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terça-feira, 22 de fevereiro de 2011

Encontro do dia 20/fevereiro/2011 (08)


Este foi um ótimo encontro, estavam presentes: Jorge L., Alain Mouette, Luis Viola, André Oliveira e Pedro Melo.

Este foi mais um encontro de trabalho que de conversa, e tudo com grandes sorrisos :)

Finalmente eu levei a Eletrônica toda montada. Está sobre uma base que vai ficar atrás da estrutura do conjunto. Ali estão: a Motherboard do RepRap, a Placa do Extruder, o conversor USB - Serial TTL, um driver extra para o aquecedor da extruder e o conector para o Driver padrão PC / CNC.

Agora com o conjunto todo pronto, o novo bico da extruder e o novo trator, nós conseguimos fazer a extruder funcionar!

Instalamos também o motor mais forte mas ainda há alguma coisa a ajustar.
Mesmo depois de abaixar a velocidade de extrusão, ainda falhava às vezes...


Antes disso, passamos um bom tempo ligando o Driver GLB à mesa XYZ, a dificuldade maior foi a qualidade da documentação chinesa. Depois de testar no PC com o TurboCNC, ligamos direto na eletrônica da RepRap:

Conseguimos movimentara mesa algumas vezes pelo Software da RepRap.

Mas agora falta fazer tudo isso funcionar harmoniozamente, agora vem a parte interessante
  • A extruder ainda não nos deu aquela sensação de confiança que precisamos, falta compreender muita coisa que está acontecendo ali
  • O controle dos drivers da mesa funcionou e depois parou
  • O Software da RepRap está muito instável, já saiu uma versão nova que precisamos instalar
O próximo encontro promete...

segunda-feira, 21 de fevereiro de 2011

Novo Trator para a Extruder

Na sexta feira eu consegui fazer um novo trator para a extruder, parece que é um prograsso, não sei se é a solução definitiva. Os motivos da melhoria são simples:
  • Eu usei um parafuso com aço comum (aço 1020) em vez de um super-hiper-parafuso. Para isso bastou usar um Parafuso sextavado 5/16" x 2  1/2" que tenha o corpo liso. As dimensões são quase iguais (7,94 x 8mm)
  • Usei um Macho de 6mm. isso me deu dentes duas vezes maiores e mais profundos, a tração melhorou por causa disso
  • Usei um método tosco para fabricação e com isso a forma dos dentes ainda deixa a desejar. Acho que uma versão feita com ferramentas adequadas ainda seria muito melhor
 Prendi o parafuso numa morsa com dois rolamentos, um está preso por dois parafusos e o outro está solto, dois pedaços de madeira mole evitam destruir os rolamentos. O parafuso gira livre.

As arruelas e uma porca maior servem de apoio e ajuste de posição e dispensam a ranhura prévia. Com a furadeira em baixa rotação, logo o parafuso começa a girar sob efeito da rosca.
Os dentes se formam rapidamente.
Um pouco de acabamento, senão nem o rolamento sai mais...
Lindo...
Montado no lugar. O alinhamento não está perfeito, seriam necessárias arruelas de diversas espessuras para um ajuste fino.

E finalmente dá para ver que as marcas do trator no plástico são bem mais profundas que anteriormente. Veremos ainda como que isso se comporta na prática...


Novo: veja a continuação com detalhes em Refazendo o Trator da Extruder. Tive que refazer e aproveitei para icluir um video do processo.

quarta-feira, 16 de fevereiro de 2011

Novo Bico da Extruder - Atibaia

Este Domingo foi muito interessante, fui a Atibaia visitar o Fábio Gilii e fizemos um novo bico!

Primeiro uma notícia interessante, finalmente o ABS chegou! Um belo pacote de 5 Lb, comprado na 3D-ink. Não conheço outro plásticos com detalhes, mas ele é bem lisinho e tem um diâmetro de 2,85mm. Esse material está em falta na maioria dos fornecedores, por isso só encontramos na cor preta...
Fazer peças usinadas no Torno e Fresa é muito mais trabalhoso e demorado do que imaginamos, começamos logo após o almoço e terminamos já à noite.

Primeiro fizemos os blocos aquecedores, isso levou várias horas... Foram feitos 2, então temos um de reserva para outras experiencias.

Detalhe: a Fresadora foi feita pelo próprio Fábio!!!
Bloco aquecedor (clique para ampliar)
O bloco ficou ótimo! Eu redesenhei copiando todas as idéias do Adrian, aqui e aqui.

Simplificamos a rosca, que passou a ser encaixe liso com aperto com um parafuso M3. 100% aprovado, isso não só facilitou a fabricação mas ficou melhor para montar, desmontar e ajustar a posição.

Também foi "tropicalizado": o resistor é de 6R8 5W fácil de achar (comprado na Ohmega), e o termistor tem um furo com uma parte mais larga para a isolação de "Espaguetes de fibra de vidro" (comprado na Casa Ferreira). O adesivo de alta temperatura de Kapton veio direto da China: High Temperature Tape.
O thermistor foi comprado na Mendel-parts. Novo: agora tem na Mouser.

Em seguida fizemos o bico da Extruder...

A broca de 0,5mm é tão fina que foi preciso realinhar o Torno e mesmo assim ainda estava crítico. Teve uma hora que eu vi a broca dobrar e o Fábio conseguiu tirar sem quebar nada! Isso não é pra qualquer um.
Depois de bastante trabalho (só do Fábio), um bico que eu, pelo menos, achei lindo.
Fizemos também um novo Bloco de Teflon (sem foto). O bloco de Madeira (Maçaranduba) foi levemente alterado. Cada peça foi ajustada sobre a anterior, então tudo se encaixa perfeitamente.


Novo Bico da Extruder montado (clique para ampliar)
Montando tudo, ficou um ótimo conjunto, o bloco aquecedor é muito prático para montar.

Um aspecto interessante deste projeto é que o aquecimento ocorre exatamente no ponto desejado.

O resistor mais afastado pruduz uma temperatura mais estável porques as oscilações ficam reduzidas pelo corpo do bloco.

Não é útil ter vários resistores, basta ter um com potência que seja suficiente. Interessante é direcionar melhor o calor.


O novo Bico foi m grande parte copiado do último Adrian. Detalhe muito importante: tem o mesmo diâmeto no PTFE e no latão: 3mm!

O PTFE (Teflon) agora entra dentro do latão, isso minimiza o problema de dilatação do PTFE com a pressão e temperatura elevados. Mesmo assim um pouco de plástico (5mm) derrete dentro da parte fora do latão.

A força da extrusão agora é exercida toda num bloco de apoio, melhou muito. No original é um material de alta resitencia a temperatura, PEEK, mas a madeira funcionou perfeitamente: não esquenta, não deforma e não queima.

O bloco aquecedor pode ser ajustado, deve ficar bem próximo ao bico. O furo do Termistor pega a temperatura no meio do bloco, do lado oposto ao resistor.

Desenho Completo: BicoExtruder01.pdf

Estão ligamos tudo e funcionou... como é maravilhoso !!!

Mas ainda temos problemas:
  • O trator do  plástico está patinando, parece que os dentes são muito rasos.
  • O motor está fraco, às vezes falha. Precisda de uma pequena ajuda manual. Mesmo aumentando a tensão no motor para 18V.
  • Os dois problemas acima são independentes e se somam: patina se mesmo empurrando à mão.
  • Temos um motor Nema17 de 4,5kgf.cm na Masmorra...
  • O Controle de Temperatura PID deixa muito a desejar, o Gil Pinheiro trabalha com isso e já me ajudou a compreender o que está errado. Breve teremos um sistema melhor, por enquanto está suficientemente bom para continuarmos os testes.
 Outras considerações:
  • o apoio entre o PTFE (Teflon) e o latão foi feito plano para distribuir melhor a pressão, mas mesmo assim ouve um "achatamento". Talvez a opção original de usar uma rosca melhore esse aspecto.
  • O Antonio Santos havia passado este link em que fazem um reforço de cobre em volta do PTFE. Esta nova geometria melhora o problema, mas deu para perceber que mesmo assim existe uma dilatação de uns 5mm de comprimento. Farei mais testes quando tivermos um motor mais forte.

quinta-feira, 10 de fevereiro de 2011

Primeiro teste de Extrusão com plástico

Ontem eu liguei a Extruder... Primeiro tive que desmontar tudo e limpar o canal de novo, não estava funcionando o movimento do plástico nem a frio porque emperrava na transição do Teflon para do Latão. Tirando rebarbas e limpando mais um pouco ainda, ficou ok.

Como o controle de temperatura já está funcionando, liguei para Sir Jorge para dar um apoio moral e coloquei a coisa para rodar...

Não funcionou :( :(  Saiu alguns milímetros e parou, experimentei virar o plástico, aumentar a temperatura, diminuir, tudo... e sempre saiu só alguns milímetros e parou logo.

Removendo o plástico da extruder acho que encontrei o problema, veja as fotos.

Temperatura de 200°C
Temperatura próxima a 300°C

Aumentando a temperatura não melhora nada... tem algum muito errado. analisando os vários pedaços retirados, todos parecidos com essas fotos, o que parece que está acontecendo é o seguinte:
  • o diâmetro interno do Teflon é 3,5mm e o do latão é 3,2mm
  • o plástico derrete um pouco além do guia de latão (e para dentro do Teflon) e com a pressão do motor forma um tampão com diâmetro maior
  • essa tampão acaba ficando frio demais para entrar novamente no latão mais fino.
  • O Fábio ainda sugeriu que pode também estar acontecendo o seguinte: a pressão pode estar fazendo o plástico derretido "fluir para cima" e piorar ainda mais as coisas.
Estudando o novo Extruder Adrian, percebi que eles atacaram o problema com algumas alterações:
  • O diâmetro é o mesmo em todo o percurso. Acho que nós apenas tivemos azar de comprar um bico com diâmetros desencontrados. Eu até acho que latão poderia ser 0,1mm maior.
  • O teflon que entra dentro do latão... isso deve servir como um pré-aquecimento e também deve prevenir o surgimento do tampão que está nas fotos.

Conversei com o Fábio Gilii, já comprei material Teflon e Latão na Florêncio de Abreu e no domingo vamos fazer novas peças.

Esta foi uma experiência negativa, mas achei importante registrar aqui para aproveitar o  conhecimento adquirido. Aguardo por comentários e sugestões, principalmente novas idéias sobe o que pode estar acontecendo.

quarta-feira, 9 de fevereiro de 2011

Testes de Aquecimento

Montei a Extruder na placa de Eletrônica, agora a temperatura está bem mais estável. Varia de 185 a 188°C, com o setpoint em 190°C... nada perfeito, mas aceitável.

 Agora que a extruder está completa, a massa do bico fornece a inércia térmica e permitiu que o PID opere normalmente.

A grante diferença é que fiz um furo bem na ponta para o Termistor, bem fundo para pegar a temperatura real do bico e está montado com pasta térmica para melhor acoplamento.

O aquecimento é feito pelo fio de NiCr (que o Viola importou) e o termopar do multimetro de referencia está no meio do fio aquecedor.
 O que está acontecendo é que quando o aquecedor liga, a temperetura medida pelo termopar aumenta até 280°C e quando desliga cai para 160°C, mas isso é a temperatura do fio de NiCr! A temperatura do termistor aumenta devagar só uns 2°C!

É bem provável que a temperatura do furo por onde passa o plástico varie bastante, mas a temperatura de saída com certeza está estável... Será que isso é aceitável? Acho que só saberemos quando começarmos a fazer peças...

O bloco de madeira parece cumprir sua função perfeitamente. A temperatura na lateral já é baixa o suficente para por o dedo e a 1cm distante já está fria.