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Ja faz algumas semanas que eu finalizei o projeto da Pruda Air, mas nao tive tempo de publicar o Post, alias o blog ficou de ferias durante janeiro e fevereiro, mas como o ano no Brasil so comeca depois do carnaval, entao esta tudo bem :)No video voces podem ve-la imprimindo a 80mm/s, porem devido a rigidez da estrutura, e possivel imprimir mais rapido ainda, o que nao e aconselhavel na Prusa Mendel, pois acima dessa velocidade ela treme/balanca muito. Tirei uma serie de fotos para tentar mostrar os detalhes de construcao da impressora.Imprimi um suporte de filamento e desta vez coloquei atras da impressora em vez de em cima.Para guia do filamento ate o extrusor, usei um tudo de nylon com 5mm de diametro.Coloquei duas pequenas pecas impressas para dar acabamento ao tubo e poder prender na estrutura da impressora.Usei uma barra roscada de 8mm, arruelas e porcas M8 para fazer o suporte, o resto das pecas eu imprimi.Os cones grandes facilitam prender diferentes carreteis com diferentes diametros de furos.Fiz um tipo de porca e contra porca em ABS, abri a rosca com o proprio parafuso.Mais fotos...Imprimi essa peca para o cabo USB, energia e botao liga e desliga.A eletronica e fonte foram acomodadas abaixo da mesa de impressao.Deu trabalho organizar toda a fiacao, mas valeu a pena.Para poder fazer essa impressora com o visual o mais limpo possivel, desde o inicio estava preocupado onde acomodar a parte eletronica (fonte/placa), para isso tive que aumentar a altura da impressora, pois queria colocar tudo em baixo da mesa de impressao.Imprimi 4 "pes" para poder ganhar alguns centimetros de altura.Coloquei essas longarinas de acrilico que haviam sobrado do corte da estrutura.No lugar de uma fonte ATX de PC, usei uma fonte de 12v - 20A bem menor que cabe na parte traseira, onde eu queria colocar. A placa eletronica Gen7BR coube sem problemas na parte da frente, assim fica mais facil de monitorar os leds. Para proteger a placa eletronica de poeira/sujeira, coloquei uma placa de acrilico acima da placa da eletronica.Fiquei muito satisfeito com o visual da impressora e a rigidez da estrutura, fora a facilidade de montagem, pois nao precisei alinhar nada, apenas encaixar as pecas.Pretendo montar mais uma Prusa Air, porem modifiquei a estrutura para ficar mais alta, sem a necessidade de utilizar "pes" impressos, deixando a impressora mais limpa ainda, em breve eu posto aqui no blog esse Upgrade.Ate o Proximo Post... Apos quase 3 anos trabalhando com impressoras 3D, temos o orgulho de apresentar o nosso projeto mais recente, a 3DMachine ONEInteiramente desenhada e projetada pela 3DMachine, tanto a estrutura como as demais pecas, sua estrutura cubica em acrilico e cortada precisamente a laser e as demais pecas de alta densidade fazem da impressora um bloco solido e muito estavel mesmo imprimindo em altas velocidades.Algumas caracteristicas:Grande area de impressao: 30x20x20cmMesa de impressao com nivelamento automatico. O eixo Z possui um fuso de alta precisao com uma castanha de nylon, permitindo uma altura de camada minima de apenas 60 microns (0,06mm), proporcionando laterais muito mais lisas.Fechamento frontal e lateral
para impressoes com ABS, onde a temperatura da cabine se mantem acima dos 45oC, evitando o descolamento de camadas ou empenamento da base, principalmente quando estamos imprimindo pecas grandes.Suporte de cabos articulados para evitar a quebra de fios.Mesa de aluminio que atinge rapidamente 110oC (10 minutos) para impressao com ABS ou 60oC (4 minutos) para impressao com PLA.Duto de ventilacao integrado ao carro X para resfriar o material extrusado, melhorando o acabamento das pecas impressas, principalmente em PLA.A eletronica e fonte da impressora ficam na parte de baixo, separadas do calor da cabine de impressao.A placa de eletronica adotada e a Rumba, muito estavel e expansiva, a fonte e de 25A com ventilacao automatica.Ainda falando da eletronica, a ONE possui um display digital grafico inteligente onde podemos controlar toda a impressora sem a necessidade de estar conectada a um computador, e possivel ainda imprimir as pecas direto de um cartao de memoria SD.A iluminacao da cabine e feita com Leds brancos de alto brilho, permitindo visualizar a impressao do inicio ao fim.Visite nossa loja virtual www.3dmachine.com.br ou agende uma visita (11) 5011-0795, para conhecer a impressora pessoalmente em nosso Show-room: Abaixo algumas fotos (clique para ampliar):Este ano decoramos a Arvore de Natal, de nosso Show-room, inteiramente com pecas impressas na impressora 3DMachine ONE.E a 3DMachine aproveita para desejar a todos um Feliz Natal e um Prospero Ano Novo.
Finalmente arrumei tempo para instalar os motores na Prusa Air.Somente o eixo Y precisou de adaptacao, o X e o Z usaram os mesmos mecanismos da Prusa Mendel.Nao usei uma guia de correia, ela esta sendo guiada pelo corte no acrilico e nao parece estar gerando atrito significativo.O suporte do motor do eixo Y, desenhei no Google SketchUp e imprimi em ABS.Desta vez optei por engrenagens de ferro, as correias sao MXL de 6mm da Schneider, o passo e em polegada. Como eu tenho um monte dessas engrenagens sobrando, so precisei comprar a correia 1,80m.A correia so passa por um rolamento, ficando igual ao sistema do eixo X.Mesmo sistema da Prusa MendelTive problemas com as guias de correias impressas em ABS e resolvi usar as arruelas de funileiro, porem com arruelas de 8mm bem finas, para que a correia ficasse na medida certa e o rolamento girasse livre.Aqui no eixo Z tambem e o mesmo sistema da Prusa Mendel. Abaixo, um video testando o movimento dos carros, do extrusor e uma nova fonte 12v 20A, menor e mais bonita que a fonte ATX de PC.Agora falta instalar o hotend, a eletronica da mesa aquecida e acomodar tudo, vou colocar a fonte e a placa na parte de baixo da maquina e fazer a fiacao o mais discreta possivel.Os proximos passos nao sao novidade aqui no blog, serao iguais aos da Prusa Mendel de posts anteriores, portanto no proximo post a Prusa Air, ja deve estar imprimindo, ate la. Hoje vou dar duas dicas para facilitar a impressao, a primeira dica e como imprimir pecas grande com ABS sem descolamento de camadas e sem efeito warp, deixando a peca, mesmo sendo grande, praticamente sem nenhum warp ou muito pouco. A segunda dica e para grudar a peca na mesa de forma facil e pratica.1a) DicaPara quem nao sabe o que e o efeito warp, e quando a base da peca deforma os cantos, como pode ser visto na imagem ao lado, isso acontece mais quando a peca e grande, pois o ABS e um material que contrai muito durante o esfriamento da peca.Outra coisa que acontece, quando a peca em ABS e grande, e o descolamento de camadas, pelo mesmo motivo que o efeito warp, ou seja a contracao do ABS.Essa contracao que o ABS sofre e devido a grande diferenca de temperatura da extrusao e a temperatura ambiente, pois a grande maioria da impressoras RepRap sao abertas.Eu ja sabia que impressoras profissionais sao fechadas e a area de impressao e uma mini estufa para que nao ocorra o choque termico e com isso evitar o efeito warp e tambem o descolamento de camadas, sendo assim resolvi improvisar uma cabine para colocar a impressora dentro e ver se teria diferenca nos resultados da impressao com ABS de pecas grandes.Para improvisar uma cabine, usei uma caixa de papelao com parede dupla, grande o suficiente para caber uma impressora dentro, no caso uma Prusa Air, cortei a porta e coloquei um visor de vidro para acompanhar a impressao, tambem coloquei um termometro dentro para verificar
a temperatura, nao usei nenhum sistema de aquecimento, apenas a propria impressora, com a mesa em 110o C.Para minha surpresa a cabine funcionou melhor do que o esperado, todas as pecas impressas nela, independente do tamanho, nao apresentaram warp e nem descolamento de camadas, lembrando que testei com ABS, pois o PLA nao tem esse problema, o PLA nao contrai durante a impressao.A temperatura rapidamente atinge a faixa de 50o C e continua subindo se a caixa ficar totalmente fechada, para controlar a temperatura interna, abri 1 dedo na parte superior da caixa, dessa forma consegui manter a temperatura constante em torno dos 50o C.No video abaixo, vejam a impressora imprimindo dentro da caixa.Nas imagens abaixo, podemos ver uma caveira dividida em duas pecas para serem coladas, com 17 cm de comprimento, alem de nao apresentar nenhum descolamento de camada, a base nao apresentou warp significativo, ou seja, muito pouco para o tamanho da peca. Para ampliar as imagens, basta clicar nelas.Na ultima imagem, com as duas partes da caveira juntas, podemos ver uma pequena fenda, menor que 1mm no encaixe do contorno dos olhos, sendo que no encaixe do "nariz", entre os olhos e a parte de traz nao tem nenhuma fenda, ou seja o warp no canto dos olhos foi minimo, menos de 0,5mm em cada peca.Eu ja havia tentado imprimir essa mesma caveira, sem cabine, com 75% do tamanho, mas o warp era muito grande, nao permitindo um bom encaixe das parte.Portanto, a primeira dica e que "cabinar" a impressora 3D facilita muito a impressao de pecas grandes em ABS e minimiza muito o efeito warp, sendo zero o efeito warp na maioria das pecas.Mas antes de cabinar a sua impressora, tenha certeza que a eletronica nao vai super aquecer e queimar, no caso da Prusa Air, ela usa uma eletronica Gen7BR com ventilacao e dimensionada para a mesa aquecida de alta amperagem, ja imprimiu mais de 60 horas dentro da cabine e nao teve nenhum problema com a temperatura elevada.Vendo um resultado tao positivo com a cabine, pretendo iniciar um novo projeto de impressora no formato cubico, facilitando o fechamento da mesma quando necessario para imprimir pecas grandes em ABS.2a) DicaUma das coisas mais chatas e o descolamento da peca da mesa durante a impressao, por muito tempo utilizei a fita de Kapton e mesa em 110oC, porem com o passar do tempo, o Kapton vai estragando, e perdendo a aderencia, precisando ser trocado. Fora isso a superficie da peca fica com marcas das emendas do Kapton.Outra solucao e utilizar uma placa de vidro, com cola de PVC espalhada com uma espatula ou pincel, essa forma de imprimir e muito boa, e a peca nao costuma descolar, porem, a cola nao sai do ABS e se nao tiver sido espalhada de forma muito uniforme, o ABS vai ficar manchado.Ja tinha lido no forum brasileiro, RepRapBR que o uso de spray para fixar cabelo funcionava, porem "melecava" tudo, mesmo assim, resolvi fazer o teste, para isso comprei varias marcas diferentes do famoso "laque", pelo menos era esse o nome
que minha mae chamava.Realmente, a maioria deles meleca tudo, deixa uma camada de cola molhada no vidro (colocado em cima da mesa de impressao), mas o numero 1, (Karina) me surpreendeu, ele tem uma diferenca dos outros, esta escrito na lata "Jato extra seco" e realmente ao passar no vidro, parece que nao tem nada, mal se ve a camada de laque, achei que a peca nem grudaria, mas eu estava enganado, grudou muito bem !! Todas as pecas impressas com esse laque nao desgrudaram do vidro ate que o mesmo esfriasse, a temperatura da mesa para o ABS permaneceu a de sempre 110oC, apos a mesa esfriar a peca solta sozinha, devido a contracao do ABS, e o melhor de tudo, nao deixa residuo aparente na peca, a parte de baixo fica lisinha como se tivesse sido impressa no vidro sem nada, eu acredito que outras marcas com essa caracteristica Jato extra seco tambem devem funcionar bem.Testei tambem com PLA, e o resultado foi o mesmo, com uma diferenca, a peca nao solta nem depois de esfriar a mesa, pois o PLA nao contrai, e preciso usar uma espatula, estilete, alguma coisa para com cuidado descolar a peca, no meu caso de uma placa de vidro sobre a mesa.Apesar de ser um jato extra seco, recomendo passar o laque no vidro fora da impressora para evitar de contaminar guias lisas e outras partes com o mesmo, afinal e uma cola. Portanto, prenda o vidro com presilhas de papel em sua mesa aquecida depois de aplicar o laque nele fora da impressora.Outra vantagem e a facilidade de retirar o laque do vidro, apenas passando um pano com alcool. O preco de uma lata e menos de R$10,00, sendo que rende muito, pois basta passar uma unica mao rapidamente do spray no vidro. Eu gostei muito do resultado, e facil de aplicar, a peca fica bem firme no vidro mesmo tendo uma area pequena de contato, e nao deixa residuo aparente na superficie da peca.Essas eram as duas dicas para facilitar a impressao 3D que eu queria passar para voces, ate o proximo post.
Apos a finalizacao do prototipo da Prusa Air, tenho me dedicado a producao de pecas para os kits da Mendel e da Air, imprimindo pecas e mais pecas, todos os dias com as impressoras trabalhando a todo vapor.Em paralelo a atividade de producao de Kits, iniciei a criacao de videos manuais mais detalhados possiveis em portugues para facilitar a montagem dos Kits que distribuimos, esses manuais estao em um novo blog, todos os videos foram gravados em Full HD para melhor visualizacao:http://manuais3dm.blogspot.com.br/Por esse motivo, nao tinha novidades para postar aqui no blog de pesquisa e desenvolvimento ate hoje.Novo Hotend de aco inoxidavel - Iron Hotend.(Para filamento de 3mm)A alguns meses atras o Renato Parisotto, membro atuante no grupo de estudo Boteco3D, amigo e cliente da 3DMachine, apareceu aqui na minha oficina com pecas muito bem usinadas em aco inoxidavel e latao, ele estava desenvolvendo um novo hotend e gostaria que eu fizesse alguns testes.A barreira termica era de aco inoxidavel aletada, usando uma camisa de teflon por dentro com 6mm de diamentro externo e 3,2mm interno, o corpo do bico e bloco aquecedor para 2 resistores, eram de latao e os bicos furados a laser com altissima precisao, eram de aco inoxidavel tambem, com furos de 0,1mm, 0,2mm, 0,3mm, 0,4mm, 0,5mm, 0,6mm e 0,7mm.Por falta de tempo, nao testei o conjunto gentilmente fornecido pelo Renato e acabei engavetando as pecas por meses, mesmo porque o hotend RepRapBR/3DMachine funciona muito bem.O unico detalhe que me incomoda no hotend RepRapBR / 3DMachine e que a barreira termica de teflon e usada como uma peca estrutural no conjunto e o teflon nao e um material muito indicado para essa funcao por ser um pouco mole, nao permitindo o uso de rosca e por isso usa muitas pecas adicionais, dificultando a montagem do mesmo, pois se o teflon e o latao nao forem perfeitamente alinhados, ele pode vazar com o tempo e por esse motivo, todos sao enviados montados.Independente disso o Hotend RepRapBR/3DMachine continua em producao, funcionando muito bem, todas as impressoras da 3DMachine usam esse Hotend, o qual imprime por muitas horas por dia sem apresentar nenhum problema ou vazamentos, usando bicos de 0,35mm a 0,6mm, imprimindo pecas com excelente qualidade.Mas em um processo de melhoria continua, identifiquei alguns pontos que podem ser melhorados no Hotend atual, sao eles: 1-Alta integridade estrutural em todas as pecas;2-Facilidade para montar, sem necessidade de alinhamentos;3-Facilidade de desmontar para limpeza;4-Mais curto para ganhar mais altura no eixo Z; 5-Trocar apenas o bico (0,5 ou 0,3, etc.) sem desmontar o resto.6-Aprova de vazamentos;Por que Aco Inoxidavel ?Eu ja tinha visto na internet, em sites gringos, muitos modelos de Hotends, cuja a barreira termica era feita com aco inoxidavel, material esse que garante a integridade estrutural do conjunto, fora isso a condutividade termica desse material e uma das mais baixas para os metais, de apenas 15,9 k. Para se ter uma ideia da diferenca, veja a tabela abaixo:Prata = 428 kCobre = 398 kOuro = 315 kAluminio = 247 kLatao = 120 kAco Inoxidavel 15,9 kTeflon = 0,25 kBaquelite = 0,15
kModificacao das pecas:O Renato ja tinha me alertado que nos testes dele, o bico de aco inoxidavel nao funcionava bem, acredito que devido a baixa condutividade termica, por isso fiz a Primeira alteracao:Usinar bicos de latao com furos de varios diametros diferentes.Segunda modificacao:Diminuir o bloco aquecedor para usar apenas 1 resistor de 5w - 6R8 igual ao outro hotend.Terceira modificacao:Retirar a rosca da parte superior da barreira termica e refazer o pescoco dessa area igual a barreira de teflon do hotend atual, para encaixar no extrusor de maneira padrao, seja com o uso de parafusos laterais ou base de metal.Quarta modificacao:Abrir o furo do corpo do bico para 3,5mm, estava com 3,2mm.Por dentro da barreira termica de aco inoxidavel passa um tubo de teflon com 6mm de diametro externo e 3,2mm de furo para passagem do filamento, ele tem praticamente todo o comprimento da peca de inox, menos 2mm em cada ponta.Montagem do Bloco Aquecedor:O corpo do bico e o furo por onde ele passa tem agora uma rosca de 6mm para sua fixacao, isso permitiu fazer um bloco menor. Outra modificacao, foi colocar um parafuso M3 que serve para prender o termistor e ao mesmo tempo travar o resistor no lugar, facilitando a montagem, pois os componentes ficam firmes no lugar.Nao dispensei o uso de fita de teflon para fazer o isolamento termico do bloco aquecedor, esse novo layout facilitou muito o ato de "mumificar" o bloco.Para quem nao sabe, isso evita que o bloco irradie calor para a peca que esta sendo impressa e tambem faz o bloco aquecer de forma mais eficiente.Adicionei um conector de 4 vias para facilitar a troca do Hotend.Testes Preliminares:1o) Teste - aquecimento sem ventilacao forcada.Conectei o Iron Hotend na minha velha Prusa Air, fora do extrusor e fixei um termistor extra na lateral superior do inox, liguei esse termistor na entrada da mesa aquecida, assim posso monitorar graficamente o aquecimento da parte superior do inox, pois essa e parte que encaixa na base do extrusor.Liguei o Hotend e defini a temperatura de 230o C, fiquei surpreso como subiu rapido a temperatura, levou apenas 1 minuto para atingir 230o C usando apenas um resistor de 5w (6R8). No grafico abaixo podemos ver na linha azul (onde marcaria a aquecimento da mesa) a temperatura da parte superior do inox (barreira termica), vejam que demorou 15 minutos para atingir 80 o C.Depois de quase 1 hora, a temperatura da parte superior do inox estava se mantendo perto dos 90o C com o bico em 230o C. Subi a temperatura do bico para 250o C e coloquei um pregador de roupa para melhorar a leitura do termistor que estava encostado na parte superior do inox, vejam que a linha azul parou de oscilar.Apos 2 horas com o Hotend ligado e definido em 250o C a parte superior do inox atingiu 99oC e se manteve assim, essa temperatura e muito alta para ficar em contato direto com a base de plastico do extrusor, fora isso, o ABS dentro da barreira termica pode expandir e travar, entupindo o sistema, portanto,
vamos ao segundo teste.2o) Teste - aquecimento com ventilacao forcada. Para realizar o segundo teste, precisava instalar um ventilador para refrigerar as aletas da barreira de aco inox. O Thiago Peixoto, tambem membro do grupo de estudo RepRapBR ja havia feito um duto de ar para essa finalidade e enviou os arquivos prontamente para mim, porem vou ter que editar o arquivo devido a diferenca de comprimento total do Iron Hotend.Portanto, para agilizar o teste improvisei um duto de papel com um ventilador de 12v de 40x40x10mm. Instalei o duto/ventilador sem desligar o aquecimento Hotend para ver graficamente a diferenca.Assim que, liguei o ventilador a temperatura na parte de cima do inox comecou a cair rapidamente (linha azul) e estabilizou em 40o C. O PWM do hotend nao teve que fazer um esforco extra significativo, para manter a temperatura da parte de baixo em 230o C, como pode ser visto em verde no grafico PWM, creio que o teflon continua ajudando nisso.Subi novamente a temperatura do hotend para 250o C e aguardei durante 1 hora, as leituras foram: 250oC no bico, 152o C na parte de baixo do inox e, apenas 38o C na parte superior do inox.No grafico acima, a linha azul esta medindo a temperatura da parte superior da barreira termica feita em aco inoxidavel.3o) Teste - Impressao de pecas.Ja estava ficando ansioso para iniciar os testes de impressao.Para fixar o Iron Hotend no extrusor, usei dois parafusos M3 de 30cm que passam por dois buracos na base do extrusor, travando a barreira termica pelo pescoco.O extrusor utilizado foi o AJGW, ele foi projetado pelo Alain do grupo de estudo RepRapBr e pode ser baixado aqui, hoje esse extrusor equipa todas as minhas impressoras, alem de ser muito bom, e muito pratico na hora de trocar o filamento.O Hotend ficou muito firme com esse sistema de ancoragem, porem algumas pessoas vao me falar que se mantiver a base de aluminio para prender o hotend no pescoco, vai ajudar a dissipar o calor, porem dessa forma, ganhei mais alguns milimetros na altura do Z.O conjunto ficou bem mais simples.Primeiro teste de extrusao do Iron Hotend, sem problemas.A primeira peca escolhida, foi uma das pecas da impressora, um endstop. Notem que, fixei o duto de papel abaixo do carro X do lado esquerdo, ele esta soprando diretamente nas aletas da peca de aco inox.A primeira impressao ocorreu sem problemas, usei um bico com 0,4mm de diametro, e altura de camada de 0,3mm.A segunda peca a ser impressa foi um polvo, ja conhecido pelo pessoal.A qualidade ficou muito boa, apesar de imprimir em velocidade alta e com camada de 0,3mm de altura.Depois imprimi um vaso que tambem e bem conhecido pelo pessoal das impressoras 3D.A impressao ficou otima, porem notem que algumas camadas descolaram um pouco, mas isso nao foi culpa do Hotend e sim da minha garagem que estava muito fria as 3 horas da manha !!Apos 3 horas imprimindo sem parar, queria saber como andava a temperatura na parte superior da barreira termica, foi quando notei que existe um furo na
base do extrusor, logo abaixo da dobradica do filamento, onde podia ver o aco inox da barreira.Usando novamente um termistor com pasta termica, consegui medir a temperatura, a qual estava em 55o C !Conclusao.O Iron Hotend passou com louvor nos testes preliminares, nao vazou nada, aqueceu muito rapido e se manteve nas temperaturas desejadas em todas as partes. Hoje ele continuou imprimindo o dia todo e ate agora nao apresentou problemas.Quanto a utilizar a ventilacao forcada, ja era previsto para esse modelo de Hotend. Pode ser que com uma barreira de aco inoxidavel mais comprida, e com mais aletas, nao precise, porem queria um hotend bem curto, e nao ha problemas em colocar um pequeno ventilador com um duto impresso em ABS, pois melhora muito a eficiencia desse sistema e e muito facil de instalar.Proximos passos:Vou desenhar um duto para ser usado com um ventilador menor, de 30x30x10mm, feito isso, usinarei mais algumas unidades do Iron Hotend e pedirei a ajuda da comunidade RepRapBR para que alguns membros voluntarios me ajudem a testar os prototipos, e se tudo der certo em breve teremos mais uma opcao de Hotend no mercado nacional.Ate o proximo post.