2. Componentes Electrnicos de la Impresora 3D1. Elementos empleados para el diseo electrnico de la impresora 3D.Para el desarrollo de la impresora 3D, se considera como parte fundamental el correcto desarrollo de la electrnica, lo cual implica la seleccin de un conjunto de componentes a utilizar en la implementacin del proyecto con el fin de optimizar costos y rendimiento de nuestro producto final (Impresora 3D).Debido a ello se seleccionaron para el desarrollo de nuestra impresora 3D, los siguientes componentes electrnicos para lograr nuestro objetivo. 1 Arduino Mega 2560: El cual se emplea como el componente ejecutor de las acciones de control de la impresora 3D.

Ilustracin 1

1 LCD y 1 tarjeta SD: Para visualizar la informacin requerida para una adecuada interfaz con el usuario.

Ilustracin 2

3 finales de carrera: Empleados para que el sistema tome acciones de control cuando se activa los interruptores de finales de carrera.

Ilustracin 3

3 Poleas GT2 de aluminio: Empleadas como parte de la estructura mecnica de la impresora para obtener un desplazamiento adecuado y asi ejecutar sus tareas adecuadamente.

Ilustracin 4

Termistor 100k: Parte del sistema para controlar las temperaturas de operacin y tomar la accin de control adecuada.Ilustracin 5

Cables de conexin: Se requiere cables de conexin en ptimo estado para que no se presenten problemas en el funcionamiento o comunicacin del sistema.

Ilustracin 6

Fuente de energa 12v-240w: Se requiere de una alimentacin adecuada para el funcionamiento del sistema.Ilustracin 7

Motores stepper (paso a paso): Parte fundamental del funcionamiento de la impresora est determinada por el correcto funcionamiento de los motores paso a paso ya que de estos depende la precisin de la impresin.

Ilustracin 8

2. Funcionamiento de la impresora 3D

La mayora de los componentes electrnicos se obtuvieron del ULTRA SET de fabster3D que se ofrece en la pgina de compra y venta virtual eBay.En dicho kit viene incluido el elemento principal, el cual es el Arduino Mega 2560, el cual viene en una placa adecuadamente diseada. Adems tiene la facilidad para conectar la tarjeta mini SD y el LCD, los cuales tambin vienen incluidos en el kit.

Placa incluida en el kit, adems de la pantalla LCD

Los motores paso a paso y los fines de carrera se conectan en cada columna y guardan relacin con la forma en que estn marcados en la placa.Los cables a usar se deben encontrar en buen estado. Estos se trenzan con un taladro, se cortan a la longitud necesaria y adems se usa un cdigo de colores adecuado para evitar confusiones en caso exista alguna falla en el futuro.Los cables de fin de carrera se deben asegurar firmemente, tanto en el extremo en el que van conectados a la placa, como en el extremo en el que se encuentran conectados a los finales de carrera.

Conexiones para los drivers de los motores paso a paso

Adicionalmente, en la placa se encuentran marcadas claramente las conexiones para los drivers de los motores, as como para la pantalla LCD y la tarjeta mini SD.Usualmente cuando el material para la impresin es arcilla, no es necesario usar un termistor, con lo cual en la placa quedan varias conexiones vacas. Pero en este caso el material de impresin ser el plstico, por lo que es necesario usar un termistor. Para usar dicho sensor, se necesita una resistencia mnima de 100 kilohmnios que proteja al procesador de repentinos cambios de temperatura. Con ese valor de resistencia se asegura un correcto funcionamiento del sistema.

Termistores usados con sus respectivas conexiones a la placa.

En cuanto a los motores, cada tablero del motor tiene dos tornillos de ajuste de estrella. En el momento en que empieza a funcionar la impresora, aunque los motores no se mueven, realizan un pequeo zumbido. Para contrarrestar el zumbido se deben ajustar los tornillos y adems esto le dar ms potencia al motor, ya que no se perder energa a causa del zumbido. El inconveniente de trabajar con los tornillos completamente ajustados y por lo tanto, con ms potencia en los motores; es que se produce el calentamiento de estos, lo cual es definitivamente perjudicial para el correcto funcionamiento de la impresora 3D.La energa para el funcionamiento de la impresora 3D se obtiene de dos fuentes. Una es una fuente de alimentacin de tira Led de 12V-20A-240W y la otra es una fuente de alimentacin de un Xbox 360 de 175W. Adems se ha colocado un interruptor de emergencia justo antes de la clavija que va en el tablero de control, con lo cual la impresora podr detenerse rpidamente en caso ocurra alguna falla.En cuanto al cabezal se eligi uno de 410 g. de peso, el cual opera a 12 V y tiene un dimetro de boquilla de 0.2 mm. Adems la velocidad de extrusin es de aproximadamente 24 cm3/h y la velocidad del eje del cabezal es de 40 mm/s. La temperatura de trabajo del cabezal, la cual asegura su correcto funcionamiento, se encuentra en el rango de 190 C a 230C, y la mxima temperatura que puede resistir es de 280 C. Adicionalmente se usaron 2 jeringas para almacenar el plstico que luego ser expulsado por el cabezal. Se unieron 2 jeringas para alcanzar un mayor volumen de almacenamiento. El flujo de plstico es continuo, el cual podra ser un inconveniente si se quiere detener el cabezal para que empiece a expulsar el plstico por otra zona dentro del rea de impresin.

Cabezal elegido para la extrusin del material.3. LUGAR DE ADQUISICION DE LOS MATERIALESLa mayora de los materiales fueron encontrados en esta pgina web la cual contena incluso materiales referentes a la mecnica:http://www.ebay.co.uk/itm/RepRap-3D-printer-starter-RAMPS-electronics-MK2a-LCD-Motors-HotEnd-/171473946061?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item27eca4c5cd