Impresora 3D Tantillus (Metacrilato)

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Introducción

La información que en esta página se describe, está orientada a facilitar el montaje de la impresora 3D Tantillus en su versión de metacrilato. Gran parte de las instrucciones que aparecen en los vídeo tutoriales, se ha obtenido del conocimiento compartido por compañeros como Javier Fernández (darkjavi), Enrique Vaquero, Antonio Alvarado y muchas más personas de Makespace Madrid. De la misma forma de la página original de Tantillus, se ha obtenido la lista de materiales y gran parte del procedimiento de montaje de la versión correspondiente al chasis de metacrilato.

Los siguientes vídeo tutoriales están inspirados en los realizados por Obijuan para la Guía de montaje de la Prusa 2.

Electrónica

La siguiente sección describe los pasos necesarios para poner apunto todo lo referente a la electrónica de la impresora.

Montaje de los terminales de los motores paso a paso

Habitualmente los motores paso a paso no llevan conectores o terminales específicos, por lo que es necesario ponerlos según el tipo de conexión eléctrica en el que se vayan a usar. En este tutorial se muestra cómo poner los terminales de poste adecuados, para la conexión con el Arduino Mega 2650 sin necesidad de soldar nada.


Materiales necesarios

  • Motores paso a paso NEMA 17 de 40 mm de profundidad (Ref.: 42BYGHW609). Cantidad: 4
  • Terminales de crimpar para carcasa hembra de paso 2.54 mm. Cantidad: 16
  • Carcasa hembra para poste de paso 2.54 mm de 4 hilos. Cantidad: 4

Herramientas necesarias

  • Tijeras para electricidad.
  • Alicates de punta pequeña.


Vídeo tutorial 01/xx. Terminales de los motores paso a paso


Ajuste de Pololus

Una vez estén instalados los terminales en los motores paso a paso, se puede pasar al ajuste de los drivers (pololus es este caso) para que suministren la potencia adecuada. De esta forma se optimizará el consumo, y se prolongará la vida de los motores y de los drivers.


Materiales necesarios

  • Los motores paso a paso del tutorial 01 con sus terminales de conexión.
  • Arduino Mega 2650. Cantidad: 1
  • RAMPS 1.4. Cantidad: 1
  • Drivers para los motores paso a paso (Pololus). Cantidad: 4
  • Fuente de alimentación de 12V y 3A mínimo.

Herramientas necesarias

  • Polímetro.
  • Destornillador pequeño de punta plana.


Vídeo tutorial 02/xx. Ajuste de los pololus


Verificación LCD

Como en otras muchas impresoras 3D, Tantillus está provista de un display LCD que permitirá el control y visualización de parámetros. Conviene por lo tanto saber si dicho display funciona correctamente antes de integrarlo con el resto de componentes de la impresora, en este tutorial se muestra cómo.


Materiales necesarios

  • Arduino Mega 2650. Cantidad: 1
  • RAMPS 1.4. Cantidad: 1
  • Display LCD 16x2 líneas. Cantidad: 1
  • Tira de pines en codo de 16 hilos.
  • Potenciómetro multivuelta de 10K. Cantidad: 1
  • Terminales de crimpar para carcasa hembra de paso 2.54 mm. Cantidad: 8
  • Carcasa hembra para poste de paso 2.54 mm de 1 hilo. Cantidad: 8
  • Cables de colores para soldar.
  • Tubo termoretráctil de 1.5mm. Cantidad: 3 cm.
  • Cinta adhesiva doble cara.
  • Estaño.
  • Fuente de alimentación de 12V y 3A mínimo.

Herramientas necesarias

  • Soldador.
  • Destornillador pequeño de punta plana.


Vídeo tutorial 03/xx. Verificación LCD


Verificación lector tarjetas SD

Al igual que con el display LCD, el diseño original de la Tantillus lleva un lector de tarjetas SD que le permite ser autónoma con respecto a un PC. De esta forma se pueden cargar los modelos a imprimir desde la tarjeta, sin necesidad de tener la impresora conectada a un ordenador. En este tutorial se muestra como verificar este componente antes de cargar el firmware.


Materiales necesarios

  • Arduino Mega 2650. Cantidad: 1
  • RAMPS 1.4. Cantidad: 1
  • Lector tarjetas SD para RAMSP (Módulo SDRamps). Cantidad: 1
  • Tarjeta micro SD. Cantidad: 1
  • Fuente de alimentación de 12V y 3A mínimo.

Herramientas necesarias

Ninguna


Vídeo tutorial 04/xx. Verificación lector tarjetas SD


Verificación Hotend

Uno de los elementos fundamentales, por no decir el más importante, es el hotend o cabezal caliente que permite el fundido del filamento de plástico que se usará para imprimir la pieza. Al igual que con el LCD o el lector de tarjetas SD, en el siguiente vídeo tutorial se comprueba su correcto funcionamiento, antes de cargar el firmware de impresora.


Materiales necesarios

  • Arduino Mega 2650. Cantidad: 1
  • RAMPS 1.4. Cantidad: 1
  • Hotend J-Head MK-V ensamblado 0,4mm. Cantidad: 1
  • Fuente de alimentación de 12V y 3A mínimo.

Herramientas necesarias

  • Destornillador pequeño plano.


Vídeo tutorial 05/xx. Verificación del hotend.


Fin de carrera eje Z y encoder

Los siguientes dos elementos a probar tiene utilidades diferentes, si bien el encoder es una especie de "potenciómetro" que se usará para seleccionar opciones en los menús que aparezcan en el display LCD, el fin de carrera del eje Z se usará por parte de la impresora, para conocer el tope en el desplazamiento de la base de impresión por el eje Z.


Materiales necesarios

  • Arduino Mega 2650. Cantidad: 1
  • RAMPS 1.4. Cantidad: 1
  • Fin de carrera pequeño. Cantidad: 1
  • Pieza impresa correspondiente al fin de carrera.
  • Encoder rotativo de 20 posiciones con pulsador. Cantidad: 1
  • Terminales de crimpar para carcasa hembra de paso 2.54 mm. Cantidad: 7
  • Carcasa hembra para poste de paso 2.54 mm de 3 hilos. Cantidad: 1
  • Carcasa hembra para poste de paso 2.54 mm de 4 hilos. Cantidad: 1
  • Cables para soldar.
  • Estaño.
  • Tubo termoretractil de 1.5mm y 3 mm. Cantidad: 10 y 20 cm respectivamente.
  • Fuente de alimentación de 12V y 3A mínimo.

Herramientas necesarias

  • Soldador.
  • Alicates punta fina.
  • Tijeras electricidad.


Vídeo tutorial 06/xx.Final de carrera eje Z y encoder.


Carga y configuración del firmware

La prueba definitiva. Carga de firmware (Marlin) y pruebas con Pronterface

Cuando ya está toda la electrónica a punto, el siguiente paso el cargar el firmware que permitirá al Arduino comportarse como una impresora 3D, esto se lleva a cabo gracias a un firmware denominado Marlin, que es un software de dominio público para tal efecto. Es importante tener en cuenta que es necesario "retocar" la versión estándar de Marlin, de forma que pueda funcionar con las especificaciones en cuanto a pines y otras particularidades, con hardware destinado a ser una Tantillus. Esos retoques se hacen mediante la modificación de ficheros de configuración que luego se cargarán en el Arduino. Los detalles se pueden ver en el siguiente vídeo tutorial.


Materiales necesarios

  • Arduino Mega 2650.
  • RAMPS 1.4. con los pololus montados.
  • Los cuatro motores paso a paso cableados a la RAMPS.
  • Fin de carrera cableado a la RAMPS.
  • Encoder cableado a la RAMPS.
  • Display LCD 16x2 cableado a la RAMPS.
  • Hotend cableado a la RAMPS.
  • Ventilador 12V tamaño medio (solo para pruebas).
  • Fuente de alimentación de 12V y 3A mínimo.

Herramientas necesarias

Ninguna.


Vídeo tutorial 07/xx. Carga de firmware (Marlin) y pruebas con Ponterface.


Ajustando el PID (Autotuning del PID)

Uno de los procesos que está implementado en el firmware (Marlin en este caso), es un controlador por PID de la temperatura del hotend. Este proceso permite llegar y mantener constante la temperatura, sin oscilaciones perjudiciales al proceso de impresión. Sin embargo los valores por defecto para el controlador PID, puede que no sean los adecuados para nuestra impresora, por lo que es necesario realizar un proceso de ajuste automático de dichas constantes (Kp, Ki y Kd). Este ajuste se lleva a cabo mediante el denominado "PID Autotuning", que permite al firmware obtener los valores más adecuados a las constantes, dependiendo de las características propias del hardware de la impresora.


Materiales necesarios

  • Arduino Mega 2650.
  • RAMPS 1.4. con los pololus montados.
  • Los cuatro motores paso a paso cableados a la RAMPS.
  • Fin de carrera cableado a la RAMPS.
  • Encoder cableado a la RAMPS.
  • Display LCD 16x2 cableado a la RAMPS.
  • Hotend cableado a la RAMPS.
  • Ventilador 12V tamaño medio (solo para pruebas).
  • Fuente de alimentación de 12V y 3A mínimo.

Herramientas necesarias

Ninguna.


Vídeo tutorial 08/xx. Ajuste del PID en Marlin (PID tuning).


Montaje de partes mecánicas

Chasis de metacrilato

Esta versión de Tantillus sustenta toda su estructura en cuatro paneles de metacrilato, esta característica la hace un poco más vistosa pero añade la dificultad de conseguir algún sitio donde puedan hacer el corte por láser de los paneles. El corte por medios manuales está descartado, ya que la mecanización de los orificios es compleja y probablemente lo único que se conseguiría sería romper el metracrilato. Así mismo en el proceso de montaje de las diferentes piezas, es necesario tener en cuenta la fragilidad del material, ya que apretar de más alguna tuerca puede dar al traste con el panel, haciendo que surjan rajas o roturas en el mismo.

Fe de errata: En las esquinas superiores, las que tienen agujero en la cara exterior, son las que van justo encima de los soportes donde van los motores. Ver vídeo 12 para más detalle.

Materiales necesarios

Herramientas necesarias

  • Martillo blando para ajuste de esquinas.
  • Dremel si fuese necesario rebajar el interior de las piezas.


Vídeo tutorial 09/xx. Montaje del chasis de metacrilato.

Carro del hotend

El carro del hotend es el bloque que permite el desplazamiento en los ejes X e Y del filamento según se va derritiendo, para imprimir las diferentes capas de la pieza que se desea realizar. La diferencia fundamental respecto al diseño original de la web de Tantillus, es que la tornillería se ha adaptado a sistema métrico, ya que en el mercado europeo (España en particular) es más sencillo encontrar tornillería en este sistema en vez del anglosajón.


Observación: Aunque no se indica en el vídeo, los cables del hotend hay que meterlos por los agujeros que a tal efecto hay en las piezas impresas. Ver vídeo 12 para más detalle.


Materiales necesarios

Herramientas necesarias

  • Destornillador plano pequeño.
  • Llave fija N7.


Vídeo tutorial 10/xx. Montaje del carro del hotend.

Soportes para varillas de ejes X-Y

Una vez montado el carro del hotend, el siguiente paso consiste en la mecanización de los rodamientos lineales impresos y su montaje en las varillas que conformarán los ejes X e Y. La mecanización consiste en realizar un agujero en el rodamiento, por el que posteiormente pasará el tornillo de bloqueo de las varillas.


Fe de errata: La longitud correcta de los tornillos de métrica 4 es de 22 mm, ya que si fuesen más largos el tornillo atravesaría el rodamiento impreso y bloquearía el libre desplazamiento del carro sobre las varillas. Es decir que en ningún caso el tornillo debe atravesar el rodamiento impreso. Ver vídeo 12 para más detalle.


Materiales necesarios

Herramientas necesarias

  • Taladro.
  • Broca de 3 mm.
  • Destornillador plano.


Vídeo tutorial 11/xx. Montaje soportes ejes X-Y del carro del hotend.

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