiento que necesites. 

En el siguiente post, hablaremos en mayor detalle de las partes que componen la impresora y por supuesto, comenzaremos a armarla!

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 By: @CamargoCJ