Extrusor de Mendel

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Guía de construcción de Mendel en español



Obsoleto: Usa el último extrusor Mendel en su lugar (si es posible).

Esta página describe el extrusor estándar para RepRap Mendel. Hay alternativas experimentales (y mucho más avanzadas) aquí y aquí(en inglés) que te podrían interesar mirar también.

NOTA: El Geared_Nema17_Extruder es un extrusor bastante probado por ahora, tiene más ventajas como que es fácil fabricarlo con herramientas comunes y que es más potente. Dirígete a Conductor de Extrusor Adaptado Nema17 para ver vídeos del extrusor funcionando, imágenes de los usuarios y toda la información para construirlo y usarlo.

Mendel usa un extrusor termoplástico basado en el Thermoplast Extruder Version 2.0(en inglés) de RepRap. El principio es exactamente el mismo, pero en un nuevo rediseño se ha agrupado las piezas RP en un solo componente (haz click aquí para ver las instrucciones de como hacerse con las piezas reprapeadas). El resto de esta página abordará solo el nuevo montaje.

Lista de materiales

Para un solo montaje.

Nombre Cantidad Cantidad total Tipo
Barrera térmica y boquilla [Thermal-barrier and nozzle] 1 1 Montaje
pinch-wheel-bracket-NEMA17_604-bearing_1off.par 1 1 RP
m3-capx25.par 4 4 Cierre
m3-washer.par 4 4 Cierre
624-bearing.par 1 1 Rodamiento
m4-nylock.par 1 1 Cierre
m4-washer.par 5 5 Cierre
m4x16-cap.par 1 1 Cierre
m4x40-cap.par 2 2 Cierre
stepper-motor-nema17-fl42sth47-1684A-01.par 1 1 Motor
Placa de prototipado 1 1 Electrónica
~4cm de manguito termo-retráctil [heatshrink] 1 1 Electrónica
6-ohm de longitud de alambre nicrom con aislante de fibra de vidrio 1 1 Electrónica
200mm de faja de 4 hilos [4-way ribbon cable] 1 1 Electrónica
Férula de cordón o de conector [bootlace ferrule or crimp] 2 2 Electrónica
Termistor 1 1 Electrónica
Conector de 4 pines [4-way Pin-Header] 2 2 Electrónica

Barrera Térmica y Boquilla

Estas son las únicas piezas de RepRap que necesitan ser cosidas a máquina. Los archivos DXF para esos dibujos creados por el programa CAD libre QCad están en la carpeta mendel/mechanics/solid-models/extruders/pinch-wheel de la descarga general de RepRap.

Thermal-barrier.png

Estas son las dimensiones de la barrera térmica. Está hecha de una varilla de PTFE de 16mm de diámetro.

Si no tienes acceso a un torno, puedes probar este método(en inglés)

Empieza confrontando los extremos. Luego taladra un centro, y luego condúcelo recto con un taladro de 3.5 mm. Usa un ciclo de martillo para dejar limpio el material.

Lo siguiente es marcar, en una broca de 5 mm, 15 mm desde la punta de con un bolígrafo de punta fina (el agujero para el M6), y taladrar lo que has marcado.

Ahora marca 15 mm desde el extremo de un agujero del M6, apaga la corriente de tu torno, y pon la pieza en la cabeza móvil del torno. Gira el portabrocas a mano, corta el cañón M6 hasta tu marca.

El corte en forma de valle al final de la barrera térmica, necesita cubrir en su longitud, algo menos de los 10mm de alto. Su propósito es facilitar el agarre con algo de pegamento, y por eso no hace falta que sea muy preciso, ni tienen por que ser exactamente dos. Lo he hecho perfectamente bien insertando el cilindro en el portabrocas de un taladro Black&Decker y luego usando una lima triangular contra el.



Brass-barrel.png




Este es el cañón. Está hecho de varilla roscada de latón M6 (o un tornillo de latón M6 con la cabeza cortada).

El siguiente paso es mucho más fácil de hacer con un torno. Aunque si no tienes a tu disposición uno, puedes taladrar la varilla hasta el final con una perforadora, una broca de 3.5mm y un tornillo de banco, luego taladra un agujero de 0.5mm con una tuerca ciega, asegúrate de que primero usas una taladro centrado para conseguir que todo se mantenga concéntrico.

Comienza confrontando los extremos. Luego haz una pequeña muesca con la broca de centrar. Taladra el agujero de 0.5 mm para la boquilla con unos 3 mm de profundidad. Hazlo lenta y suavemente, y retira el taladro constantemente para limpiar las virutas. Un taladro de 0.5 mm es muy frágil.

Luego gira y agarra el soporte unos 45o y gira el extremo cónico. Agárralo bien para deshacerse de la marca dejada por la broca de centrar y para quitar un trozo del agujero de 0.5 mm. Probablemente el agujero de 0.5 mm esté cerrado - límpialo a mano con la broca de 0.5 mm en un portabrocas manual.

Manteniendo ambas en tus manos, pon una broca de 3.5 mm al lado del latón. Coge unos 2 mm del extremo acabado en punta del cono que giraste, y cámbialo de sitio de tal forma que esté tan cerca como se posible de la punta y quede un trozo de latón para agarrarla bien. Marca donde llega el otro extremo del latón con el bolígrafo fino, y una vez más perfora hasta la marca. El hueco de 0.5 mm que hiciste debería encontrarse con el hueco de 3.5 mm, pero de nuevo necesitarás limpiarlo a mano usando la broca de 0.5 mm.


Piezas RP

Extruder-printed-parts.png

Cablear y pegar

Ptfe-glue-1.jpg

La barrera térmica de PTFE se debe pegar a la pieza reprapeada con adhesivo epóxico. Cualquier epóxico fuerte servirá; El Araldite rápido es bueno.

Necesitarás una varilla de 3.5 mm de diámetro para dejar los agujeros libres de pegamento y conseguir que todo quede centrado. Yo no tenía una varilla de 3.5 mm, así que hice una con una varilla de 3 mm y algo de cinta Scotch (la azul en la imagen).


Ptfe-glue-2.jpg

Pon una pequeñísima cantidad de grasa de silicona en la varilla para evitar que el pegamento se atasque, y une las piezas. Coloca algunos bloques de forma que puedas mantener el ensamblaje y con la barrera térmica apuntado hacia arriba, en posición vertical, para que el pegamento se seque.


Ptfe-glue-3.jpg

Revuelve el pegamento, retira la barrera térmica, aplica el pegamento a las paredes de la pieza reprapeada con un pequeño destornillador. Ten cuidado de no pegar el plano del fondo del agujero.

Aplica el pegamento alrededor de los valles de la barrera térmica, y ensambla las piezas. Si enroscas la barrera térmica alrededor de la varilla que la atraviesa ayudarás a que se extienda el pegamento. Añade más pegamento si quedan huecos - verás que si lo añades al agujero en el lateral, y luego enroscas la barrera térmica un poco, arrastrarás el pegamento y harás que se desplace entre las piezas.

Pon un trozo de cinta sobre el agujero en el lateral.

Mantén el dispositivo con la barrera térmica apuntado hacia arriba para que el pegamento se seque.

Cuando el pegamento esté gomoso, pero no completamente seco, retira la varilla. Utiliza una broca de 3.5 mm para limpiar a mano cualquier resto de pegamento que pudiera quedar.


Heater-wire.jpg

Corta 6-ohm de longitud de alambre nicrom (con aislante de fibra de vidrio) y pela los extremos.

Corta unos 200 mm de longitud de la faja de 4 hilos y pela uno de sus extremos. Pela una pareja unos 15 mm y la otra pareja unos 5 mm.

Debajo hay otro método en lugar de usar férulas de cordones, que pueden ser difíciles de encontrar, y es solo un tipo de conector. Corta el extremo del cabezal conector por la linea negra.

Header Crimp.jpg

Enrolla uno de los extremos de los cables largos hacia un extremo del alambre nicrom, y aplasta una férula de cordón sobre el para asegurarlo (también se puede modificar cualquier otro cabezal conector en lugar de usar la férula). No deberías soldar las conexiones de alambre nicrom porque:

  1. La soldadura no derrite el alambre nicrom; puedes usar soldaduras de alta temperatura, pero necesitarás una soldadura de hierro muy caliente, y
  2. El alambre nicrom se pondrá muy caliente durante el uso normal y puede hacer ocasionalmente que la soldadura falle.

Pon manguitos termo-retráctiles sobre la férula de cordón o de conector.

Ahora haz lo mismo con el otro cable. Antes de enrollar los cables, piensa cuidadosamente en que orden y en que orientación pones la férula de cordón y los manguitos...


Heater-wire-wound.jpg

Envuelve cuidadosamente unos pocos centímetros de cinta de fontanero PTFE alrededor del cañón de latón donde se enroscará en el cilindro PTFE para mejorar el agarre. Enrosca con fuerza el cañón en el PTFE, pero no tan fuerte como para dañar el PTFE - recuerda que es frágil.

Corta unos 20 mm de cinta Kapton de 10mm de ancho, y pégalo al lateral de la mesa de forma que puedas cogerlo fácilmente.

Enrolla el alambre nicrom sobre el latón en los valles de las hebras. Comienza por el final del PTFE, sigue recto hacia la punta, entonces enrolla alrededor y hacia atrás hasta la PTFE cubriendo el trozo recto que acabas de dejar.

Envuélvelo todo con cinta Kapton para sujetar el rollo que has hecho.

Corta un par de trozos de 5mm de longitud de cinta Kapton y dóblalos sobre las patillas del sensor de temperatura. Luego usa más cinta Kapton para dejar el sensor cerca de la punta de la boquilla. Asegúrate de que el sensor se queda tocando el latón del cañón.

Corta dos trozos cortos de manguito termo-retráctil y ponlos sobre los otros pares de hilos de la faja. Suelda esos cables a las patillas del sensor de temperatura, y luego pon los manguitos sobre las uniones. Deja las patillas sobresaliendo por los laterales por fuera de la cinta que enrollaste para que esas uniones no se calienten.




Wiring-finished.jpg

Enróllalo todo con más capas de cinta Kapton para asegurar todo y para dar un poco de aislamiento térmico.

Por último, adhiere la faja al PTFE con un pedazo de cinta Kapton.


Montaje

  1. Asegura el rodamiento usando el tornillo M4x16 cap, y pega el montaje de la boquilla en el soporte de la rueda. Para ese procedimiento sigue la documentación de Thermoplast Extruder Version 2.0 (en inglés) (en particular véase how to make the motor grip the filament(en inglés) ya que, sin modificarlo, el suave eje del motor no agarrará el filamento lo suficiente). Fíjate en que las imágenes de abajo muestran la versión anterior del calefactor, el cual tenía una cubierta ancha sobre el.
  2. Sin apretar coloca el motor. Los cables del motor deberían ir por arriba. Deja una distancia entre el eje del motor y el rodamiento de 2.5 mm – usa el extremo redondo de una broca de 2.5 mm del revés como separador. Atornilla el motor en esa posición. Coge los tornillos M4x40 caps para tenerlos listos para el siguiente paso.

Extruder-assembly.png


Extruder-finished.jpg

Una manera fantástica de hacer las conexiones eléctricas es cortar una parte de la placa de prototipado con el mismo ancho que la parte alta de pieza del extrusor. Pon dos conectores de 4 pines en él y usa uno para las conexiones del motor, y el otro para el calefactor y el sensor de temperatura.

Asegura la placa de prototipado usando los dos tornillos superiores de sujeción del motor. No uses arandelas, porque sino los tornillos no serán lo suficientemente grandes para atornillar el motor con seguridad.

Para los dos tornillos del fondo, puedes usar una arandela M4 debajo de una M3 tal y como se muestra en la imagen - esto ayudará a extender la carga sobre la pieza reprapeada y reducirá la deformación.



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