Como nivelar la cama caliente o hot bed de nuestra impresora 3D

Hola a todos los amantes de la impresión 3D. En esta entrada vamos a comentar algunos trucos y consejos para nivelar de forma rápida y sencilla la cama caliente de nuestra impresora 3D( también llamada hot bed o plataforma de impresión).

En la actualidad, las impresoras del mercado tienen un sistema de autonivelado, pero a veces, incluso con este sistema, observamos pequeños defectos en la base de nuestras piezas.

Este error se produce por una desnivelación con difrentes inclinaciones en cada esquina de nuestra plataforma de impresión.
El software, recalcula cada punto, pero si tiene todas las esquinas diferentes, puede que su potencia de calculo se vea limitada.

En estos casos, tanto para impresoras con autonivelador, como para aquellas que no lo tengan la forma de calibrar será la misma. La única ventaja es que si disponemos de autonivelador podemos utilizarlo para calibrar nuestra plataforma con muchísima precisión.

Veamos a continuación los pasos para nivelar con máxima precisión y utilizar el autolevel.

Paso 1: 

Hacemos un "homing" de todos los ejes (Comando G28) y posteriomente hacemos un "autolevel" de la plataforma de impresion (Comando G29)
  

Paso 2:

Una vez se realiza el autonivelado, leemos las coordenadas:

Paso 3:

Observamos en la primera lectura, la esquina mas baja se encuentra a 7.98mm y la esquina mas alta a 8.85mm, es una diferencia apreciable y aunque el autolevel pueda corregir este desnivel sin problemas, con el uso y el paso del tiempo puede incrementarse dando lugar a errores en la primera capa de impresión.

Para solucinarlo, nivelamos toda la plataforma y realizamos una segunda medición.

En la segunda lectura, observamos que a disminuido la diferencia entre la esquina mas alta y la más baja. Tan solo hay 0.3mm de diferencia aproximadamente. Normalmente un buen valor debe estar con una diferencia menor al alto de la primera capa, es decir, si nuestra primera capa tiene una altura de 0.2mm, nuestra plataforma debe mantener como máximo una diferencia de 0.2mm para no apreciar errores importante.


Paso 4:

Con esta lectura, afinamos las esquinas de nuestra plataforma de impresión y volvemos a realizar un autolevel para comprobar si mejora.

Como podemos observar, la diferencia entre la esquina mas baja y la más alta es menor a la altura de capa (en nuestro caso de 0.2mm), por tanto tenemos una nivelación perfecta que no dará lugar a errores en la primera capa.

Esquina mas alta - esquina mas baja < altura de primera capa.

 7.99 - 7.94 = 0.05mm  < 0.2mm


Paso 5:

Por último, hacemos una prueba visual para ver que la boquilla pasa al igual por toda la plataforma de impresión.
Hacemos un "homing" e introducimos el comango G1 Z(distancia del Z Offset).

Si nuestra medida del eje Z de impresión no la hemos modificado, será 0 por defecto, por tanto introducimos el comando G1 Z0 después del homing y la punta del extrusor debe quedar casi tocando la plataforma de impresión. Debe quedar un pequeño espacio de 0.2mm para que el filamento pueda salir sin obstruirse.

Ahora, desplazamos el extrusor (movimientos X,Y) por toda la plataforma y debe estar siempre a la misma altura.

Ya tenemos de manera visual una buena comprobación. Si queremos comprobar durante la impresión que tenemos todo bien nivelado, utilizamos el círculo de calibración de la cama.

Esta pieza de calibración, se coloca en el centro de la plataforma, y su grosor debe ser uniforme durante todo el recorrido.

Siguiendo estos pasos, hemos alcanzado una nivelación perfecta y nuestros errores de impresión desaparecerán.


Sin autolevel:

Paso 1:

Utilizamos un folio o cartulina para mantener la distancia entre la boquilla del extrusor y la cama caliente.

Paso 2: 

Con el comando G1 Z0 (0 valor por defecto), bajamos el extrusor a la altura de la cama caliente y comprobamos en las cuatro esquinas que la distancia es la misma.
Notaremos que la catulina o folio desliza con la misma fuerza por todos los puntos. Si notamos algun punto que no llegue a deslizar bien o que pase con mucha facilidad, ajustamos manualmente la nivelación de ca cama caliente.

Paso 3: 

Una vez comprobados todos los puntos de la cama caliente, volvemos a hacer un homing e introducimos el comando G1 Z0 y la boquilla del extrusor debe quedar casi al ras de la plataforma de impresión.

Paso 4: 

Desplazamos por cada esquina el extrusor y observamos que la altura entre la boquilla y la plataforma sea constante.

Paso 5: 

hacemos una prueba visual para ver que la boquilla pasa al igual por toda la plataforma de impresión.
Hacemos un "homing" e introducimos el comango G1 Z(distancia del Z Offset).

Si nuestra medida del eje Z de impresión no la hemos modificado, será 0 por defecto, por tanto introducimos el comando G1 Z0 después del homing y la punta del extrusor debe quedar casi tocando la plataforma de impresión. Debe quedar un pequeño espacio de 0.2mm para que el filamento pueda salir sin obstruirse.

Ahora, desplazamos el extrusor (movimientos X,Y) por toda la plataforma y debe estar siempre a la misma altura.

Ya tenemos de manera visual una buena comprobación. Si queremos comprobar durante la impresión que tenemos todo bien nivelado, utilizamos el círculo de calibración de la cama.

Esta pieza de calibración, se coloca en el centro de la plataforma, y su grosor debe ser uniforme durante todo el recorrido.

Siguiendo estos pasos, hemos alcanzado una nivelación perfecta y nuestros errores de impresión desaparecerán.



NOTA: Esta tarea de calibración considera que el eje X se encuentra nivelado en todo su recorrido. Una desnivelación de otro eje puede ocasionar errores de medición de la cama caliente.

Será necesario comprobar previamente que el eje X tiene la misma medida a ambos lados para asegurarnos que se encuentra alineado.

EN la figura siguiente se muestran las dos medidas que deben ser iguales para no tener desviaciones.

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Repuestos de extrusor para impresoras 3D

Ramps funcionando a 24V

Hola a todos los aficionados y profesionales del sector 3D. En esta entrada vamos a comentar una duda bastante extendida para aquellos usuarios que tienen impresoras 3D basadas en Arduino y Ramps 1.4.

¿Se puede alimentar nuestra impresora 3D con 24V en lugar de 12V?

La respuesta es SI. Pero debemos de tener en cuenta algunos aspectos importantes, ya que no todos los componentes soportan de igual forma este aumento de voltaje.

Los principales componentes que en una RAMPS se ven afectados por un voltaje distinto de 12V son los siguientes:

1. Fusibles PTC (F1, F2).

Los fusibles PTC tienen sus propios valores de voltaje. El fusible MF-R500 (5A) PTC está clasificado en 30V . El fusible PTC MF-R1100 (11A) está clasificado sólo a unos 16V . 

 Es posible que desee sustituirlos por fusibles reales, o enlaces de alambre y, a continuación, poner fusibles reales entre su PSU y la placa. 

Si está alimentando los componentes(extrusor y cama caliente) directamente desde la fuente de alimentación, mediante la activación/desactivación por relés, no es necesario colocar fusibles, aunque si es aconsejable.

 

Sin embargo, si utilizamos los conectores de la ramps para alimentar el extrusor y la cama caliente( sobre todo la cama caliente por que es la que utiliza más corriente) es obligatorio colocar fusibles de protección ya que podemos dañar la ramps.

Nota: los fusibles PTC se prenden fuego si atraviesa demasiada corriente, o tienen un voltaje demasiado alto a través de ellos.

Especialmente de F2 y su clasificación de 16V.

2. Entradas de tensión (5A y 11A) y el Arduino Mega.

La entrada de 11A SÓLO ejecuta la salida de la cama caliente (D8). La entrada de 5A ejecuta los drivers paso a paso, la salida D9 alimenta al ventilador de capa  y D10 a el extrusor 1. 

Un componente que debemos retirar si esta instalado es el diodo D1. Este diodo solo deber ser instalado en la entrada de 5A si es alimentado por 12V si utilizamos otro rango de voltaje superior debemos retirarlo.

El inconveniente que encontramos es que tendremos que alimentar Arduino Mega por separado, desde un cable USB o mediante una fuente de alimentación.

 Si retiramos el diodo D1 tendremos que alimentar Arduino Mega por separado, pero se puede utilizar voltajes más altos en la entrada de 5A. Algunos clones de Arduino Mega pueden tomar entradas de 24V, pero la mayoría de los Mega sólo admiten unos 15V antes de que se calienten demasiado y / o fallen.

Se puede alimentar la entrada de 11A a 24V y la de 5A a 12V si tenemos dos fuentes de alimentación o una que produce ambos voltajes. Si utilizamos dos fuentes de alimentación, se unirán a través de la placa RAMPS en el pin de tierra. 

Nota: no es necesario usar 12V o 24V específicamente. Algunos usuarios de la red que comparten sus experiencias usan fuentes de 13.8V sin otros cambios, incluso 19V para configuraciones específicas.

3. Condensadores.

Los componentes que tendremos que comprobar son C2, C3, C4, C6, C7, C9 y C10.
Algunos modelos de ramps, llevan ya instalados condensadores que admiten valores de voltaje de 12V a 24V. Para identificar estos valores, podemos mirar la referencia que viene en el componente y buscar sus carácteristicas en la web del fabricante.

Los otros (C1, C5 y C8) sólo están conectados a 5V del Arduino, por lo que no necesitan altas calificaciones. Algunas Ramps se venden con los condensadores de sólo 16V. Los condensadores explotarán si superan su voltaje nominal y el electrólito suele ser tóxico y corrosivo.

4. Cama caliente / ventilador / Extrusor.

Los componentes basados en resistencias son simplemente calentadores. Tienen una resistencia establecida. Cuanto más tensión pasa a través de ellos, más corriente pasará, y más potencia consumen.

Si cambiamos el voltaje más de 1-2 voltios, debemos tomar esto en consideración. Poner 24V a través de una cama caliente (que puede tener una resistencia tan baja entre 0,8 a 10 ohmios) permite pasar una gran cantidad de corriente: ~ 30 amperios, produce hasta 720 vatios si la fuente lo permite.

12V a través de la misma cama sólo consume 15 amperios, que producen 180 vatios.

La diferencia para el extrusor es similar.

 

Para tensiones de 24V, es posible que tengamos que considerar:

 
- Cama caliente con Kapton a 24V  - Consume más potencia permitiendo que se calienten más rápido.

 
- Extrusor con una resistencia de entre 22 Ohmios y 27 Ohmios (en lugar de entre 4,7 Ohmios y 6,8 Ohmios para 12V):A mayor resistencia, la potencia que consume aumenta.(P= I² x R)

Los ventiladores pueden funcionar a voltajes más altos, pero tienden a desgastarse antes por el aumento de revoluciones. No se debe superar más de 2 o 3 voltios el voltaje nominal de los ventiladores.

Todas las salidas D8 / D9/ D10 en la RAMPS tienen un borne + V siempre encendido. Si usted está funcionando 24V en la entrada apropiada para esa salida (véase arriba), será 24V. El FET (que actúa como un interruptor) conecta el dispositivo a tierra cuando recibe una señal del Arduino. Esto significa que podemos desconectar el cable + V de una salida específica, y ejecutarlo directamente a otra fuente de alimentación con un voltaje diferente, por lo que puede ejecutar la salida a un voltaje diferente (por ejemplo: 10-12V para un ventilador).

Algunas fuentes de alimentación tienen salidas múltiples, pero tambien podemos instalar convertidores DC-DC que convertirá el voltaje por usted. Sólo asegúrese de obtener uno donde el suelo en la entrada del convertidor está conectado a la tierra de la salida del convertidor (tierra común).

Algunos de los convertidores DC-DC 24V-12V utilizados en los camiones (para la conexión de altavoces) son adecuados para esto, siempre y cuando tengan un tierra común.

Nota: Si necesitamos calcular para otros voltajes, todo es ley de Ohms. V = I x R (o I = V / R) y P = V x I. Sé que la gente que utiliza fuentes de 13.8V como forma muy simple de superar los problemas con cosas como las camas PCB calentado no alcanzar la temperatura superior fácilmente, como el voltaje extra puede aumentar la potencia de calefacción de manera significativa (para 12V -> 13,8V, es alrededor de 1,3 veces La potencia de salida) utilizando los mismos componentes.

5. Motores paso a paso.

Un valor de 24V en los motores debe darle movimientos más rápidos, aunque depende del tipo de motor. Las unidades paso a paso sólo suministran una corriente fija. Algunos steppers sólo necesitan alrededor de 2V, por lo que funcionan bien a 12V, pero otros que necesitan voltajes más altos (3+ Volts), por lo que el aumento de la tensión puede hacer una gran diferencia, sobre todo en la velocidad de cada paso (aumento de la velocidad y mejor respuesta ante cambios de aceleración)

6. Cableado.

Si utiliza componentes de 24V (cama caliente, extrusor...), no necesita una corriente tan alta. Esto significa que es posible un cableado más delgado. Para la cama caliente esto significa que podemos utilizar cable para 10A.

Además, como el voltaje es más alto, la resistencia de cualquier cableado es mucho menor. Esto significa menos pérdidas, por lo que obtendrá más potencia donde lo necesite.

Si tenemos la fuente de alimentación(F.A.) a una distancia de la impresora 3D, 24V es una opción mucho mejor.

Resumen
La velocidad del motor es más rápida, aunque los motores pueden generar más calor.  

Para extrusores con una resistencia de 22 ohmios, puede calentar más rápidamente que con una resistencia de 6.8 ohmios alimentado a 12V. 


Estoy usando una fuente de alimentación de 24V 10A y ha funcionado perfectamente . Si utlizamos una configuración con doble extrusor, el aumento de potencia que necesite puede causar que algún componente pierda potencia o incluso los motores perder pasos.

La fuente de alimentación adecuada debería ser de 24V a 17A en adelante para no tener problemas por pérdida de potencia.

Bibliografía:

http://www.reprap.org/wiki/RAMPS_1.4/es

Repuestos de extrusor para impresoras 3D

Hola amantes de la impresión 3D, como muchos de vosotros habreis podido comprobar, en la impresión en 3D podemos encontrarnos con problemas de atascos o falta de material en el extrusor...

Estos atascos la mayoría de veces se soluciona tirando del hilo de la bobina y volviendo a introducir de nuevo el material. Sin embargo, tras muchas horas de uso, una parte muy importante del extrusor comienza a deteriorarse y aqui comienzan los problemas...

Uno de los extrusores más utilizados en impresoras 3D como la PrintBot, Prusa Mendel, Prusa i2, Prusa i3, Delta, etc... son los tipo MKV, tipo J-Head por su forma en "J". Estos extrusores se extendieron rápidamente por su precio económico y sencillez de montaje, pero algunas partes de estos extrusores, se desgastan con el tiempo y el uso.

Otra de las causas de atascos es la obstrucción de la boquilla. Este efecto suele pasar con el PLA, aunque también podemos encontrarnos atascos en ABS, es menos probable.

Para limpiar el pequeño orificio de la boquilla sin dañarla, debemos utilizar brocas del diámetro adecuado. En la siguiente imagen podéis ver algunas de las brocas que se utilizan para desatascar los cabezales. 

 La siguiente parte que puede presentar problemas es el soporte de PEEK normalmente de color negro que une la boquilla metálica con el conducto por donde circula el material.

 Esta pieza puede coger holguras y presentar pequeñas fugas de material por las zonas de unión. En internet, podéis encontrar algunos conjuntos montados donde le añaden adhesivo térmico para evitar este tipo de problemas. 

Otro causante de este tipo de fugas son los diferentes diámetros de los conductos de teflón(PTFE) que deben ajustarse lo mejor posible.
Existen dos tipos de conductos de teflón, el diseño antiguo, con diámtro exterior(Out Diameter) de 5mm y el diseño nuevo, de 6mm de diámetro exterior se ajusta mejor y evita fugas de material derretido.



Existen muchos tipos de extrusores, con sus respectivos diámetros y longitudes específicas, por lo que es recomendable informarnos bien de las medidas exactas.
Algunos modelos permiten versatilidad para utilizar filamentos de 1.75 o 3mm, pero suelen presentar holguras excesivas y al final causan atascos, nuestro consejo es adaptar cada conducto para un tipo de filamento concreto.

 Tras utilizar conductos internos de teflón, muchos makers y empresas de suministros, diseñaron nuevos extrusores, como el MK8, que llevan conductos internos metálicos, inspirados en espárragos y toberas metálicas para otro propósito.

Para adaptar las ventajas del metal a nuestros extrusores, se fabricaron toberas metálicas con un conducto de teflón interior para facilitar el deslizamiento del hilo de la bobina de material por su interior.

Tras su extensión se adaptan a las diferentes formas y tamaños de los diferentes modelos de extrusores...


Este cambio, mejora el comportamiento de la extrusión por deposición fundida, permitiendo incluso incorporar hasta varias toberas para un mismo cabezal para mezclar diferentes materiales, colores... aunque todavía no estan muy probados y testeados por usuarios avanzados y con experiencia que nos cuenten sus experiencias con este tipo de métodos.

Con esta información, intentamos introducir una tobera metálica en el interior del conducto de PEEK negro, aunque los resultados no fueron del todo buenos, ya que seguiamos teniendo problemas de fugas debido a que el material no logra cubrir pequeños orificios que quedan en la unión entre la boquilla y la tobera.

Con estas pruebas, comprobamos que para los extrusores MKV, la mejor opción no es colocar una tobera metálica, sino mantener el tubo de teflón pero con la precaución de no utilizar otro de medidas ligeramente distintas que tengan holguras.

Para que podáis comprobar las diferencias, hemos utilizado un calibre para medir los diferentes conductos de teflón que podemos encontrar en el mercado.

En la siguiente imagen, tenemos teflón de 4mm de diámetro exterior y 2mm de diámetro interno.
Este tipo de conductos, causan holguras y no se adaptan bien en el interior del conducto de PEEK, se pueden desplazar, o doblar, cusando atascos continuos.

En la siguiente imagen, se muestra el tubo de teflón más adecuado para extrusores tipo MKV, con medidas del diámetro exterior de 6mm y diámetro interno de 2mm, quedando perfectamente ajustado en el interior del conducto de PEEK, evitando desplazamientos, atascos, holguras...etc.

 Para apretar todo el conjunto del extrusor por la parte superior, utilizamos una tapa metálica para filamentos de 1.75 o 3mm.

Esta tapa existe en diferentes diámetros dependiendo de las medidas de nuestro conducto de PEEK que utilicemos, por lo que debemos saber las medidas de la rosca posterior del conducto.

 En resumen, lo más adecuado para extrusores tipo MKV es utilizar teflón de 6mm de diámetro exterior y 2mm de diámetro interno para filamento de 1.75mm(en nuestro caso), y tener especial atención en otros tipos de conductos de teflón muy similares pero con medidas ligeramente distintas.

Esperamos que os sea de utilidad esta información y os ahorre muchos problemas de atascos con vuestra impresora 3D para extrusores tipo MKV.

Más adelante, os comentaremos nuestra experiencia con extrusores tipo MK8 que estamos probando.

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Pasos para calibrar una impresora 3D(Prusa-i3) 

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Un saludo,
Ingenio Triana.