Imprimindo com alguma Repetibilidade

Neste domingo fomos muito animados para a Masmorra! O Jorge tinha mandado uma foto de uma peça impressa sem interrupção do começo ao fim, e sem erro!

O que permitiu que tudo isso funcionasse foi o Software para PC Printrun/Pronterface, veja aqui e aqui.

É um software simples, em Python, roda bem no Windows e no Linux. A grande vantagem é o que ele não faz.

Ele só imprime e usa o Skeinforge para  fazer o fatiamento e geração do gcode e não interfere na configuração.

E não deu erro de comunicação nenhuma vez! O firmware usado foi o RepRap 20100806 que corresponda à nossa eletrônica.

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Quando cheguei a máquina já estava trabalhando, imprimindo uma caixinha de testes! Mas vamos por partes...

Esta peça nos pareceu que vale a pena conservar documentada. Isso é um Raft, impresso bem devagar e portanto com bastante material. Porém a distancia da mesa ao bico estava muito grande. essas ondinhas em espiral acontecera porque o ABS não estava sendo suficiente para preencher o espaço.

É possível que também a forma se deva à temperatura de 225°C ser um pouco baixa.

"Raft" é uma camada extra que vai por baixo e tem por finalidade aderir bem à mesa e corrigir qualquer irregularidade. É impressa bem devagar e com muito plástico ABS. Depois ainda existe uma camada opcional intermediária "interface" antes da peça.
(clique para ampliar)

Estas peças que já estavam saindo da máquina quando eu cheguei!
Temperatura do Extrusor a 225°C e da mesa a 80°C, também havia um problema com a altura da primeira camada que estava levantando mais que deveria. A da esquerda é com Raft e dá para ver 2 camadas de "interface", porem a interface prejudicou a adesão da primeira camada da peça.

 Então nós resolvemos aumentar a temperatura como está sendo usado por algumas pessoas como nophead.

Aquecemos a mesa a 110°C (o controle automático ainda não estava montado, então controlamos manualmente.

Trocamos o adesivo dupla-face pelo Kapton próprio para alta temperatura.

A impressão agora foi tranquila até o fim com um mínimo de deformação.

Então aumentamos também a temperatura da Extruder para 240°C.

Também fizemos ajustes empíricos no Skeinforge verificando o Gcode criado para eliminar o problema das camadas inferiores mais altas que deveriam.

O resultado foi uma peça sem deformação e muito sólida.

Foi usado Raft e não a camada intermediária. Foi difícil retirar o Raft, a adesão está realmente boa.

Podemos dizer que agora estamos conseguindo fazer peças! Ainda não compreendemos como configurar os parâmetros mais importantes do Skeinforge, falta muito o que pesquisar.


O sistema está se comportando de maneira consistente e finalmente sentimos confiança para ir adiante. Agora precisamos apenas arrumar um pouco as coisas, fixações, fios e fontes.

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Consultei com um amigo que trabalha com injeção de plástico, ele achou normal essa temperatura de 240°C. A explicação é que o ABS para extrusão tem indice de "fluidez 4" enquanto que o que é usado para injeção tem "fluidez 12" e portanto precisa ser mais aquecido para ter um bom comportamento. Nós não constatamos nenhum cheiro anormal durante a operação.

Mesa aquecida

Neste fim de semana estivemos na Masmorra preparando a mesa aquecida, apenas Luis Viola, Jorge e Alain.

Ao fazer as primeiras peças percebemos que o empenamento é um problema muito mais sério do que imaginávamos. O bico chega a bater na peça e consegue provocar perda de passo nos motores. O Jorge na verdade já estava a todo vapor fazendo uma mesa nova!

(A mesa não está concluída, mas estas são as primeiras imagens, depois publico o resto aqui mesmo)

Flagrante do Jorge com a mão na massa, como de costume...

Cortamos um outro robô para fazer o nosso, a serra circular ajudou.

Até o Luis Viola pôs a mão no hardware, aqui está ele prendendo os resistores de aquecimento no verso da mesa.

Estes eram os resistores que tínhamos: 5 peças de 10R 5W. Fixados provisoriamente para dimensionar  e avaliar as características.

Fixamos também um termopar de um multímetro para facilitar o acompanhamento da temperatura. Mas na verdade fizemos a maioria das medições com este kit da Microchip.

E a mesa montada no seu devido lugar.

Fizemos um encaixe com o mesmo formato da outra mesa de PVC, mas com espaçadores para segurar a plataforma aquecida.

Ela encaixa na mesa XY e fica presa pelos dois parafusos frontais para fácil remoção manual.

• Medições na mesa

Fizemos uma série de medições na mesa para determinar o aquecimento necessário para a versão definitiva.

• Dimensões: 145 x 196 x 5 mm de alumínio

• Depois de ligada com a fonte menor que só fornecia 3A e 7,1V, 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 como o Nophead está usando vai dissipar (110°C-15°C)*1,8 =52W só de perdas para o ambiente.

• Os resistores de 5W pois eles estão montados em um grande dissipador então podem dissipar muito mais que o especificados para convecção livre. Testamos com 10 Watts e a temperatura no lado oposto à mesa estava em 130°C e um diferencial de 70°C, isso durante o aquecimento que é a parte mais crítica. Isso parece bem razoável e vamos usar assim. (tivemos de fixar sob pressão durante esta medida, a fita adesiva não foi eficaz)

• 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.

• Esperamos com 150W aquecer de 20° a 60° em 5 minutos (a dedução disto fica como exercício...)

Mais informações aqui mesmo assim que montarmos uma versão com os resistores definitivos.

Primeiras impressões

Sucesso, finalmente.. ou quase isso...

Neste domingo conseguimos algumas peças com aspecto decente, ainda não saíram inteiras mas já nos animou muito. Na verdade ficamos espantados quando começou a sair corretamente, até então só saiam bolotas disformes e "de-repente" começou a sair como deveria ser! Mas vamos começar do começo:

Antes que perguntem: não foi um encontro, apenas estavam na Masmorra Jorge, Alain, Viola e Diógenes (que foi embora cedo e não viu nada).

Esse foi o primeiro "Quase-Objeto" que o Jorge conseguiu alguns dias antes. a forma até que lembra vagamente o original do Thingiverse.

Fizemos contas, planilhas e muitos e muitos testes, até que, sem aviso...

foi como mágica, ficamos um tempo até recuperar a fala

Tudo havia sido verificado, recalculado. Então resolvemos experimentar o adesivo dupla face (sugestão do Hradec) e o filamento aderiu à mesa e os seguintes foram se alinhando como era esperado.

A peça não foi até o fim, mas várias camadas deram certo.

E continuou imprimindo. Esta é a mesma peça :)

Então nos animamos e mudamos algumas configurações.

Nesta peça usamos um "Raft" com a intenção de diminuir o entortamento dos cantos da peça.

Infelizmente não produziu o resultado esperado e prejudicou um pouco a forma da própria peça.

O funcionamento da mecânica foi tranquilo, como pode ser visto aqui. A mesa tem a assinatura de Sir Jorge, então isso era de se esperar...

Essa é uma peça de teste, pegamos do Thingiverse 9820, é interessante porque tem furo, um canto é chanfrado e outro é redondo.

E a mesma peça com uma vista por baixo.....

Mas nem tudo deu certo, os principais problemas foram:

• Falhas na comunicação, esse é um problema muito comum nas RepRaps. "Parece" que é um problema do firmware...
• Os cantos levantaram muito, chegando a bater no bico extrusor.

Estamos já analisando como fazer uma mesa aquecida porque isso parece ser essencial.

O maior problema agora é o Software do PC, temos que aprender a usar o Skeinforge e existem poucos tutoriais para isso. Se alguém souber ou tiver informações, por favor ajudem!!!

Softwares do PC que nós testamos: 

• RepRap, é em java, tem horas que trava e só reiniciando o Windows. Até que a tela ficou com o fundo preto e nem reiniciando, nunca mais funcionou
• RepSnapper, foi com esse que fizemos as peças acima. A versão que funcionou para Windows não tem mais desenvolvimento, a versão para Linux não funciona
• ReplicatorG, usado pela MakerBot. Nem tem configuração de Baud-rate, então não conseguimos usar. Parece que se usar um firmware próprio casado fica bom.
• Pronterface, esse é um script Python, bem leve e usa o Skeinforge para gerar o Gcode.

Também estamos cogitando de usar outros firmwares:

• Sprinter, totalmente diferente e não roda no nosso hardware
• versão do RepRap da MendelParts.com, parece promissor e mais completo.
• Teacup firmware, não estudei mas parece interessante

Ajustes na máquina

Nas últimas semanas fizemos alguns ajustes, acho interessante documentá-los.

Cooler para a Extruder:o stepper que usamos é de 2,5kgf.cm, enquanto que o original RepRap é 4,5kgf.cm. Para conseguir a força razoável, estamos com uma corrente alta no motor.

O aquecimento estava excessivo e chegou a amolecer o corpo da Extruder, com um pequeno cooler ficou bem frio. Um problema resolvido.
(Nova foto)

Apesar da relutância de alguns, o Sensor de Margem da mesa foi conectado. Esse é um dos sensores que já existiam, depois de reparado pelo Jorge.

Eu particularmente acho sensores muito importantes, o sistema reposiciona automaticamente a mesa a cada impressão.

O sensor do Z é para saber a altura da mesa. Também é feita uma recalibração de posição antes de cada peça.

Este talvez ainda sofra alterações, o ajuste é muito crítico e afeta a primeira camada impressa. Seria interessante um ajuste micrométrico por parafuso.

Esta adaptação, bem no estilo Masmorra, merece ser registrada. Prendendo um paquímetro digital ao eixo Z ele se tornou um DRO (Digital Read-Out) perfeito.

Foi útil para calibrar o avanço do eixo Z e a placa driver que está mal documentada.

Encontro do dia 19/junho/2011

Este encontro foi marcado pela ausência em massa, estavam presentes apenas o Jorge, o Fabio Gilii, e Alain.

Em vários finais de semana, houveram trabalhos na Masmorra na nossa Impressora 3D. Algumas vezes só Alain e Jorge, algumas vezes com o Viola e conseguimos muitos avanços.

Ainda não conseguimos imprimir uma peça, mas estamos quase lá... O que nós fizemos:

• A mecânica está ok, instalamos os sensores de margem (deu trabalho, mas *eu* acho que valeu a pena, mas o Jorge não gosta).

• o Viola encontrou um firmware que funciona na nossa eletrônica. As versões mais novas não deram certo. Ainda existem problemas pontuais, mas agora é mais fácil trabalhar neles.

• calibramos os eixos e conseguimos movimentos confiáveis.

• a extruder está funcionando, parece que corretamente.

• Conseguimos enviar diretamente os comandos gcode via HiperTerminal, parece que o firmware responde bem

• Testamos os vários programas de controle: RepRap, ReplicatorG, Repsnapper, TODOS têm problemas :(

• Editando os gcode gerado e mais alguns truques, conseguimos produzir os movimentos esperados na Impressora. Aparentemente ajustando as velocidades e distancias deveríamos conseguir imprimir peças :) :) :)

Uma das maiores dificuldades é compreender os parâmetros e configurá-los. Acho que aí vamos precisar de muito estudo, principalmente para o Skeinforge.

Ainda temos alguns truques a testar, vamos continuar trabalhando... mais notícias em breve.

Mesa está Montada

Após dois dias de trabalho contínuo na Masmorra, apenas eu e o Jorge, conseguimos terminar a montagem da mesa com a Extruder. Agora começa a parte interessante que é a integração para conseguirmos imprimir uma peça...

(click para ampliar)

Ficou Linda! O Jorge deu uma super caprichada no acabamento com um pintura preta.

Fizemos uma base ampliada para reposicionar a mesa em relação ao bico da extruder, novos pontos de fixação e etc...

Tudo funcionando corretamente, lógico, pois com o Jorge fazendo não podia ser diferente!

(Novo) Como estava um pouco difícil de compreender a foro acima, O Jorge fez esta foto lateral.

A Extruder está fixada no carro do eixo Z que tem um curso maior que o necessário.

A mesa tem movimento XY e é um bloco de alumínio fundido. Os motores não são visíveis porque estão por dentro e têm acionamento por cremalheira de latão.

A peça branca é a base na qual vamos imprimir...

(click para ampliar)

A eletrônica está toda fixada atrás, isso já estava, mas foi re-arranjado.

O driver da mesa está separado, conforme a nossa filosofia de que a mesa tem que ser uma CNC padrão. Dá para ver até o cabo de PC usado para interligar.

Essa eletrônica foi comprada "aos pedaços" e é uma versão original da RepRap. Um dia teremos a nossa, menos confusa...

Começamos a interconectar com o Software da RepRap, cada coisa em separado já funcionou: o acionamento dos 3 eixos e a extruder. mas não conseguimos comandar uma impressão.

Porém ainda falta muito a fazer, e precisamos testar outras interfaces de software e versões mais novas. Dentro do que testamos até hoje, nada agradou...

Encontro do dia 13/março/2011 (09)

O encontro foi agradável, com altos e baixos. Estavam presentes: Jorge L., Alain Mouette, Luis Viola, André Oliveira, Pedro Melo e Rodrigo Reis.

 O Jorge terminou de montar um novo eixo Z que tinha montado nestes últimos dias.

Ficou muito melhor, na verdade o outro estava realmente insatisfatório...

Foram usados dois guias e rolamentos lineares, é interessante o acoplamento flexível feito com duas polias. A base é feita com outra tampa de motor.

Mas o importante é que ficou muito bom, estável e rígido.

Infelizmente na hora de testar o conjunto, a placa de eletrônica não funcionou. Como já tinha recebido chips ATmega644 novos, trouxe comigo para arrumar a eletrônica de novo...

O Jorge tabém andou estudando uma alternativa que parece interessante: usar o EMC2 controlando direto a RepRap, já existe toda uma comunidade trabalhando nessa alternativa. Espero ter informações mais objetivas em breve. O interessante é eliminar o programa original que é muito buggado...