Encontro dia 29/1/2012

Foi um ótimo encontro com churrasco, num lugar muito agradável, o condomínio do Anderson, que se revelou um excelente anfitrião recebendo o grupo pela primeira vez.
Estavam presentes: Alexandre "Taba" Souza, Anderson Cunha e Fabiane, André "Renesas" Oliveira e Renata e Aline, Aylons do Garoa-GHC, Fábio Gilii, Henrique (churrasqueiro) e Sonia, Jorge Lourenço e Ruth, Mauro Regina, Rodrigo Reis (milhouse) e Juliana, Sergio? (colega do Mauro), Alain Mouette.
Haviam 6 amigas simpatizantes do grupo, mas na hora da foto uma fez questão de se esconder atrás da câmera e 3 outras desapareceram...

 Vídeo do Rodrigo sobre o encontro, com as máquinas funcionando.

Veja todas as fotos do Rodrigo.

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CNC do André que logo vai virar RepRap :)

Essa mecanica é muito interessante chamada Zen Toolworks CNC, toda e PVC, veja aqui.

O Rodrigo está começando um Prusa também, e já está muito boa.

Esta é uma Prusa versão2, e ele comprou as peças do Muringa...

O pai do Rodrigo trabalha com impressoras 3D profissionais e ouvi o seguinte comentário dele: "a qualidade destas peças já superou a das profissionais...". isso sim que é elogio!!!

O Blog dele está meio atrasado, mas é aqui...

A Prusa do Anderson agora está bem melhor, toda convertida para versão 2, com RAMPS 1.4.

Quase funcionou, apenas o parafuso tracionador que estava patinando.

Fotos aqui.

E a minha MesaXYZ (Alain) que finalmente está imprimindo!

Ela tem seu blog próprio.

A única tristeza é que ficou muito complexa, eu queria fazer uma coisa simples mas acho que sou incapaz disso... mas vou continuar tentando.

O Aylons que me ajudou bastante com dicas do Skeinforge para melhorar a impressão.

Veja abaixo a nossa evolução (não fiz sozinho), a mesma peça de 6/julho/2011  => 29/jan/2012

Pode não parecer, mas é a mesma peça...

Esta máquina do Mauro que me chamou muito a atenção. É uma Orca 0.3 que ele fez toda com peças feitas em sua CNC.

Esse projeto é muito interessante, muito bem estruturado e fácil de regular.

Tem muitas fotos aqui.

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Encontro dia 17/12/2011

A turma toda alegre e reunida de novo!
Como não foi possível o encontro na Masmorra, o Alexandre "Tabajara" Souza conseguiu alugar o salão de seu prédio e foi muito agradável. Estavam presentes, se bem que não todos juntos: Taba, Alain Mouette,  Guilherme Alaia, Anderson Cunha, André "Renesas" Oliveira, Luis Viola, Pedro Melo, Rodrigo "Pitanga" do Garoa Hackerspace, Leandro... e Alain Mouette. Quem era esperado e não apareceu foi o Hradec que tinhamos grande interesse em conhecer.

Tivemos também a presença do instrutor do Personal Paquera, mas isso é fofoca...

Conversamos sobre RepRaps, trocamos informações, ajudamos uns aos outros, nada muito específico, mas foi muito agradável.

Alguns têm o dom de atrair a atenção para o que fazem... isso acontece naturalmente!

O Anderson, para variar, brigando com ajustes de sua máquina. Até eu tentei ajudar com o osciloscópio DSOnano, mas era só um parafuso solte e não achei...

(eu só estava querendo descobrir se esse DSOnano serve para alguma coisa, até agora nem tanto)

A gente se divertiu bastante, alguns até exageraram! Acho que ele estava tentando compensar que perdeu o churrasco porque parou para fazer um lanche no McDonalds, hehe!

Montagem do Bloco Aquecedor

Desde o primeiro bico do Extruder que nós fizemos, fiquei devendo os detalhes da montagem do Bloco Aquecedor. Veja a fabricação do bico aqui.

A montagem é extremamente simples, basta colocar o resistor e o Termistor... mas como tudo isso vai operar a 240°C, fica bem mais complicado, por isso este tutorial que pode evitar muita dor de cabeça.

AVISO: 240°C é muito quente, CUIDADO!

• Preparação dos Componentes

Resistor 5R6 5W, não é o mesmo que o inglês, este é muito mais fácil de comprar. A maioria das pessoas usa 6R8, só use o menor se tiver certeza que a fonte e o circuitos aguentam.
Termistor 100k 1,5mm. Este da Mouser é bom e barato $0.79, além do que nós levantamos a curva dele para maior precisão.
Espaghetti de fibra de vidro: esse resiste a muito mais altas temperatura que o necessário, mas não existe alternativa mais prática no nosso mercado. Foi comprado na Casa Ferreira e também é barato.

Esse espaghetti de fibra de vidro desfia completamente quando é cortado, então a primeira coisa a fazer é medir e enrolar um pedaço de fita Kapton onde será cortado. A fita vem da china, da DX.

Cortando no meio da fita, as duas pontas ficam protegidas.

Lembre-se que essa fita é a única que resiste às temperaturas elevadas do Extruder, nem a cola deteriora! Em combinação com a fibra de vidro, temos uma solução que vai durar para sempre, por isso vale a pena caprichar...

Coloque os espaqhettis preparados com cuidado nos componentes, girando devagar.
Atenção: o fio do Termistor vem protegido por um verniz que provavelmente não vai resistir muito tempo.

• Montagem

Como o resistor e o furo do bloco não têm o mesmo diâmetro exato, é preciso preencher o espaço com algo que transmita co calor.

O resistor é usado 12V²/5R6=26W, ele só resiste se essa potencia toda for transferida para o metal.

A pasta térmica precisa ser misturada com Carbureto de silício que é condutor térmico e isolante, para melhor condução de calor com camada espessa. Achei na Florêncio de Abreu, 296 (Pires Fontoura). Achei na granulação M320, talvez M1000 (mais fino) fosse melhor.
Novo: achei na Poligemas com M2500 R$50/1kg. 

Eu misturei o máximo de pó possível, evitando que fique grosso demais.

É importante inserir o Resistor com pasta antes e enquanto vai pressionando, para não haver bolhas de ar.

Todo o espaço interno tem que ser preenchido.

Limpe bem para ter boa adesão. Acomode os fios, cuidado com a proteção dos fios do Termistor. Considere que a proteção original dele não é eficaz.

Coloque uma fita Kapton transversal para segurar os fios do Termistor (precisei fazer 3 vezes para ficar ok).

Depois coloque mais duas fitas longitudinais para que tudo fique bem firme.

Ao Soldar os fios, passei Fita Kapton (mais larga) por cima do termo-contrátil porque este não resiste à temperatura e os fios do resistor são muito curtos.

Como usei Flat, 4 condutores para cada ponta do Resistor...

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Bom, espero que isto ajude algumas pessoas, é um processo cheio de detalhes mas é rápido para ser feito.

Acho que levou mais tempo para fotografar e fazer o Blog do que para montar o Bloco :)

Encontro de Prusas, dia 23/outubro/2011

Ontem tivemos um encontro muito interessante na Masmorra, além de 3 Prusas presentes estavam: Alexandre "Tabajara" Souza, Anderson Cunha, Josenivaldo Benito Jr., Eduardo Montanaro, Fábio Gilii, Francisco Rodrigo, Henrique Muringa, João Paulo Claro (JotaPê), Jorge Lourenço Jr., Kiko Escultor, Luis Viola, Guilherme Alaia e eu, Alain Mouette.

Aguardo os links das fotos dos outros participantes que tiraram fotos para postar aqui...

Fotos do Taba: aqui, inclusive uns filmes muito interessantes...
Vídeos do Benito: aqui do Motor V8 com movimento (impressão do Henrique), e aqui do apito,

Esta foto tipo panorâmica mostra um pouco o tinhamos lá, de baixo (perto) para cima (longe). A foto está em alta resolução, clique para ampliar:

A Prusa do Henrique, que estava funcionando legal, essas peças todas laranja que estão sobre a mesa foram impressas por ele.

A Prusa do Gulherme, que foi pego de surpresa no meio de uma reforma geral e não estava completa.

Depois, está de lado a do Anderson, que ainda Motor V8está numa fase final de montagem, começando a se movimentar. Ele está usando motores comprados na Sta.Efigênia, estou curioso para ver os resultados.

Ao fundo, em azul tão criticado estava a minha mesa XYZ apenas para os que não conheciam.

Lá no fundão, não visível, está a impressora do grupo de estudos. Depois de alguns percalços como fonte queimada, pudemos mostrar ela funcionando.

Eu achei muito interessante conhecer essa máquina que é comparativamente mais simples e produz resultados muito bons.

Parabéns a todos os Pruseiros...

Correias X Barras Roscadas

Este post começou como uma simples pergunta na nossa lista de discussão. Eram apenas umas respostas simples e conforme as dúvidas continuava e cresciam, também apareceram acréscimos sugestões e correções.

Vale a pena preservar isto aqui, críticas e mais perguntas são bem vindas e que vamos procurar complementar onde necessário.

• Correias X Barras Roscadas

A polia vai produzir maior velocidade e a barra roscada vai dar maior resolução.

• Correia

Usando Correia, o acionamento do carro é mais direto, polias menores produzem maior resolução. Na Prusa, por exemplo, a resolução é 0,13mm/meio_passo. O cálculo é simples:       passo_da_correia*número_de_dentes_na_polia/400_meio_passos.


Micro passo não melhora muito (veja abaixo). Essa resolução é ok para peças grandes, algumas pessoas tentaram fazer placas PCI ou peçinhas menores e não dá um bom resultado.

• Barra Roscada

Usando Barra Roscada há uma grande desmultiplicação, isso dá uma resolução maior. Por exemplo, na minha mesa XYZ eu tenho 1,27/200=0,006mm/passo, a fórmula é: avanço_da_rosca/200_passos. Isso é mais que suficiente para qualquer operação, inclusive para fazer placas SMD. Essa resolução é grande demais, porém não existe uma solução barata intermediária.

O ideal seria o passo da rosca entre 3 e 5mm, nas máquinas profissionais isso é feito usando fuso de esferas recirculantes ou rosca trapezoidal que são beeeem mais caros. Reduções/multiplicações com engrenagens/correias para acionar a barras roscada são complexas para equipamento simples porque produzem atrito e/ou folga e acabam se tornando caras para um desempenho razoável.

Na Barra Roscada, realmente é necessário usa uma porca "tira-folga". Depois de uma ampla pesquisa (perguntei ao Jorge...) cheguei numa solução simples e adequada para pequenas implementações como RepRaps, veja aqui  (3ª parte).

• Força

A barra roscada tem muito mais força devido à grande redução, por isso é frequentemente usado no eixo Z que precisa levantar peso. Uma barra roscada bem amaciada tem um eficiência mecânica de no máximo 20% enquanto que os sistemas de polias "devem" ter um eficiência em torno de 80%.

Para um motor de 4kgf.cm (40kgf.mm) com uma barra roscada de 1/4" com passo de 1,27mm a força disponível é: eficiência*2pi*torque/passo=20%*2*pi*40/1,27=39.6kgf

Paro o mesmo motor de 4kgf.cm  com polia de 10 dentes e passo da correia XL de 5,08mm (como na Prusa), o "raio primitivo" é: n_dentes*passo/(2pi)=10*5,08/2/pi=8,1mm, a força disponível é: eficiência*torque/raio=80%*40/8,1=3,95kgf.

• Mecânica

As duas soluções são razoavelmente simples, mas ambas tem seus problemas.

A barra roscada é simples de implementar e uma vez alinhada funciona bem e é repetitiva mesmo nas versões mais simples, porém para desempenho razoável precisa ter eliminação de folga axial. Quase todos os motores de passo têm um eixo que se movimenta longitudinalmente cerca de 1,5mm.

Já com correia dentada os problemas são geralmente causados pelo atrito que é gerado devido às elevadas forças radiais, se a correia não estiver bem esticada fica mole/folgado mas se esticar bem fica duro e difícel de movimentar, isso é agravado pela menor força disponível. As polias também podem ter folga com os dentes da correia e o projeto é difícil de ajustar.

Nas versões profissionais usam-se fuso de esfera e polias comerciais de precisão com rolamentos adequados, lógico que tudo é caro.

• Velocidade

Motores de passo têm uma limitação natural de velocidade que é medida em numero_de_passos/segundo ou kHz, isso se manifesta como uma diminuição do torque quando a velocidade aumenta. Para contornar esse problema é preciso de um driver muito melhor e que utilize uma tensão muito maior. Hoje, na minha mesa XYZ, com barra roscada e um driver chines barato com 24V, eu consegui aproximadamente 20 a 25mm/s (6kHz). Os drivers usados pelas diversas RepRaps são mais simples e usam 12V, com certeza as velocidades seriam menores.

• Micro-passo

Estes poderiam teoricamente melhorar a resolução do sistema que usa correias e conseguir velocidade e resolução simultaneamente, porém na prática não é bem assim, existem muitas limitações. Nem todos os drivers são bons para micro-passo, alguns motores são otimizados para micro-passo mas não é o caso desses comuns que conseguimos comprar. Mas o pior problema é que o erro de posicionamento de um motor de passo é grande e não melhora com micro-passo, isso é medido como o erro da posição do eixo relativo à posição desejada e é causado pelo atrito e pela inércia.

• Drivers Melhores

Estes são bem mais caros mas podem acionar o motores em velocidades maiores.

Não pretendo explicar como um bom driver pode  usar uma tensão alta para melhorar o desempenho de um motor de passo, mas é interessante notar que os fabricantes não especificam mais a tensão dos motores e sim Corrente e Resistência. Digamos apenas que a bobina de um motor de passo tem uma indutância muito alta e que esta precisa ser comutada/invertida muitas vezes por segundo (kHz), isso não é fácil mas pode ser feito. Esta é uma das grandes limitações do uso de motores de passo pois o limite da rotação é medido na capacidade de comutar as correntes nas suas bobinas. Isso não é ineficiente porque esses drivers são semelhante a fontes chaveadas.

Completando a Mesa aquecida

English version here

Durante alguns dos últimos finais de semana o Jorge, Viola e eu (Alain) estivemos na Masmorra e trabalhamos bastante, entre outras coisas, terminando de montar a Mesa Aquecida.

• Medições na mesa

As medições já haviam sido feitas e estão documentadas no Blog de 11/julho. Estou repetindo aqui apenas os resultados:

• Dimensões: 145 x 196 x 5 mm de alumínio

• Depois de ligada com a fonte menor que só fornecia 3A e 7,1V (resistores menores) a temperatura estabilizou em 58,5°C com 20°C ambientes. Portanto temos uma constante de dissipação de (58,5-20)/(3*7,1) = 1,8°C/Watt.

• Para alcançar mais, 110°C ou mais, como o Nophead está usando, vai dissipar (110°C-15°C)*1,8 =52W só em perdas para o ambiente.

• Velocidade de aquecimento: deixamos esfriar e alimentamos, com uma fonte maior, com 50W. Aqueceu de 24°C a 52.5°C em 410s ou seja: (53.5-24)/410 = 0,07°C/s.

• Dimensionamos a potencia total para 150 Watts, deveria ser tranquilo para uma fonte de PC.

• Montagem

Aqueles resistores de teste foram substituídos por resistores maiores. Cada Resistor é de 10 Watts (Ohmega R$1,50), colado à mesa por baixo com Araldite. Cada um de 6R8 com 12 Volts dissipa em torno de 20W, por estarem fixados em um enorme dissipador funcionam adequadamente.

A potência total de 150 Watts permite atingir 60°C em 3 minutos e 110°C em 5 minutos. Depois de aquecido consome aprox. 50W para manter 110°C.

O sensor de temperatura foi fixado depois. Ficou razoavelmente próximo ao centro e um pouco mais próximo da origem onde se imprimem mais peças.

A placa de suporte está colada com Araldite. O Jorge fez um pequeno furo (não passante) e o sensor foi inserido com pasta térmica.

Usamos o Termistor Murata de 100k 1% achado na Mouser por $0.79.

• Eletrônica

Novo: Observe que estávamos usando placas Gen3. Para as placas mais novas como Gen6/Gen7/Ramps/Sanguinololu, um driver adequado já existe nas placas.

Montei um pequeno driver com um MosFet que seja capaz de aguentar a corrente: IRFZ48 que custou apenas R$1,80 na Dabi.

Usei um driver TC4427 porque esse MosFet é acionado por 12V. Encontrei na Farnell.

(Clique para ampliar esquema)

Esta é a plaquinha do driver, provisória, por isso em placa padrão. As trilas de potencia estão reforçadas por trás com fio rígido.

Como estamos alimentando tudo com uma fonte de PC, aproveitei o conector de e 4 fios que vai à MotherBoard para entrada de 12V.

O dissipador EletroService 180.008 25°C/W está no limite. A tensão no MosFet (Rdson=17mOhms) foi medida em 0,2V gerando 2,5W durante o aquecimento a frio.

Aquele dissipador esquentou demais, então fiz uma rápida adaptação. Ficou até um pouco mais frio que o necessário.

Segundo o manual da HS dissipadores, a resistência térmica deveria ser 15°C/W.

A entrada foi prevista para ligação direto no pino do controlador, então foi preciso fazer uma conexão na entrada no MosFet da placa do extruder.

• Problemas e Soluções

Um dos problemas que encontramos foi que a fonte explodiu! Isso falando literalmente, era uma fonte sem marca mas que já havia prestado anos de bons serviços mas com uma carga real de 150W a mais ela não aguentou. Felizmente, o Jorge encontrou uma fonte Dell com as mesmas especificações e agora está funcionando perfeitamente.

Temos em vista fazer uma versão alimentada direto da rede AC, 110/220V. Isso é mais delicado e por motivos de segurança, eu pessoalmente acho que pode ser feita numa chapa de vidro em vez de alumínio.

Mas o resultado funcional foi muito bom, fizemos muitas impressões a 120°C e o empenamento encontrado anteriormente incomodou muito pouco. Ainda faltam testes com peças maiores, veremos no futuro.

Veja também:

Mesa aquecida da mina MesaXYZ com 500W para aquecer rápido,

Mesa do Paulo Fernandes que foi inspirada nestas duas, é mais leve com alumínio de 3mm para uma Prusa

Encontro do dia 21/agosto/2011

Este foi um ótimo encontro, estavam presentes o Rodrigo Reis, André Oliveira, Fábio Gilii, Fábio Serrão, Pedro Cardoso, além do Jorge e eu (Alain). Faltaram notadamente o Taba e o Pedro Melo portanto sobraram as respectivas costelinhas encomendadas com tanto carinho...

Nos dias antes deste encontro, o Jorge(+), eu e o Viola trabalhamos com bastante regularidade na impressora do grupo. Tivemos umas surpresas, uma vez a fonte explodiu e demoramos para conseguir outra, outra vez o bico começou a desmontar mas essa o Jorge arrumou na hora, uma hora funcionava, depois nada mais dava certo... ficamos até preocupados de não ter uma impressora para mostrar.

Finalmente as nuvens se dissiparam e a máquina estava rodando bem no dia marcado!!!

Fizemos algumas impressões interessantes:

Essa peça é bastante complexa, serve para eliminar as vibrações de uma outra Mesa XYZ, veja a descrição da versão anterior aqui.

Essa peça ficou realmente funcional, já está montada e ficou boa.

Depois fizemos o famoso apito.

Observem que a bolinha está sendo feita o mesmo tempo, dentro do apito.

Mas na hora que o apito começou a fechar com as camadas suspensas no ar, ficamos todos sem fala.

Veja mais fotos do Rodrigo aqui.

Mas isso não que dizer que todos ficaram sem fôlego...

O Jorge foi bem rápido em fazer o apito funcionar!!!

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O Jorge também apresentou uma invenção muito interessante. Isto é um dispensador automático de filamento.

Ele fornece o plástico para a impressora sem precisar alimentar manualmente.

Vejam como é simples!

Em cima ele está pendurado por um rolamento de motor de passo, em baixo tem um furo no centro e o filamento de ABS vai saindo.

Muito bem bolado!

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Estas imagens são do final de semana seguinte, mas acho que vale a pena preservá-las aqui:

Depois de passar um bom tempo quebrando a 3 cabeças juntos, Jorge, viola e eu, estamos compreendendo um pouco mais sobre o Skeinforge.

Esta piramide foi feita como está na foto, sem nenhum retoque manual!!!

Ah, e tem mais, foi usado o novo extruder abaixo...

E isto é o que acontece se deixar um cara trancado na Masmorra por tempo demais...

O Jorge terminou um outro Extruder, versão personalizada. Apenas o conjunto do bico é o mesmo.

O extruder antigo estava "desmelingüindo" e este ficou muito resistente e com mais força. A operação ficou tão semelhante ao anterior que bastou um leve ajuste nos parâmetros para imprimir a pirâmide acima.

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Agora sentimos que o funcionamento básico da impressão 3D já é conhecido. Estamos avaliando quais serão os próximos passos:

• Estudar o Skeinforge
• Aumentar a velocidade
• Estudar o Skeinforge
• Estudar melhor o sistema de controle de temperatura que deixa a desejar
• Estudar o Skeinforge
• ???