miércoles, 8 de enero de 2020

Como configurar el segundo extrusor de una impresora 3D

En esta entrada vamos e explicar los pasos que debemos realizar para configurar un segundo extrusor, utilizando el software de laminado Repetier-Host y Slic3r.

Además de este software, otros como Cura o Simplify3D también permiten agregar un segundo extrusor en el proceso de impresión 3D.


Sin embargo, existen diferentes mecanismos y hardware para poder utilizar varios extrusores:

Doble extrusor, un mismo carro:
 En esta disposición, nuestra máquina dispone en el mismo carro de desplazamiento del eje X, varios extrusores. 

 














Tienen la ventaja de utilizar un mismo motor y carro de desplazamiento. La desventaja que pueden presentar, es los restos de filamento que pueden dejar mientras el extrusor que no esta operativo sigue goteando material. La temperatura de extrusión puede afectar a la boquilla próxima si no se respeta la distancia necesaria.
Algunas impresoras como la Ultimaker, utilizan un mecanismo para elevar el segundo extrusor mientras no se esta utilizando, evitando dejar restos de material en la pieza durante la impresión.


Doble extrusor independiente:
Cada extrusor, dispone de su carro de desplazamiento independiente.

Esta disposición además de permitir combinar materiales, permite un modo de impresión múltiple o dual. 




El inconveniente es que se necesita mucha precisión en el movimiento combinado para no dejar imperfecciones en la impresión y se necesita un motor X2 para accionar el segundo extrusor.



Múltiples extrusores:
Este tipo de impresoras, combinan diferentes filamentos mediante un mecanismo.




Se pueden generar piezas a color sin necesidad de pintar o postprocesar, reduciendo el tiempo de operario.



 

Todas estas combinaciones posibles, necesitan de unos ajustes previos mediante software para que funcione correctamente.

Lo primero que debemos ajustar es la distancia que existe desde una boquilla hasta la otra. Esta acción, se realiza mediante el offset del X e Y.

Normalmente, se toma el extrusor 1 como referencia, y se calibra la distancia que hay hasta la boquilla del segundo extrusor. La distancia medida, se introduce en los parámetros del offset.




Para saber si nuestra impresora 3D tiene bien ajustados esos parámetros, podemos hacer una prueba de impresión rápida, y medir los resultados hasta obtener las medidas exactas.




En la previsualización, no debemos alarmarnos si la pieza aparece desplazada. En realidad, estamos viendo la previsualización con los parámetros del offset.




Es aconsejable utilizar materiales de características similares y boquillas de diámetros iguales.Por ejemplo, si utilizamos PLA en el extrusor 1, no debemos usar ABS en el extrusor 2. Las temperaturas de las boquillas son diferentes.

Si nuestra impresora 3D no tiene una distancia suficiente entre ambos extrusor o no lleva aislamiento térmico el cabezal del extrusor, puede ocasionar errores de impresión por temperatura. 

Además, un material puede necesitar de ventilador de capa y a otro material perjudicar la refrigeración. 
Por último, la plataforma o cama caliente, se ajusta a una temperatura u otra dependiendo del material.

Si hemos calibrado correctamente estos valores, podemos obtener resultados muy buenos. A continuación, mostramos algunos ejemplos de aplicación de multiple extrusión:










Ver también como imprimir con doble extrusor con Simplify3D:
https://kilo3d.com/como-imprimir-en-3d-con-doble-extrusor/

jueves, 7 de noviembre de 2019

Mosfet para Impresora 3D. Alargar la vida útil de la electrónica.

Hola a todos, en esta entrada, vamos a explicar las ventajas de implementar Mosfets externos a la electrónica de potencia en la placa electrónica de una impresora 3D.

En cualquier componente electrónico, el paso de corriente, genera un desgaste progresivo, que con el tiempo acaba por deteriorarse hasta que deja de funcionar correctamente.

A continuación, detallamos los componentes que más consumo de potencia tienen en una impresora 3D:

1.-Cama Caliente (Hot Bed): Es la superficie donde imprimen las impresoras 3D. Tienen un consumo de mas de 10 amperios en corriente continua, y aunque es un componente muy robusto, el mosfet de control que abre o cierra el circuito debe soportar el paso de corriente con un margen añadido a la intensidad de pico.






2.-Motores: Los motores paso a paso, tienen un consumo más bajo en comparación con la cama caliente. Sin embargo, todos los ejes y extrusores, necesitan de un motor o varios para accionar movimiento o en el caso de los extrusores, para introducir material. Si sumamos todos los consumos, los motores pueden llegar a consumir más de 5A.















3.-Extrusor (HotEnd): Es el componente que calienta el filamento. Formado por una resistencia, su consumo varía dependiendo del modelo, pero puede llegar a consumir 5A.


Al revisar los componentes anteriormente citados, podemos comprobar que si sumamos las intensidades de cada componente, la placa electrónica encargada del control de potencia debe manejar unos 20A. (10A cama caliente + 5 A motores + 5A Extrusor).

Para aliviar el consumo que pasa por la electrónica, podemos recurrir a utilizar un mosfet externo.
Con este componente, la electrónica de potencia ya no debe manejar grandes intensidades, sino que controla a otro mosfet que es el que ahora soporta el consumo del componente conectado (en este caso, la cama caliente).

 Como podéis ver en la imagen, la fuente de alimentación, llega al Mosfet, y alimenta la cama caliente. El control de encendido y apagado de la cama caliente, lo sigue realizando el mosfet integrado en la placa electrónica Ramps, pero ya no soporta 10A, aliviando a la placa ramps de grandes consumos, si además el mosfet externo tiene calentamiento, se puede añadir un ventilador de refrigeración.

Con esta implementación, se alarga la vida útil de la placa electrónica. 
Se ahorra tiempo, si hubiera que reponer el componente dañado, pues tan sólo hay que cambiar el mosfet externo, en lugar de la electrónica completa o tener que desoldar y soldar el mosfet integrado.
Por otra parte, abaratar el coste si se repone una pieza más barata, como es el caso del mosfet externo, en comparación con tener que cambiar la placa electrónica completa.


Esperamos que esta información os sea de utilidad y podáis alargar la vida de vuestra impresora 3D.



Un saludo a todos.





Podéis acceder a otras entradas relacionadas pinchando en los siguientes enlaces:

Elección de un transistor: calcular compatibilidad

Como calibrar paso a paso la extrusión de una impresora 3D

Diagrama de conexión de impresora 3D Prusa i3 

Nuevos drivers de control para motores paso a paso 

Nuevos avances en la impresión 3D  

Errores de impresión 3D:La primera capa(First Layer)

Nuevas mejoras en la impresora 3D

Materiales de impresión 3D: ABS y PLA

Autocalibrado cama caliente para prusa i3

Atascos continuos con la prusa i3 con el PLA

Nuevos tipos de materiales amplian los límites de la impresión 3D

Ingenio Triana:Manuales Slic3r y Repetier-Host


viernes, 27 de septiembre de 2019

Sensor de humedad en el suelo

Hola a todos, vamos a comenzar a explicar algunos de los componentes básicos utilizados en la automatización de cultivos.

La automatización de los cultivos, surge por la necesidad de ahorrar tiempo al agricultor, y ser más eficientes en el aprovechamiento de recursos, como el agua.



En los cultivos de exterior, lo más importante es disponer y canalizar agua para el riego, saber la cantidad de agua necesaria y que el agua tenga una calidad adecuada para nuestro tipo de cultivo(ph y Electroconductividad).



En los sitemas de invernaderos, además del riego, podemos controlar otros factores: Temperatura, humedad en el aire, humedad en el suelo, pH, Electroconductividad (EC), temperatura del agua, niveles de CO2, oxígeno... y cuanto más precisión y control pues podremos añadir nuevos sensores.


Para el control de riego, debemos de saber la cantidad de agua que necesitan nuestras plantas y cuando el nivel hidrico desciende para tener que volver a regar.
Una sonda introducida en el suelo, es capaz de medir por conductividad la cantidad de agua.
















 La sonda, debe estar conectada a un dispositivo que sea capaz de interpretar los valores, y traducirlos para que sea fácil de entender.
Un ejemplo, son los microcontroladores Arduino, que disponen de una gran variedad de sensores, entre ellos medidores de humedad en el suelo.




 Una vez el dispositivo recopila y traduce los datos, los puede enviar, gestionar y facilitar la tarea de supervisar y controlar los parámetros de cultivo.




 Sin embargo, debemos tener algunas consideraciones para que estos sensores no fallen y obtengamos resultados poco fiables.

Existen diferentes causas que puedan dar errores en la medida de los sensores.

1.-Degradación del material: Los sensores que van introducidos en la tierra, tienen unas varillas de metal que miden la conductivad (Tipo TDR). 
Estos sensores de contacto,se degradan con el tiempo y pierden precisión. La sustición por otrto tipo de sensores sin contacto alargan la vida útil, pero también suelen ser menos económicos( Tipo FDR, Frecuency Domain Reflectometry donde se usa una sonda de capacitancia).

2.-Colocación incorrecta para la medición.
En esta parte nos centraremos, ya que no importa la calidad del instrumento de medición que dispongamos si no sabemos la colocación adecuada de los sensores.

Para endender sobre la correcta colocación del sensor, debemos hacer una breve descripción de los términos que describen la capacidad de almacenamiento del agua en el suelo.



La capacidad de campo(CC) es el contenido de agua en el suelo después de aplicar un riego pesado y cuando la velocidad del drenaje cambia de rápida a lenta. Este punto se logra cuando toda el agua gravitacional se ha drenado.
La capacidad de campo se logra normalmente dos o tres días después del riego.(0,3 bars en suelo arcilloso o 0,1 bars en suelos de textura media)

El punto de marchitez permanente(PMP) es el contenido de agua en el suelo al cual las plantas no se pueden recuperar y se marchitan aún cuando se les adiciona suficiente humedad. 
Este parámetro puede variar de acuerdo a las especies de las plantas y al tipo de suelo.


El agua disponible para la planta (ADP) es el contenido de agua retenido entre la capacidad de campo y el punto de marchitamiento permanente



Éste depende de factores tales como la textura del suelo, densidad aparente y estructura del suelo.

 Déficit permitido en el manejo del riego(DPM), es el contenido de agua en el suelo del cual no se debe descender. Se suele expresar en porcentaje. EL porcentaje recomendado para la mayoria de cultivos es aproximadamente al 50% y para cultivos sensibles a la sequía al 25%.

Contenido gravimétrico de agua, es una medida directa de la humedad del suelo La técnica de secado del suelo en el horno es probablemente la más utilizada de todos los métodos gravimétricos para medir el contenido de agua del suelo. Esta técnica consiste en tomar una muestra del suelo con una barrena. La muestra se coloca en un recipiente y se pesa; posteriormente se seca en un horno a 105°C hasta que se obtiene un peso constante (normalmente después de 24 horas), después se vuelve a pesar. El contenido gravimétrico de agua es la cantidad de agua en la muestra por porcentaje de peso seco del suelo y se calcula de la siguiente manera: 

Contenido gravimétrico de agua (%) = (Peso del suelo húmedo – Peso del suelo seco x 100) / Peso de suelo seco.


La densidad aparente es el peso del suelo seco por unidad de volumen de suelo. Esta propiedad está relacionada con la porosidad (espacio poroso) y la compactación; y se utiliza para calcular el contenido volumétrico de agua del contenido gravimétrico de agua. Generalmente este parámetro se expresa en gramos por centímetro cúbico de suelo, de acuerdo a:

 Densidad aparente = Peso de suelo seco / Volumen de suelo

 El contenido volumétrico de agua del suelo es comúnmente utilizado para expresar el contenido de agua en el suelo. Éste se obtiene al multiplicar la densidad aparente del suelo por el contenido gravimétrico de agua:  

Contenido volumétrico del agua (%) = (Densidad aparente del suelo/densidad del agua) x Contenido gravimétrico del agua (%)

 El contenido volumétrico del agua (%) puede utilizarse para calcular la lámina de riego.

La lámina de riego requerida para llevar el suelo a la capacidad de campo se calcula de la siguiente manera:

 Lámina de riego = (30-20)/100 x 2 pies = 0.1 x 2 pie = 0.1 x 24 pulgadas = 2.4 pulgadas 

Si deseamos saber qué cantidad de agua contiene un suelo (en lámina de agua) si su contenido de agua es de un 20 por ciento, está se puede calcular de acuerdo a: 

Lámina de agua = 20% x 2 pies = 20/100 x 24 pulgadas = 4.8 pulgadas 

(1 pie= 30,48 cm; 1 pulgada= 2,54 cm).


A modo de referencia, se puede hacer una estimación según la lectura en centíbares para medir la humedad  del suelo:

0-10    Suelo saturado
10-30   Suelo con suficiente humedad
30-60   Margen normal para inicar el riego
60-80   Margen normal para iniciar el riego en suelos muy arcillosos
>80     El suelo se esta secando peligrosamente


Esperamos que con esta información tengáis un buen sistema de medición de humedad en el suelo.


Bibliografía:

https://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_de_campo

https://www.intagri.com/articulos/agua-riego/uso-de-sensores-de-humedad-para-definir-riego

http://www.fao.org/3/y4690s/y4690s02.htm#TopOfPage

https://www.traxco.es/blog/productos-nuevos/sensor-de-humedad-del-suelo




 

miércoles, 29 de mayo de 2019

Como calibrar paso a paso la extrusión de una impresora 3D

Hola a todos, en esta entrada vamos a comentar un problema que tarde o temprano acaba ocurriendo si disponemos de una impresora 3D.

Los causantes de un error en la extrusión pueden ser diversos:

-Desgaste de piezas: Si por ejemplo tenemos un extrusor con piezas de plástico, el desgaste es mayor que si fueran metálicas.


















-Fallo electrónico: el componente que calienta el filamento tiene una resistencia que soporta intensidad alta respecto al resto de componentes. Puede que este consumo de mayor intensidad cause un desgaste mayor en los componentes relacionados, como MOSFET, conectores, diodos o la resistencia.


















 -Cambiar de material: Al utilizar diferentes materiales, no todos se comportan igual a diferentes temperaturas. Restos de residuos calcinados pueden causar obstrucción.



-Configuración del software incorrecta: Esta opción puede causar diferentes errores de impresión según los parámetros mal calibrados (Extrusión, retracción, velocidad, lift Z...)




Si detectamos fallos de impresión causados por la extrusión, a continuación se detallan los pasos para calibrar la extrusión:

1- Desatascar la tobera: La tubería de teflón interior, debe tener las medidas correctas. Un largo tiempo de uso, puede deformar el material causando atascos.




2- Ajuste de la tasa de flujo:

   2.1-Medir el filamento que introduce el motor en el extrusor.

 


   2.2-Verificar caudal:

Imprimir cubo de calibración 15x15x5 a 1 perímetro, dos capas de base y 0% de relleno. Desmarcar la opción de perímetros necesarios.


Con estos parámetros y sabiendo que la relación de extrusión es 1:4, medimos los resultados obtenidos.

Si por ejemplo tenemos una altura del filamento extruido de 0,15mm y de ancho 0,30mm los cálculos que debemos hacer son los siguientes:




Altura(heigth): 0,15mm; Anchura (width): 0,30mm 

0,15 x 1,4 = 0,21 

0,3 x 1,4 = 0,42 (Default extrusion width)



Si cuando imprimimos el cubo, mide más del valor que tenemos en el software, debemos realizar el siguiente paso:

 Si por ejemplo, el ancho de nuestro cubo de calibración mide 0,51mm, esto indica que extruye demasiado plástico.

Realizando la conversión: (valor calculado / valor real ) x 100.

En nuestro ejemplo, quedaría de la siguiente forma:

(0,42 / 0,51) x 100 = 82% (Valor de Extrusion multiplier)





Si estos ajustes no producen el efecto deseado, debemos modificar en un nivel superior la configuración. Si nos fijamos en el firmaware de la impresora, existe un parámetro que regula el paso de los motores. 

Regular el valor de AXIS STEP PER UNITS hasta obtener un valor correcto de ancho de flujo de filamento que introduce el motor.



Siguiendo estos pasos, seguro que conseguimos resultados increíbles y tener alta calidad y precisión en nuestras piezas.  

Como podeis ver a continuación algunos ejemplos, necesitamos tener precisión para piezas mecánicas y emsambles.


 Y debemos tener además de precisión, un buen acabado homogeneo para figuras con alta calidad. 



 
Ahora el firmware, el software y los motores en la realidad manejan información fiable y con precisión. 

De esta forma, si en el software enviamos la orden de extruir 10mm, en la realidad el programa extruye la misma cantidad y los parámetros y configuraciones se ajustan con mayor precisión.






Esperamos que esta información os sea de utilidad y logreis buena calidad con vuestras impresoras 3D.

sábado, 18 de mayo de 2019

Aplicación de la impresión 3D en el campo de la medicina y la enseñanza

En esta entrada vamos a mostrar las grandes ventajas que presenta la impresión 3D en sectores, como la medicina y la enseñanza.











Como dice la frase : "Vale más una imagen que mil palabras", en en diferentes profesiones ocurre lo mismo. 


A la hora de explicar conceptos, o diagnosticar diferentes enfermedades en nuestro cuerpo, el disponer ya no solo de imágenes sino de objetos en 3 dimensiones, facilita mucho la comprensión y el entendimiento de una manera mucho más fácil.

A continuación, tenemos el ejemplo de una imagen tomada de un tac.



Las siguientes imágenes son las de una vertebra fabricada con una impresora 3D a partir de la información de obtenida de un tac.


Como se puede observar, el objeto se puede observar y estudiar perfectamente.



Por esta razón la implementación de la impresión 3D, esta cambiando la forma de explicar y transmitir el conocimiento.
 Antes en los colegios, había que conformarse con simples fotografías o dibujos explicativos que necesitaban de imaginación para entendernos...



Actualmente, podemos darle forma a muchas cosas, facilitando una explicación rápida y efectiva.

¿Y si podemos imprimir una replica exacta de un corazón? 



Y además, si necesitamos ver en su interior podemos ver exactamente su forma. Esta ventaja gracias a la impresión 3D esta cambiando la forma de entender las cosas.























Por esta razón queremos dar a conocer esta ventaja tanto en la enseñanza como a los profesionales para que utilicen esta herramienta y conozcan sus ventajas.


 La implementación cada vez es más amplia.Muchos sectores ya utilizan la impresión 3D y en general cualquier proceso de fabricación digital.



Esperamos que los profesionales encuentren en la tecnología y la innovación el recurso necesario para ayudarles en sus tareas.