Cómo convertir su impresora 3D en un plotter en dos pasos


Un plotter o trazador es un dispositivo que puede dibujar texto e imágenes en papel con un utensilio ( por ejemplo un bolígrafo). 

Si pensamos en en el hardware necesario , podemos pensar que un buen atajo puede ser una vieja ( o no) impresora 3D pues estas ya incluyen todo el hardware y la electrónica que necesitamos: sólo hay que encontrar la manera de adjuntar un utensilio de dibujo y cómo decirle que dibuje.

En realidad como vamos a ver es mucho más fácil de lo que nos podemos imaginar, asi que en esta publicación de blog, aprenderá cómo puede hacer su propio dibujo de impresora.

Ejemplo del primer dibujo de su impresora 3D! 

Convertir una impresora 3D en una impresora 2D

Quizás se pregunte cuál es la utilidad de convertir una impresora 3D en algo que pueda dibujar imágenes 2D en un papel. Después de todo, las impresoras convencionales hacen eso desde hace varias décadas, ¿no es eso un paso atrás?

Pues , un plotter le permitirá dibujar con bolígrafo, lápices de colores, crayones, marcadores e incluso una pluma (básicamente todo lo que pueda dejar marcas en un papel). Pero no solo eso, incluso podemos dibujar en diferentes materiales, como cartón o vidrio. También puede ser creativo con tipos de tinta únicos, como dorada, plateada o que brillan en la oscuridad

Una utilidad innegable para los electrónicos es ayudar en la fabricación de circuitos impresos pues normalmente el diseño de la pcb se realiza calcando el diseño en la parte del cobre y luego hay que volver hay que repintar el diseño con un rotulador edding ( Además incluso puede ayudar en el taladrado con un cnc los orificios para los componentes)

Paso 1 – Colocación de un utensilio de dibujo

Desea montar de manera confiable un bolígrafo en el cabezal de la impresora y asegurarse de que la punta del bolígrafo quede un poco por debajo de la boquilla. Empecé diseñando una pequeña parte de este propósito. Se sujeta al cabezal de la impresora utilizando un pequeño tornillo M3 para fijar el bolígrafo en él:

Puede conseguir el modelo en thingiverse aquí . Debe adaptarse a cualquier impresora Creality Ender-3 o CR-20, y posiblemente a otras impresoras Creality. También es personalizable, por lo que puede modificar las dimensiones (si desea colocar un marcador más grande o necesita un ajuste más ajustado con la impresora).

Para otras impresoras, deberá diseñar su propio mecanismo de montaje (cuando lo haga, comparta un enlace en los comentarios). Si bien también es posible usar tornillos para montar el bolígrafo, personalmente prefiero el mecanismo de recorte, ya que me permite cambiar entre los modos de impresora 3D y trazador muy rápido, y también cambiar los bolígrafos muy rápido.

Paso 2 – Calibración

Una vez que haya montado correctamente su lápiz en su impresora, es hora de calibrarlo. Deberá adjuntar una hoja de papel a la cama de la impresora:

Bolígrafo montado, papel adjunto, ¡listo para su comando!

A continuación, deberá encontrar la altura correcta para imprimir. Se recomiendo usar Repetier Host pen lugar del clasico Cura, pues Repetier Host hara todo mucho más fácil ).

Antes de comenzar, asegúrese de que la plataforma de la impresora esté nivelada y que tanto la boquilla como la plataforma de la impresora estén frías.

Después de ubicar su impresora, vaya a la pestaña «Control manual» dentro de Repetier y mueva el cabezal de impresión hacia arriba hasta que la punta del bolígrafo esté por encima del papel. Luego, mueva su eje X / Y al borde de donde desea que esté su dibujo. Finalmente, mueva el eje Z hacia abajo en incrementos de 0,1 mm, hasta que vea que la punta del bolígrafo toca el papel. A continuación, puede mover un poco la X / Y y comprobar que el bolígrafo realmente deja un rastro en el papel. Cuando termine, observe los valores X / Y / Z que aparecen en la línea superior:

Calibración de la posición de su lápiz en Repetier Host.

En mi caso, los valores fueron 47 para X, 40 para Y y 14,6 para Z. Usaremos estos valores en breve cuando generemos el archivo GCode para imprimir.

Paso 3: elegir qué imprimir y generacion del gcode

Esa es una dificil pues existen infinitass opciones. Sin embargo, deberá obtenerlo en formato vectorial, por lo que si usa Google Imágenes, agregue el texto type:svg al final de su consulta de búsqueda. También puede convertir imágenes JPEG y PNG a SVG , pero sugeriría comenzar con algo que ya viene como un vector para simplificar las cosas.

Cuando se comenza un proyecto asi seguro que se piensa en el tiempo para conseguir el hardware correcto, pero se sorprenderalo rápido que se hace funcionar la parte del hardware. Sin embargo, el software es otra historia completamente diferente; como siempre, el software es donde reside la verdadera complejidad .

 Además de Repetier Host mencionado anteriormente, también necesita obtener Inkscape (que, por cierto, ¡también es útil si desea crear arte de PCB !).

Dentro de Inkscape, cree un nuevo archivo y vaya al menú Archivo → Propiedades del documento (Acceso directo: Ctrl + Shift + D). Luego, establezca el tamaño del documento un poco más pequeño que el tamaño de la cama de impresión y asegúrese también de usarlo mm para las unidades.

Una vez que haya establecido el tamaño, puede importar cualquier archivo SVG que desee o simplemente dibujar un texto con la herramienta Texto:

Cuando termine, con el texto aún seleccionado, haga clic en el menú Ruta → Objeto a ruta (Mayús + Ctrl + C). Esto convertirá el texto en una serie de puntos conectados por líneas, lo cual es necesario para alimentar la impresora. Puede agregar más elementos como espirales y formas de estrella, repitiendo la operación «Objeto a ruta» para cada uno:

Al imprimir, los objetos no se rellenarán, por lo que es posible que desee eliminar su color de relleno y establecer su color de trazo en negro (o el color de su lápiz), para obtener una representación más precisa del resultado final. Seleccione todos los objetos (Ctrl + A) y luego elimine el relleno y aplique color negro para el trazo (Ctrl + Shift + F):

Establecer el color de la pintura de trazo en negro

Cuando esté satisfecho con el resultado, es hora de generar el GCode para la impresora. Usaremos una extensión llamada «Gcodetools», que viene incluida con Inkscape (si no, tiene una versión anterior y necesita actualizar).

Comenzaremos definiendo los puntos de orientación, que le dicen a la impresora cómo mapear las líneas en la pantalla en el papel. Vaya al Menú de extensiones → Gcodetools → Puntos de orientación  y después de asegurarse de que el modo “2 puntos” esté seleccionado, haga clic en Aplicar y luego en Cerrar . Ahora debería ver dos nuevos elementos de texto agregados en la parte inferior de su dibujo:

Estos son los puntos de orientación. Cada punto es una lista de coordenadas X, Y, Z que especifica la ubicación de destino de ese punto en el sistema de coordenadas de la impresora. Debe editarlos para que coincidan con la X / Y que encontró en el paso de calibración y establecer la Z (la tercera coordenada) en 0.

Edite el texto en el punto izquierdo y actualícelo para que contenga las coordenadas X / Y que encontró. En mi caso lo fue (47; 40; 0). Para el punto correcto, agregue 100 al valor X, copie el Y / Z del primero, por ejemplo (147; 40; 0):

A continuación, necesitamos generar una herramienta y configurar su velocidad. Este paso es opcional, pero si no lo hace, su impresora se dibujará realmente muy lento. Vaya al menú Extensiones → Gcodetools → Biblioteca de herramientas  y seleccione «predeterminado» en «Tipos de herramientas»:

Haga clic en Aplicar y luego en Cerrar, y debería ver un rectángulo verde con muchas configuraciones agregadas a su dibujo:

Puede alejar este rectángulo (junto con todos los valores) para que no se sobreponga en su dibujo. Luego, desea editar el texto y cambiar los valores de «Alimentación», «Alimentación de penetración», «Alimentación de paso» para establecer la velocidad de movimiento de la impresora al dibujar. Yo uso 4500 para todos ellos (la unidad es mm / min, por lo que este valor corresponde a 75 mm / seg).

¡Finalmente estamos listos para generar el GCode! Seleccione todos los elementos en su dibujo (Ctrl + A) y vaya a Extensiones → Gcodetools → Ruta a Gcode…

Allí, vaya a la pestaña Opciones y establezca «Escala a lo largo del eje Z» en 1, y «Desplazamiento a lo largo del eje Z» al valor Z que encontró en el paso de calibración, menos uno (encontré 14.6, así que lo configuré aquí a 13.6):

A continuación, vaya a la pestaña Preferencias y establezca el nombre del archivo de salida y la ruta del directorio cuando desee que se guarde. También puede configurar la altura segura Z en un valor más bajo, para acelerar la impresión (yo uso 5):

Finalmente, cambie a la pestaña Ruta a Gcode , configure la Función de profundidad en 1y haga clic en Aplicar. Tardará unos segundos y es posible que muestre una advertencia acerca de que no se han seleccionado rutas, que puede ignorar con seguridad. Debería ver una nueva capa en la parte superior de su dibujo, mostrando los movimientos del cabezal de impresión en el archivo Gcode generado:

En este punto, sugiero abrir el archivo .gcode en un editor de texto y verificar que se vea legítimo, especialmente que los valores Z coincidan con el valor de calibración que encontró:

¡GCode generado! Tenga en cuenta que el valor Z es 14.60000 aquí

También sugiero editar la primera linea G00 y agregar F4500 al final, de lo contrario, su impresora podría hacer que el movimiento inicial del cabezal sea realmente lento:

¡Eso es! Estás listo para imprimir. Cargue su archivo Gcode en el host de Repetier y debería ver su dibujo en la pantalla:

Diga su oración, haga clic en el botón «Iniciar impresión» y … ¡disfrute del espectáculo!

Fuente :https://urish.medium.com/

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Como fabricar circuitos impresos con una impresora 3d


Posiblemente  la primera vez que piense en adquirir una impresora 3D, es probable que piense que únicamente tienen  el propósito de generar piezas en 3d,pero lo cierto es que son maquinas polivalentes, que como vamos a ver, gracias a que son capazes de posicionarse en el espacio en los tres ejes ,  la verdad es   que cualquier impresora 3D puede imprimir placas de circuitos impresos y hacer muchas otras tareas.  

Tener en efecto una impresora 3D ofrece una infinidad de posibilidades, eso sin duda. De hecho es muy común usarla no solo para imprimir piezas tridimensionales, sino también montarle otros cabezales como un láser o una herramienta como una pequeña Dremel para hacer algún gravado. Otro uso bastante interesantes es para crear placas PCB usando la impresora 3D pues simplemente con ponerle un rotulador indeleble en lugar del fusor, podemos pintar las pistas sobre una placa PCB para luego seguir con el proceso del atacado químico.
Además, este proceso es ideal ya que hay que hacer una modificación muy sencilla a la impresora ( ya ue es reversible  )  y es algo que éste tipo de máquinas puede hacer con mucho detalle sin añadir presión mecánica a la estructura.
A continuación os dejo un vídeo sobre cómo se realiza todo el proceso, así como el resultado.

Comienzo del proceso

En efecto como vamos a ver , si está interesado en convertir su impresora en un trazador para PCB, podemos lograrlo  si bien cada impresora y software de rebanado son ligeramente diferentes, por lo que es probable que los componentes de montaje requieran un poco de pensamiento creativo para que funcione en su propia configuración.

Ya  que se supone tenemos la impresora 3d montada , calibrada y en funcionamiento ,  todo empieza con adaptar  rotuladores permanentes con punta que puede encontrar en cualquier papelería . Lo ideal  es  que se sean de calidad   (por ejemplo los modelos lumicolor STAEDTLER ) con  un ancho de punta establecido de alrededor de 0.4 mm . La razón de usar estos  marcadores es que estos modelos   pueden resistir sobre  un trozo de placa  de cobre la acción del cloruro férrico que puede utilizar para atacar las partes no impresas. 

Una vez consiga el marcado la siguiente parte es averiguar cómo montar el lápiz en la máquina.La idea es  concentrarse en usar los  tornillos que fijan el ensamblaje del extrusor al sensor de fuerza incluido en el carro del extrusor de la impresora.

Algunos puntos importantes que , influyen  en todo el diseño es  la cantidad de fuerza que se aplicaría a la punta de la pluma. La montura necesitaba un movimiento vertical para que la punta de la pluma no solo se aplastara por la fuerza de la cama presionando sobre ella, (así como el espacio de maniobra que tiene  el bolígrafo en su montura). Si el lápiz tiene una pequeña cantidad de oscilación angular o en el eje X o Y, entonces las líneas dibujadas serán menos precisas ya que el diseño se traza, limitando la precisión final de la herramienta.

La solución puede venir  con un riel lineal en miniatura que se mecanice con precisión hasta el punto en el que no se puede detectar ninguna oscilación del riel y es lo suficientemente suave como para que el peso del soporte para el marcado  lo baje por su propio peso, sin embargo, siempre hay alternativas, pues  una búsqueda rápida de «Riel lineal en miniatura» en banggood  basatara , si bien es un poco largo así que necesitara cortarlo (aparte de eso, las dimensiones del riel parecen un candidato razonable para el diseño)

Asimismo es necesario  diseñar el soporte del marcador en 3D   para sujetarlo con un ajuste perfecto cuando se le presiona, con los orificios adecuados para los tornillos para montarlo en el riel lineal y luego posteriormente en el soporte de montaje.( atención cuidado con  el ensamblaje del extrusor sin usar pues de  desconectarlo provocara el apagado de la máquina con errores de sensor  y además, una de las mejores maneras de acortar la vida útil de los conectores eléctricos es hacer y romper las conexiones una y otra vez).

Engañar a su impresora 3D  para usarla como plotter

A estas alturas, tenemos un bolígrafo pegado a la   impresora 3D  de modo que se hace necesario  averiguar exactamente cómo se va » a engañar a la máquina»  para usarla como plotter

Una  primera idea puede venir con diseñar  el pcb como  un modelo 3D y hacerlo de una o dos capas de grosor., de esa manera, cuando la máquina intente imprimir la pieza, en realidad hace que el lápiz trace toda el área de superficie que se haya diseñado. Sin embargo, con esta idea hay un pequeño problema , ya que con la configuración de corte estándar, el extrusor simplemente se mueve sobre los huecos, pero con el lápiz en su lugar, dejará una línea que rastrea estos movimientos. 

Revisando  la configuración de la cortadora ( sliccer) , existe  una función de elevación Z utilizada para minimizar el extrusado para los  fugas. Si se establece el valor en un valor lo suficientemente alto como para que la punta del lápiz se elimine de la superficie de la parte donde hay «espacios» es suficiente ,Asimismo al hacer propio perfil de corte para el plotter, también es interesante ajustar todos los ajustes de temperatura en la extrusora y la cama caliente a temperatura ambiente,ya que no es necesario calentar en este proceso. Por ultimo  es necesario cambiar  el diámetro de la boquilla a 0,3 en la configuración para que coincida mejor con el diámetro de la punta del lápiz. ( se debe seleccionar  un valor un poco más pequeño para garantizar que haya  superposición en las líneas dibujadas en grandes áreas de relleno (esEs posible que esto genere un problema en el que la línea de tinta nueva se redisuelva y dañe parte de la línea anterior, pero es difícil que ocurra)

Con los perfiles de rebanado establecidos,  para resumir los ajustes  importantes:

> LIFT Z (configurado como 5mm +) 

> Temperaturas bajas (de lo contrario, usted calentará su cama y la extrusora por nada) 

> Cambie el diámetro de la boquilla a su criterio (menor valor, mayor resolución de trazado … hasta un punto)

Posicionamiento de su placa 

La posición de su trama es bastante importante cuando usa su plotter  pues necesitamos saber dónde va a comenzar la máquina a dibujar nuestra trama de modo que coloquemos  nuestra placa  con revestimiento de cobre en esa posición. 

Para ello puede seguir unos sencillos pasos:

  1. Haga un cuadrado del mismo tamaño (o un poco más grande) que su  placa
  2.  Elija una ubicación para él en su software de corte, si tiene una cuadrícula que le ayude a usar coordenadas x / y fijas
  3. Coloque el cuadrado en la cama de impresión (puede que quiera cubrirlo con papel o cinta adhesiva cuando haga esto)
  4. Coloque y asegure su tablero revestido de cobre a la cama de impresión usando el cuadrado trazado como guía
  5. Coloque su trama verdadera en la misma posición que su trama de guía cuadrada
  6. Esperemos  que lo hayas hecho bien y comiences a trazar! (Se recomienda realizar pruebas en seco si no está seguro de su precisión)

Traze su PCB

Lo siguiente que debe hacer es solucionar cualquier problema en la configuración de la trama o en el soporte de su pluma, verificando  si hay defectos y, cuando tenga tiempo, intentar ajustar su configuración para eliminarlos.Pero honestamente, si su trama se desprende de la impresora de manera limpia, es posible que desee inspeccionar sus huellas y rellenar los orificios o cortar cualquier cortocircuito en la tinta de la pluma con la mano.

Lo mejor es que una vez que se sintoniza este proceso, es limpio, seguro y relativamente rápido. Por lo general, a los errores les sigue algo de acetona, lana de alambre y, a continuación, la repintación en la cama para otra grieta.

Grabar su PCB

Ahora una vez impreso las pistas toca  el ataque químico , el cual para bien o para mal sigue siendo para aficionados  el cloruro férrico puesto que no es peligroso  y ataca  con bastante precision  y suficientemente  rápido las partes no pintadas 

Esta  tinta resiste muy bien al grabador, pero parece romperse cuando las pistas son  muy delgadas , pero para resolver el problema  hay personas que les gusta retocar  el PCB después de grabar como una forma de pantalla de seda, 

 

En siguiente vídeo se ve todo el proceso completo  ideado por KdogGboii

Via Instructables.com

Potente plotter con Arduino


 

En el post de hoy vamos a ver  un fantástico proyecto de JuanGg  de  un plotter de pluma capaz de imprimir en hojas de papel A4.

El plotter está diseñado para ser similar al plotter Aritma Amagrap y , para ser tan compacto y robusto como sea posible, así como confiable.

Se controla mediante un Aduino con un blindaje grbl, que acciona los motores x e y, y un solenoide utilizado para levantar o bajar el bolígrafo en respuesta al código g-code generado en inkscape y enviado a través del controlador grbl.

El resultado como podemos ver en el gif animado es realmente espectacular  mas aun sabiendo que  todas las piezas excepto los ejes se  han impreso en una impresora 3d

Para entender como funciona el plotter , el diseño de  la idea general fue dibujada en papel.

Luego, fue diseñado en la computadora con FreeCAD, y después de cuatro versiones y algunos de prueba y error, el diseño final se completó. Algunas funciones se agregaron después de la compilación para algunos agujeros para el cableado, etc.

Dependiendo de su impresora 3D , se pueden perforar algunos agujeros para que los tornillos se ajusten. Se usan grandes tolerancias, por lo que no se requiere lijado.

  • impresora:  P3 Stell
  • resolución:0.3 mm
  • relleno:20%

Todas las piezas impresas importantes se pueden descargar gratuitamente desde thingiverse  para después  imprimir  cada una

Aquellas piezas  que terminan en x1 se necesita una sola pieza y si  termina en x2 debe imprimirse dos veces :

 

Steel_shaft_6mm.stl
Last updated: 08-28-17

 768 9kb

 

Bearing_13x4x5_x4mm.stl
Last updated: 08-28-17

 756 32kb

 

Print_Right_Frame_x1.stl
Last updated: 08-28-17

 760 254kb

 

Print_Left_Frame_x1.stl
Last updated: 08-28-17

 755 277kb

 

Alu_Round_Profile_12_mm.stl
Last updated: 08-28-17

 757 9kb

 

Alu_square_profile_8_mm.stl
Last updated: 08-28-17

 752 1kb

 

Print_Paper_guide_b_x2_one_mirrored.stl
Last updated: 08-28-17

 759 30kb

 

Alu_square_profile_10_mm_b.stl
Last updated: 08-28-17

 752 1kb

 

Print_Up-down_lever_x1.stl
Last updated: 08-28-17

 750 19kb

 

Print_Switch_support_plate_x1.stl
Last updated: 08-28-17

 751 52kb

 

Print_Pen_lever_x1_.stl
Last updated: 08-28-17

 749 35kb

 

Print_Papper_roller_lever_x1.stl
Last updated: 08-28-17

 751 17kb

 

Alu_15x2_mm_profile.stl
Last updated: 08-28-17

 748 2kb

 

Print_X_axis_carriage.stl
Last updated: 08-28-17

 756 70kb

 

Print_Papper_roller_end_lever_x1.stl
Last updated: 08-28-17

 753 11kb

 

Print_Left_Frame_Y_bearing_support_x1.stl
Last updated: 08-28-17

 749 71kb

 

Alu_square_profile_10_mm.stl
Last updated: 08-28-17

 754 3kb

 

Print_Papper_roller_support_x2.stl
Last updated: 08-28-17

 751 37kb

 

Print_Electronics_support_plate_x1.stl
Last updated: 08-28-17

 Perfiles metálicos:
Para  construir el plotter se e necesitan dos tubos de latón de 6 mm de diámetro de 30 mm de largo, de 0,5 mm de espesor, para actuar como rodamientos entre el carro x y los ejes de acero.

Ademas de los tubos se necesitan  los tornillos (y sus tuercas)siguientes;

  •  1 M4x20 mm
  • 1 M4x40 mm
  • 15 m3x12 mm
  • 4 m3x30 mm
  • 10 M2.5x8mm
  • 8 tornillos de madera 2×10
  • 2 tuercas de mariposa M4 (opcional)

Electrónica:

El corazón del circuito es un  Arduino UNO al que hay conectado 1 escudo CNC arduino (con controladores)

Ademas de un pc para generar y enviar el g-code al plotter se requieren  los siguientes componentes:

  • Circuito de mosfet para accionar el solenoide con el pasador del eje (ejemplo incluido)
  • 1 switch de  parada
  • 1 Power Switch
  • 1 conector de la toma
  • 1 LED rojo
  • Resistencia de 1 470 ohmios
  • Alambres asorted
  • Cable USB

Actuadores y demás elementos :

La maquina solo tiene dos ejes en cuya intersección se colocara el soporte para el elemento que se use para pintar

Por tanto se requieren  :

  • 2 motores paso a paso NEMA 17 x 35 mm.
  • 1 solenoide con resorte de 12 v (puede usarse alguno de una impresora antigua)
  •  Miscelaneos:
    •   Rodillos de papel de una impresora antigua (también puede imprimirlos usted mismo),
    • Lija papel para pegar en el alumno de 12 mm.
    • 4 rodamientos de bolas 4mmID 13mmOD 5mm de espesor
    • Tubo de rociado de calor
    • Lazos de cable
    • Correa y polea de 6 mm de ancho
    • 6 x 12 mm de muelle

 

Como vemos es muy completa la lista de materiales no impresos ( tornillos, varillas…) en las instrucciones, pero  de todas formas, aunque esta diseñado para esas formas y materiales, no creemos que hubiera ningún problema en usar varillas de latón o perfiles de madera, por ejemplo. Todo se puede conseguir en una tienda de bricolaje o en internet y si no, se podría hacer alguna » chapucilla» y adaptarlo