segunda-feira, 22 de abril de 2013

Montagem da eletrônica

Depois de algum tempo sem atividade, voltei a trabalhar na minha Tantillus.

Para os interessados, o que aconteceu é que comecei a ter concorrência entre a minha MesaXYZ que ainda tinha uns probleminhas e a nova Tantillus. Tomei a decisão de deixar a outra mais estável e funcionando 100% antes de continuar com uma nova. Agora que a impressora está realmente funcionando bem, posso me dedicar à nova.

E próxima etapa foi montar a eletrônica. A versão original da Tantillus tem a eletrônica do lado de dentro, eu não gostei porque fica muito apertado e de difícil acesso. Como consequência, acaba logo virando uma bagunça.

Também quero usar a Gen7BR, que ajudei a desenvolver, para poder ter uma experiência mais íntima e descobrir problemas que possam existir.

Fiz uma placa traseira com as mesmas Largura e Altura da impressora, articulada embaixo.

O acesso fica bem mais fácil com a eletrônica toda exposta.

O fundo é de 3mm e as laterais são de 6mm para dar mais rigidez ao conjunto (principalmente na região da dobradiça) e estão presas com arafusos autoatarrachates pequenos.

O conjunto da eletrônica fica por trás da impressora e ocupa muito pouco espaço quando fechado.

A placa é de PVC branco de 3mm, nela que ficam montados todos os componentes eletrônicos.

Em cima fica fixada apenas por um imã.
Redesenhei o canto inferior para servir também de apoio e dobradiça. Também está fixado por dois parafusos internos que o canto original não tinha.

Progressivamente vou redesenhar todas as peças no OpenSCAD para serem mais fáceis de reconfigurar e ajustar. Também fiz a peça com paredes um pouquinho mais espessas para ter uma peça mais robusta e, principalmente,  mais fácil de imprimir.



A minha conexão com o PC tem que ser longa, a impressora não fica sempre ao lado do PC.

Na MesaXYZ tive muitos problemas com cabo USB muito comprido. Resolvi o problema fazendo um conversor USB perto do PC com um driver e filtro próprio para um cabo longo.

O sinal não é +12/-12V como na norma RS232, então resolvi usar um conector diferente para evitar confusão. Esse conector (DIN, 5 pinos, com rosca) é também muito confiável.

O conversor tem ISOLAÇÃO GALVÂNICA com acoplador ÓTICO. Meu notebook é muito caro para arriscar que queime se algum fio encostar onde não deve.

Desta vez refiz uma placa própria, já com os buffers inclusos.
a montagem ficou numa caixinha que desenhei e imprimi para ficar no meio do cabo (bem perto do PC). O chip FT232R está por baixo da placa.

A alimentação de uma parte é fornecida pela própria impressora e da outra pela USB. Cada Led verde indica uma das fontes...

Para os interessados, os esquemas estão aqui e aqui em PDF.



A eletrônica já está montada, com a fonte, a placa Gen7BR e os buffers+filtros da Serial.
A fonte é de 12 Volts 12.5 amperes, como a área útil de impressão é 100x100mm o consumo da mesa será muito menor também.

A Serial já está funcionando, o BootLoader gravado e a programação do Repetier funciona.

Agora só faltam ligar os fios e configurar o firmware para ela começar a funcionar.

NOVO: Me perguntaram da posição da Fonte....
A placa da eletrônica está em baixo, mais perto da dobradiça porque tem muito mais fios para interligar, assim deve ficar tudo mais organizado. A Canaleta (cinza) vai servir para esconder alguns excessos de fios e o Cooler está direcionado direto sobre os Pololus.
A fonte fica em cima para não gerar calor na eletrônica, ela não é muito pesada e a estrutura lateral é forte o bastante para isso.




quinta-feira, 6 de dezembro de 2012

Sensores de HOME para X e Y

A minha montagem não está parada, apenas está indo devagar... Mas continuo mostrando os avanços parciais!

O projeto original da Tantillus não tem sensores de Home!!!

Bom, isso para mim é inviável. O meu objetivo é ter uma impressora que saiba fazer o seu trabalho sozinha, tipo "Click and Print", então tive que acrescentar isso antes mesmo de conectar a eletrônica.

Optei por fazer um sensor que seja apenas um acréscimo, sem nenhuma modificação na impressora. Isso facilita bastante a vida minha e de quem quiser copiar...




Essa foto contém também a história das peças... A fileira de cima são tentativas que não deram certo por diversos motivos:
1) estava completamente errado, tipo nada a ver
2) ficou muito fraco no parafuso de fixação, entortava demais sob pressão mesmo pequena
3) ficou muito frágil e o sensor fora do lugar.
4) o Corpo bateu no canto da impressora ao chegar ao ajuste correto
5) o parafuso de fixação do micro-switch raspava no cabo de tracionamento

Em baixo à esquerda, o sensor do Y, fixado na lateral direita por cima.

Em baixo à direita, o sensor do X, fixado na frente na parte superior da janela.

A fixação é feita por um parafuso M3 (Allen ou comum) com uma porca encaixada na peça, até aí nada de mais.



Sensor de Home do Y

Fica próximo ao canto superior direito (na lateral.
O pequeno botão do micro-switch toca no carro.

Sensor de Home do X

Fica próximo ao canto superior Esquerdo, a foto foi tirada pelo lado interno da impressora.


Vitaminas:
2x micro-switch 20mm, como este disponível aqui e aqui.
4x parafuso Auto-atarrachante 2,2 x 9,5 mm Cabeça Panela Fenda
2x Parafuso M3x10
2x porca M3

Arquivos para download aqui.

O projeto das peças está no thingiversehttp://www.thingiverse.com/thing:37042



O próximo passo é ligar a eletrônica. Tudo ficará numa placa articulada atrás da impressora
Aguardem!!!


sábado, 27 de outubro de 2012

Conjuntos Extruder e Eixo X

A minha Tantillus continua progredindo...

Um efeito colateral neste processo é que eu estou apendendo a usar a minha impressora, a MesaXYZ! As peças da Tantillus são bastante difíceis de imprimir.

Esta semana pesquisei bastante a configuração recomendada no Slic3r para a Tantillus. Usar 0,15mm é considerado "Standard" e o que eu estava usando de 0,25 e isso é considerado "draft".

Imprimi algumas peças que estavam frágeis usando layer=0.15mm com bico de 0,5mm e as peças ficaram fantásticas. Também tive que recalibrar o filamento porque houve uma variação do diâmetro do filamento (Movtech) para 2,7mm contribuindo também para que as peças ficassem mais frágeis.

Consegui até aumentar a velocidade de impressão para 40mm/s sem problemas, mantendo uma qualidade fantástica (veja a última foto).



Nesta foto eu procuro mostras algumas características:

* O extruder é bem comprido e estreito, fica entre a mesa e a lateral da caixa. Por esse motivo o motor fica o mais em baixo possível.

* A mesa é centralizada, maso bico não é exatamente central, então a mesa é um pouco maior para compensar. Veremos como fica a impressão.

* Essa é a mesa de acrílico que veio junto com o kit, o autor da Tantillus usa só PLA. Uma das primeiras coisas que preciso fazer é montar uma mesa aquecida.


  • Extruder


O corpo do extruder é feito em duas partes, o motor é fixado na parte de baixo e as engrenagens de redução ficam entre essas partes.

A engrenagem fica para fora do corpo mesmo, existe um calço de acrílico para afastar da caixa.

O parafuso trator é o convencional da Wade, apenas mais comprido e com a tração bem perto da cabeça.




Eu admiro bastante o cuidado com os detalhes das peças. O extruder é o conjunto que tem as peças mais resistentes, é uma pena que todas não sejam assim.


O idler (peça de cima à esquerda) me deu muito trabalho, nem consertando com o http://cloud.netfabb.com/ consegui processar no Slic3r. Finalmente imprimi na vertical (usando suporte automático)




  • Eixo Z


O projeto do eixo Z é bem simples e prático. O único problema é que o motor fica em baixo e não existe rolamento de apoio, como os motores de passo têm uma folga axial muito grande e apenas uma mola interna, espero que não cause problemas.

Os eixos são o mais longos possível para aumentar a estabilidade. O motor na parte interna ajuda a manter a impressora "tão pequena".

Os eixos são de 8mm e não foram usados 5/16" como aproximação, com isso a folga é mínima e a mesa ganhou maior estabilidade.

A mesa é feita com duas placas de acrílico, uma presa aos suporte e outra para a impressão. Poderia ter usado um peça impressa intermediária mas o autor deve ter achado mais prático o acrílico (de graça porque sai dos recortes das janelas).






O Z-coupling tem dois detalhes interessantes.

O primeiro é que usa-se um tubo de silicone no eixo do motor, isso melhora visivelmente o atrito com o eixo.

O tubo de silicone usado tem diâmetros de 4mm interno e 6mm externo.


O detalhe interessante no Z-coupling são uns dentes na parte interna.

Do lado do motor eles se cravam no tubo de silicone e do lado da barra roscada eles se amoldam à rosca.

OBS: a barra roscada é de 1/4" (6,4mm), aqui tudo é pequeno!

terça-feira, 23 de outubro de 2012

Montagem da Caixa e dos Eixos

A montagem da minha Tantillus está progredindo, Terminai de montar a primeira parte que consiste apenas da caixa e do sistema dos Eixos XY.

Apenas esta parte correspondem a aproximadamente 40 horas de impressão. Estou imprimindo tudo com camada de 0,25mm e parece muito fina, usando o Slic3r e ABS cor neutra da Movtech.

O projeto é muito caprichado com atenção aos detalhes, mas a peças são todas com paredes muito finas, e algumas são até frágeis demais. No geral todas as peças poderiam ser um pouco mais resistentes.

Agora que estou aprendendo a usar a minha impressora, a MesaXYZ! Existem muitos detalhes de ajustes e de projeto para fazer peças tão precisas...

  • Caixa


As paredes de acrílico encaixam em cantoneiras com um canal.

No ponto indicado com a seta, existe um recorte no acrílico com um dente correspondente no canto. Isso serve para evitar que as duas placas de acrílico se afastem.

As laterais têm dentes que se encaixam, isso mantêm a caixa rígida sem nenhum movimento.

Essas peças me deram muito trabalho, o canal era levemente menor que o acrílico! Precisei imprimir com ampliação de 3% e mesmo assim precisei limar muito por dentro. Depois os encaixes não encaixavam mais e precisei aumentar o recorte na Dremel.

As cantoneiras superiores foram ainda mais difíceis porque além disso têm detalhes internos e locais com paredes ainda mais finas.


Os cantos superiores não mais complicados porque abrigam internamente os rolamentos de apoio dos eixos.

Veja também os cortes na parte superior para o encaixe.

Este é o Canto superior (de cabeça para baixo). Ao encaixar, segura os rolamentos no lugar.

  • Eixos

O sistema de eixos é bem característico deste projeto, veja este video no Youtube para visualizar o funcionamento.

São dois eixos que se movimentam independentemente e se cruzam movimentando o carro.

O carro tem só o hot-end, não o extruder, esse sistema é chamado de bowden-tube, esta imagem mostra (não muito bem) a idéia básica.
Ou seja, o Extruder com o motor que são pesados ficam fixados em outro lugar qualquer e um tubo leva o filamento até o hot-end.

O interessante disso é que a massa no carro é extremamente pequena, assim é possível obter velocidades extremamente altas sem nenhuma vibração.

São dois rolamentos lineares LM8UU em cada eixo para um movimento bem macio.

O hot-end é minúsculo e também muito leve.
O movimento é feito através de cabos
Não apenas qualquer material, trata-se de "Spectra fiber" usado também para fazer coletes à prova de bala. Também encontrado em lojas de pesca.

Esse cabo resiste mais que o aço, dura mais é é muito pouco elástico. (por exemplo, o cabo de aço da impressora Rima não duraria nada nessas condições)

Existe um furo transversal no eixo trator para evitar que o cabo escorregue, além de muitas voltas extras no centro que nunca desenrolam.

Outro aspecto muito interessante é que o eixo de apoio para um movimento serve de polia para o outro movimento. Também observe que as duas pontas dos eixos internos são tracionadas simultaneamente evitando qualquer esforço de torção.

Essas engrenagens do lado de fora são a parte mais polêmica do projeto todo...

O motor fica embaixo do eixo, o movimento é transmitido pelas engrenagens sem nenhuma redução.

Na verdade não ficou nem um pouco feio, ajuda que as engrenagens "herringbone" (espinha de peixe) são muito bonitas (tem até um acabamento nas bordas para ficarem mais suaves ao toque

Na verdade esse tipo de engrenagem não tem geralmente nenhuma vantagem, ela é comum um peças RerRap porque são quase impossíveis de fazer com outros processos.

PORÉM... nesse caso elas tem uma função extra: é a engrenagem que segura o eixo no lugar! E a engrenagem de cima tende a ficar naturalmente alinhada com a de baixo pelo travamento natural dos dentes que não permitem desalinhamento.

Agora a próxima etapa: o Extruder...

segunda-feira, 8 de outubro de 2012

Buchas do Carro

Esta é a minha primeira modificação, mesmo ainda antes de imprimir qualquer peça...

Um das dificuldades da Tantillus, similar à UltiMaker, é que alguns dos Eixos-Guia também giram.
Isso é uma característica fundamental desse projeto e é o que permita tracionar as duas pontas dos eixos e diminuir muito os problemas de inérciatorção e portanto de vibração.
Mas rolamentos lineares como os LM8UU não permitem que os eixos girem, eles só permitem o movimento linear.

A Solução adotada pela Ultimachine foi usar Buchas. Segundo o Alexandre que está montando uma, isso foi uma parte muito difícil de ajustar.
A Solução do Sublime (autor da Tantillus) foi usar pseudo-rolamentos de PLA com as dimensões exatas do LM8UU. Vejam o original de Triffid Hunter
Eu resolvi voltar às Buchas, mas com peças impressas...

O Corpo externo é um projeto simples no OpenSCAD, tem as dimensões externas no LM8UU e o encaixe para as duas buchas, uma em cada ponta.

As buchas revestidas internamente com PTFE encontrei na A.T.I. Brasil (indicação do Samuel) Código PCM 081006 B, custam R$1,17 e vende no balcão na filial São Paulo. Ótimo atendimento.

Depois de lixar e preparar, tem que usar o próprio eixo como guia para encaixar as buchas, um pouco de cada lado por vez.

Ficou super macio, adorei. A folga é mínima, comparável aos rolamentos lineares, acho que isso poderia ser mais explorado porque aumentando a distancia entre as buchas a peça ficaria ainda mais alinhada (em vez de usar dois rolamentos lineares).

NOVO:
Arquivo para download incluindo STL aqui.

Importante: para conseguir um alinhamento perfeito entre as duas buchas: use o eixo como guia, insira as duas buchas soltas com a peça plástica entre elas e use uma superfície de apoio para prensar as buchas, um pouco de cada lado por vez.

Este conjunto funciona perfeitamente com substituto dos rolamentos LM8UU em impressoras como a Prusa. As dimensões de fixação são exatamente as mesmas.

Recomenda-se uma lubrificação mínima. Eu costumo colocar uma gota de óleo em um pedaço pequeno de papel-toalha e apenas esfregar em toda a superfície do eixo. O resultado é uma camada invisível, muito fina e que não acumula nos cantos.


Código para o OpenSCAD:


// Bucha LM8UU para Tantillus
$fs=0.2;  // segmentação das superfícies cilíndricas

Din=8;    // Diametro do eixo
Dout=15;  // diametro externo total
Len=24;   // comprimento total
Bd=10;    // diametro externo da bucha
Bl=6;     // comprimento da bucha
aj=0.4;   // ajuste no diâmetro

difference() {
 cylinder(r=(Dout+aj/2)/2,h=Len);
 cylinder(r=(Din+1)/2,h=Len);
 //bucha inferior
 cylinder(r=(Bd+aj)/2,h=Bl);
 translate([0,0,Bl]) cylinder(r1=(Bd+aj)/2,r2=(Din+1)/2,h=1);
 //bucha superior
 translate([0,0,Len-Bl]) cylinder(r=(Bd+aj)/2,h=Bl);
}

quinta-feira, 6 de setembro de 2012

Unboxing do kit de peças

Para quem não conhece, a Tantillus é um modo de impressora 3D, da família RepRap.

As impressoras evoluíram muito ao longo destes últimos anos e uma impressora bastante revolucionária foi a Ultimaker, a grande diferença era a velocidade e qualidade que desta máquina com alguns aspectos básicos completamente diferentes.
Eu, pessoalmente, considero a Tantillus um "Reinvenção" da impressora baseada nesses mesmo conceitos, mas com um enfoque mais moderno e mais aberto. Tem muito menos peças e muitas peças impressas e existe uma versão feita apenas com peças impressas. O autor, conhecido como "Sublime", já é ativo na comunidade há tempos.

As vantagens da Tantillus são principalmente:

  • Compacta e portável. Infelizmente isso também quer dizer área útil menor, 10x10x10 cm. Mas o projeto é facilmente ampliável trocando apenas as laterais e alguns eixos.
  • Extremamente rápida. Movimentos podem chegar até 300mm/s se bem que impressões não podem ser tão rápidas. Isso se deve principalmente por ter a menor massa possível em movimento.
  • Altíssima qualidade de impressão. A resolução mecânica teórica é pouco melhor que a Prusa, mas a vibração (menor massa), as folgas (cabo) e o atrito (eixos que giram) são muito menores. As imagens que eu vi até agora são impressionantes.

Há poucos meses atrás foi lançada uma campanha de financiamento no Indiegogo para o primeiro lote de Tantillus da comunidade. Infelizmente não foi um sucesso como eu esperava, mas consegui comprar um kit de peças. Optei pelo corpo de acrílico que é muito mais bonito e talvez mais resistente, e comprei também as peças mecânicas que seguramente seriam muito difíceis de comprar aqui.



Apesar de ter optado por um frete mais barato possível, chegou ontem meu pacote, bem antes do previsto e felizmente liberado pela alfândega. Foi difícil, mas eu consegui segurar a ansiedade de desmanchar o pacote até fazer este vídeo:





Também já comprei a maioria das outras partes não inclusas no kit de peças.

O Hot-End, Bico Aquecido, tem que ser o J HEAD porque é o menor que existe.
Esse bico é muito bom e extremamente difícil de fabricar.
A eletrônica também é minúscula: uma placa Sanguinololu.

Usa drivers Pololu "normais", se bem que comprei de outra fonte.

Tem um ATmega1284P onboard e portanto também dispensa o Arduino.
Os motores menores para os XYZ (usa só um no Z) são de impressoras Epson, consegui com o Paulo Fernandes, e um motor maior é reservado para o Extruder.

Não tenho certeza das especificações de cada motor, espero que sejam adequados.



Agora faltam as peças impressas que pretendo fazer com minha própria impressora Mesa XYZ. Como ela está passando por um upgrade no momento vou precisar de muita paciência...