Diseño mecánico, Impresora 3D.

Introducción

El siguiente proyecto consiste en el diseño y modificación de una impresora 3D Anet A8 para mejorar la seguridad, estructura, control y conectividad. Gracias al nuevo diseño, la impresora se podrá controlar remotamente a través de la instalación de un servidor web, además de poder monitorizar parámetros importantes que intervienen en el proceso de impresión como la temperatura.

Se diseña un pequeño bastidor «inteligente» el cual protege y refrigera la máquina de forma autónoma. El objetivo de la estructura también es disminuir el ruido producido durante la impresión.

La máquina diseñada es para uso doméstico aunque se puede enfocar para uso industrial.

Diseño mecánico

Extructura exterior

Con el objetivo de proteger la máquina se diseña una estructura con perfil de aluminio 20×20 mm, la cual tiene la función de aislar la máquina del exterior para imprimir materiales que necesitan mantener temperaturas altas durante la impresión, como por ejemplo el ABS además de aislar el ruido que se genera durante la impresión y proteger de elementos externos como el polvo. La estructura también tiene añadido un ventilador para refrigerar cuando la impresión concluye.

La estructura se esambla a través de tornillos, mecanizando los perfiles.

En la parte superior se añade una tira Led para mejorar la visibilidad interna y una cámara Raspberry Pi que permite transmitir el estado de la impresión en tiempo real. La placa de control se sitúa en la parte superior, los datos se muestran en la pantalla LCD. Las imágenes siguientes muestran cada una de las partes comentadas anteriormente:

La alimentación del material, se realizará por la parte superior, fuera del bastidor, para poder realizar cambios rápidos de rollo.

Impresora 3D

El modelo de impresora original es una Anet A8, la cual se ha integrado en la estructura metálica citada anteriormente, para dotarla de una mayor robustez y disminuir vibraciones.

Con respecto a la cama caliente, se ha añadido un sensor de nivelación 3D BL touch, eliminando ajustes repetitivos y mejorando la nivelación de la cama.

Para integrar la impresora a la estructura, se diseñan piezas para imprimir en ABS (color amarillo).

Software

Software de control de la impresora 3D

A través de Marlin 2.0 (Firmware) se activa el sensor anteriormente comentado, BL 3D touch. Este Firmware nos permite añadir funciones para poder personalizar el funcionamiento de la impresora.

Se utiliza Arduino (software de control) para introducir el programa en la placa base.

Servidor para control remoto, Octoprint

En la Raspberry Pi, se instala el servidor de Octoprint web que nos permitirá controlar la impresora a través de la red.

A través de OctoPrint, se conecta la cámara y se controla los relés para poder activar y desactivar el sistema cuando termine la impresión y ahorrar energía. También se podrá controlar el ventilador de refrigeración y tira Led.

Diseño cuadro eléctrico

Se diseña un cuadro eléctrico para almacenar todos los componentes electrónicos y además se añaden elementos de protección para evitar posibles incendios y posibles daños en la instalación. Estos elementos son un interruptor magnetotérmico y un diferencial.

A continuación se muestra un esquema del cuadro eléctrico en 3D y un esquema eléctrico.

Conclusión

• Se diseña una estructura para dotar a la impresora 3D de mayor robustez, aislar del ruido, aislar térmicamente y proteger del polvo.
• Gracias a la instalación del firmware se puede personalizar el software de control.
• La impresora se controla remotamente a través de un servidor web.
• Se añaden elementos de protección eléctrica para evitar posibles incendios.