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NotaPublicado: Jue Ene 14, 2016 8:13 pm 
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Registrado: Sab Sep 09, 2006 10:41 pm
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Ubicación: Ferrol /España
Buenos días,
Os comento este proyecto en el que estoy metido de lleno junto con el microscopio STM por si a alguien le interesa. A priori no es nada complicado y permitiría reciclar plástico o reutilizar plástico de impresiones fallidas.

El extrusor recoge grano de plástico triturado y con un husillo lo va desplazando hasta una zona caliente donde se funde y extruye por una boquilla. Es crítico mantener constante la temperatura de fusión y que su valor sea el adecuado para el plástico a usar. Además es importante que el flujo sea constante para que el diámetro salga uniforme (en otro caso la impresora se atascará). Veo que otra gente lo consiguió fácilmente usando un motor paso a paso para girar el husillo simplemente a velocidad constante. No parece necesario un sistema de control de velocidad. En cambio eso es verdad si usamos grano de plástico regular (y no piezas trituradas..) yo intentaré emplearlo para reciclaje así que decidí añadirle un sistema de control de velocidad del motor.
En mi diseño el diámetro del hilo se controlará con precisión empleando un array de sensores ópticos TSL1401CL. Con un puntero láser y éste componente se puede construir un sencillo "micrómetro óptico" por algo menos de 10€. Me conformo con una precisión de 0.1mm. Ese sensor irá colocado justo a la salida del hilo caliente y su medida se realimentará a través de un motor con rodillo que tira del hilo. De esta forma por tracción se puede adelgazar o engordar el hilo usando un taladro de diámetro fijo.
El husillo se moverá a velocidad constante y lentamente. Determina la velocidad de extrusión y, por tanto, tiempo que el plastico se expone a alta temperatura. Entiendo que cuanto más rápido se pueda hacer mejor calidad de filamento se obtiene. Se puede hacer con un paso a paso pero me apetecía complicarme jeje, y empleo un servo sacado de una fotocopiadora, controlado por un microcontrolador con pantalla LCD. El micro se encargará también del control del diámetro.
El control de temperatura, en cambio lo hago con un controlador PID comercial muy económico, de unos 15€ con sonda termopar tipo K. Todo ello comprado en Ebay. Se trata de un controlador como éste:
Imagen
Funciona sorprendentemente bien para ser chino :) y abriéndolo veo que el diseño tiene muy buena pinta.
La máquina que estoy montando emplea piezas impresas en 3D. Plástico ABS. Con dos ventiladores de 12V me aseguro de conseguir que la entrada de plástico esté fría y no se me funda el soporte. Esto ya está probado y el control de temperatura funciona muy bien.
El husillo es una broca para madera como ésta:

Imagen

Cortándole la punta, esta broca tiene la forma perfecta. Es de 20mm de diam.
Uso uniones de latón compradas en Bricoking... Pasé un buen rato probando en la tienda diferentes combinaciones hasta dar con la buena ;). Y algo importante: El tubo por el que pasa el plástico es de acero inox. No puedo usar latón ya que conduce elcalor demasiado bien y me sería imposible manter un extremo a 220ºC y el el otro a como mucho 50... El Inox es perfecto por conducir bastante mal el calor.
El calentador es ideal para esta aplicación. Se vende en Ebay y también tiene muy buena pinta (Este no es justo el que yo compré):
http://i.ebayimg.com/images/g/24kAAOSwu ... -l1600.jpg
Y bueno esta es la máquina tal como la tengo por ahora:
Imagen

Montaje del extrusor:
Imagen

Despieze del extrusor:
Imagen

Reductor impreso para el servo que gira el husillo:
Imagen

Mi primera conclusión de este proyecto:
Cuánto más sencilla es la vida con una impresora 3D ;)


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NotaPublicado: Jue Ene 14, 2016 8:32 pm 
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Registrado: Vie Mar 20, 2009 11:51 pm
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hola.
te a quedado muy bien, felicitaciones.
ahora por el moleros de plástico en chiquito.
después cuando tengas fotos o vídeos andando estaría bueno.
el fan largo que función cumple?
saludos.

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Temo del día que la tecnologia superara nuestra interacción humana. el mundo tendrá una generación de idiotas.

Abert Einstein


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NotaPublicado: Jue Ene 14, 2016 9:40 pm 
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Registrado: Mar Ene 03, 2006 10:12 pm
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Hola elemental, espero que pongas todos los datos de construcción, ya que estoy muy interesado en el invento, así de como las direcciones de ebay de los vendedores de los componentes :P :P :P , babeo solo de pensar en hacer el invento.


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NotaPublicado: Vie Ene 15, 2016 1:44 am 
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Registrado: Sab Sep 09, 2006 10:41 pm
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Hola! Lo que estoy construyendo es una adaptación a mi manera del extrusor de Lyman:
Aquí tenéis un manual completo con lista de material si queréis haceros uno. Se pueden descargar las piezas en Thingiverse y lo bueno es que funciona en Arduino con el mismo hardware que una impresora 3D (Ramps 1.4). El firmware se puede descargar.
http://docslide.us/documents/lyman-mulier-filament-extruder-v5-manual-r1.html

A mi me gusta complicarme y dónde otros usan Arduino yo uso PIC... Y muchos otros cambios que al final hace que no se parezca más que en la idea :). En la ultima versión del Lyman también se usa el sensor TSL1401CL para medir el ancho del filamento que está saliendo, pero si no me equivoco sólo para medir y no para controlarlo. Yo voy a intentar que sea automático.

Lo que más me gustaría es no limitarme a comprar plástico en pellets y poder reciclar, por ejemplo, tapones de botellas triturándolos. El mayor problema es que no veo forma práctica de construir una trituradora ya que lo mío es trabajar el metal...

Citar:
el fan largo que función cumple?


El ventilador largo es para enfriar el filamento que sale muy blando y que llegue completamente sólido al otro extremo. Lyman lo hace con un ventilador normal de 12V pero es que tenía este ventilador alargado de una fotocopiadora y no pude evitar aprovecharlo ;). Además me gusta la idea de soplar aire hacia arriba con la idea de que ayude a mantener el filamento suspendido y compensar un poco su peso (esto es una paja mental, y no es realmente necesario para esta distancia).
Otra gente lo enfría con agua, pero no me gusta la idea de que pueda quedar con humedad.

Iré subiendo cosas según avance... Pronto tendré listo el control de velocidad con la pantalla táctil (otra cosa innecesaria, sólo es una excusa para aprender...).


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NotaPublicado: Vie Ene 15, 2016 2:09 am 
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gracias por los datos.
te comento una forma practica o mas bien lo que yo vi de una moledora de plástico, es un rodillo o cilindro macizo, tiene por lo común tres ranuras o desgastes para poner cuchillas del tipo garlopa, y en el estator por llamarlo de algún modo, tiene un par mas de cuchillas enfrentadas al rodillo, todo eso muy pero muy justo y con algún sistema de regulación de proximidad entre cuchillas. el resultado es simple, jira y jira y el plástico es molido entre las cuchillas.
por debajo tiene una rejilla del ancho adecuado y sale lo molido y lo que no da vueltas asta molerse.
interesante el método del ventilador, muy ingenioso, yo tengo algunos de esos de desguazar fotocopiadoras viejas de las grandes tipo rico minolta dialta y demas.
saludos.

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Abert Einstein


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NotaPublicado: Vie Ene 15, 2016 2:17 am 
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algo que te comento que se me paso por alto.
en los tornillos de extrusión, cuando el volumen extruido de material cambia por temas de derretimiento o humectasion que no es tu caso, el tornillo para compensar esas diferencias es en la parte donde entra el material es diferente, tiene mas espacio entre espiras o vueltas de la hélice, y en la parte de calefacción, es mas cerrado así el volumen es el mismo.
te recomiendo que si tenes herramientas del tipo fresa o torno, veas como ampliar la medida de las espiras del lado del cabo.
de lo contrario es muy probable que comprima intermitente el material y el hilo te salga desparejo y cortado o con globos de aire.
saludos.

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NotaPublicado: Vie Ene 15, 2016 11:08 am 
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El husillo gira, pero el material no debe girar, ya que dejaría de avanzar. Se me ocurre que el tubo exterior podría estar rallado a lo largo


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NotaPublicado: Vie Ene 15, 2016 5:34 pm 
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Ubicación: Ferrol /España
Buenas tardes, muchas gracias por vuestras ideas!
La idea que me dices para triturar el plástico ya la tengo visto, y bueno en esencia es sencilla pero precisamente porque todo tiene que estar muy bien ajustado, ser rígido y resistente, veo difícil hacerlo con herramientas de cavernícola. De todos modos si me hago con el material probaré algo del estilo.
Es verdad que como el volumen va reduciéndose al desaparecer el ire y la humedad, para mantener el flujo y la presión es necesario ir estrechando la cavidad hacia la salida. Sin embargo, en todas las extrusoras de aficionados que vi, nadie se preocupó por eso y parecen dar muy buen resultado. Quizá sea simplemente por tratarse de muy poco volumen de plástico.
Tampoco veo que nadie se haya preocupado de asegurarse de que el plástico fundido no gira. Supongo que para una máquina tan pequeña llega con la fuerza viscosa para evitar que gire libremente.
A mi lo que me preocupan son las burbujas, aunque no vi que nadie tenga este problema, y también me preocupa bastante que una vez que acabe de extruir y lo deje enfriar se va a atascar :). Y aunque lo vuelva a calentar, como el plástico no conduce muy bien el calor... El husillo estará frío y puede tardar mucho tiempo en alcanzar la temperatura. Supongo que una extrusora decente tiene calefacción en el husillo pero en este caso es bastánte difícil.. Si doy con ese problema antes probaré algún truco del estilo de girar adelante y atrás para favorecer la fusión o quizá recubrir el husillo con algo aislante (pero ni idea de cómo hacer esto).


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NotaPublicado: Jue Ene 28, 2016 1:58 am 
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Registrado: Sab Sep 09, 2006 10:41 pm
Mensajes: 671
Ubicación: Ferrol /España
Primera fase de la extrusora completa:
Añadida pantalla para control de velocidad del motor y ajustado el PID.

Imagen

Gráfica para ajustar a ojo el control PID:
Verde: Consigna de velocidad RPM --> La selecciono con el slider
Rojo: Velocidad real RPM --> Medida por el tacómetro

Imagen


Pantalla principal de control:
Permite cambiar la velocidad y ver la velocidad real.

Imagen

Placa que estoy usando para el control de la fresadora:
Es una placa que hice para otro proyecto, que prácticamente es un breakout de un PIC24. No tiene nada más que el PIC, conectores a todos los pines y reguladores de tensión para permitir entrada de 24V ó 5V por USB alternativamente.
Además hay una plaquita con 2 mosfet y un gate driver para controlar el servo con PWM.

Imagen


Decir que el 70% de la motivación para hacer este proyecto fue tener una buena excusa para pelearme con las librerías gráficas de Microchip y aprender de una vez a hacer algo con una interfaz decente :P .

Tiene problemas de estabilidad a menos 60RPM... Va a tirones. Yo creo que es porque necesitaba mayor reducción. Es un motor de 3000RPM con sólo reducción de 1:6 e intento regularlo 1RPM... El encoder no detecta cambio de sentido ya que sólo tiene una salida, por lo tanto veo que cuando el eje vibra, aunque no avance, detecta velocidad. Vamos, que hay pulsos igualmente sin que el eje avance :). Probé a pelearme con filtros, cambiar el tiempo de proceso... Pero al final llegué a que si el problema está ya en el sensor y en la holgura del reductor impreso en 3D... No hay nada que hacerle por software :). De todos modos creo que 60RPM = 1Hz es correcto para extruir y podría seguramente necesitar algo más. Así que primero probaré la máquina tal como está antes de cambiar el motor.

Estoy temiendo que, como es lógico, la primera prueba va a ser fallida y después a ver quien limpia el plástico fundido del extrusor ;)...


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NotaPublicado: Dom Feb 21, 2016 6:51 pm 
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Registrado: Mar Ene 03, 2006 10:12 pm
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País: España
Ciudad: Por el valle del Tietar
Elemental, me puedes decir el proveedor de ebay done compraste el calentador?. Yo estoy buscando y no encuentro el adecuado.
Gracias


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