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Introducción

En los últimos años, la impresión 3D ha evolucionado enormemente y se ha vuelto muy popular. Mucha gente se pregunta todavía qué se puede hacer con ella; yo era uno de ellos. Finalmente decidí comprarme una y ver cómo funcionan. Como todo el mundo, uno empieza buscando impresoras 3D en Google. La cantidad de información es apabullante, así como los innumerables modelos, tipos y precios diferentes. Por supuesto, yo andaba buscando un modelo para montar en casa porque no pensaba gastarme más de 2.500 €, así que supuse que los modelos por ese precio funcionarían bien. Después de ver muchos vídeos y consultar muchos foros, decidí empezar con una impresora Delta, básicamente debido a su diseño sencillo pero intrigante. También presenta algunas ventajas que explicaré más adelante. Sin embargo, dicen que no es la impresora más sencilla con que empezar.


Como en cualquier otra máquina, la precisión y la repetibilidad son importantes. Con varios años de experiencia con fresadoras CNC convencionales para trabajar con madera o aluminio, la calidad de los componentes marca la diferencia en el resultado final. Esto también se aplica a la impresión 3D.
Muchas impresoras 3D y también impresoras Delta incorporan componentes estructurales impresos de plástico. Si bien la ventaja de esto es que puedes imprimir piezas de recambio, mi primera opción no sería el plástico para los componentes esenciales. Aunque las fuerzas en una impresora 3D son muy pequeñas en comparación con una fresadora CNC, por ejemplo, cualquier deformación o desalineación de estas piezas se mostrará en la calidad de la impresión final. Por este motivo he elegido un modelo cuyos componentes constituyentes esenciales están hechos de aluminio y que utiliza guías lineales para el desplazamiento.



impresora3D delta

Con estas piezas de aluminio se obtiene una estructura muy estable y, lo que es más importante, la simetría necesaria para una impresora Delta. En lo sucesivo compartiré mi experiencia y los problemas que encontré durante el montaje. Puedo decir que, al final, conseguí una impresora muy estable y con un buen funcionamiento. Me gustaron mucho la velocidad, la calidad y la repetibilidad, así como las tolerancias. En todos los sentidos conseguí una precisión inferior a 0,1 mm en las dimensiones globales. La utilizo para imprimir soportes para motores paso a paso, separadores para motores paso a paso y soportes para sensores o interruptores de final de carrera, etc., todos aquellos componentes prácticos y útiles que no importa que estén hechos de plástico.Véanse las imágenes.

conector correaefectorpieza esquinara_deltaprinterpieza estructura motor_delta_impresoraextrusor_delta impresora

  Fig.1
Varillas de conexión con guía lineal y correa.
Fig.2
Efector con hotend y varillas.
Fig.3
Pieza esquinera de la estructura superior.
Fig.4
Pieza esquinera de la estructura inferior.
Fig,5
Extrusor completamente metálico.
 

 

La impresora Delta se basa en un sistema de coordenadas cartesianas, pero debido a su diseño, la masa desplazada realmente se reduce en gran medida en comparación con las impresoras 3D cartesianas tradicionales. Esto da como resultado movimientos más rápidos, aristas más afiladas y velocidades de impresión mayores. Sin embargo, la calibración es algo más complicada. Después del montaje explicaré también la calibración..

El montaje en pasos rápidos.

En primer lugar me leí todo el manual, un tanto parco, para obtener una idea general sobre cómo montar la impresora. No hay nada más molesto que tener que desmontar algo por una nimiedad.

Empezamos por el bastidor superior. Tenemos tres piezas esquineras y tres travesaños. En primer lugar, debe conectarse cada travesaño a una pieza esquinera y luego unir las tres piezas ensambladas como se muestra en la imagen. Es bastante descriptiva.

asemblaje impresora delta
asemblaje impresora delta2

 

En el bastidor superior conectamos los rodamientos con pestaña como se muestra en la imagen.

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A continuación montaremos el bastidor inferior.
Resulta muy práctico el hecho de que todos los componentes y tornillos estén perfectamente organizados mediante miniensamblajes, lo que reduce la probabilidad de errores.
Una vez montados los bastidores superior e inferior, montaremos los motores. Primero instalaremos las poleas en los motores (idénticas para cada motor) y, a continuación, el motor en el bastidor con el conector de cable orientado hacia la derecha.

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A continuación, conectaremos los postes largos al bastidor del motor. Montaremos el bastidor superior y la estructura estará terminada. Seguidamente montaremos las guías lineales.

asemblaje impresora delta5

Puesto que se utilizan tuercas martillo, se pueden colocar directamente en el bastidor. Hay que asegurarse de que los patines no se salgan del poste. Coloqué la impresora de lado y monté directamente los topes en el bastidor para evitar que los patines se salieran de los postes. Los fijaremos todos a una distancia de 20 mm de la parte superior. Véase la imagen.

asemblaje impresora delta6

Ya tenemos listo el bastidor.

Ahora montaremos el extremo caliente o hotend. Véase la imagen. Todo debe estar bien apretado, pero con prudencia. A continuación, el hotend se inserta en el efector como se muestra en la imagen (figura 2) y deben montarse las varillas en el efector. Después de esto, deben montarse las piezas (figura 1) que fijan las correas en las guías lineales en los otros lados de las varillas. Hay que asegurarse de que todo esté bien sujeto, tras lo cual el conjunto podrá montarse en los patines de las guías lineales.

hotend 1hotend 2hotend 3hotend 4hotend 5

Puesto que todo es móvil, debemos asegurarnos de que el hotend no quede aplastado en la parte inferior. Para ello utilizaremos bridas para cables.

Luego conectamos las correas, que ya están extendidas, y deberemos apretarlas al máximo. Observaremos que las tensiones de las correas son bastante bajas; mejorarán más adelante. Montaremos las tres correas asegurándonos de que la tensión entre ellas sea lo más parecida posible. A continuación colocaremos el pequeño tensor de correa y nos aseguraremos de colocarlo cerca del patín para que no toque los rodamientos de la parte superior cuando el hotend suba o baje.
Una vez realizado esto podremos tensar la correa; para ello aflojaremos el bastidor superior por los postes y con la mano empujaremos hacia arriba el bastidor superior para así tensar las correas. Lo haremos una por una. No deben utilizarse herramientas para empujar hacia arriba el bastidor: la fuerza de la mano proporciona una tensión perfecta.

La estructura ya está completamente acabada y es el momento de conectar la electrónica.

Lo bueno de este equipo es que viene todo preparado. No es necesario soldar nada y los cables ya están prefabricados. Deben conectarse los cables como se muestra en el diagrama. En el caso de la electrónica, siempre es necesario comprobarla exhaustivamente, puesto que la electrónica no perdona una conexión incorrecta: una conexión incorrecta generará un humo que nos saldrá caro. La placa electrónica ya está configurada previamente para motores paso a paso.

Mi primera idea fue montar toda la electrónica bajo la cama caliente, que es lo que hice. No obstante, he decidido montar un soporte fuera de la zona de la impresora para tener la electrónica más a mano por si debo realizar cambios.

Ahora la impresora está lista para encenderla. Se encenderá algún LED y poco más. Si no se enciende ninguna luz, quiere decir que no está debidamente conectada y debemos apagarla inmediatamente.
Ahora estamos listos para cargar el firmware en el controlador. El firmware es Marlin v1 adaptado a esta impresora 3D; sin embargo, cada impresora puede presentar pequeñas diferencias que pueden adaptarse en el software. Así que, en lugar de empezar de cero, el firmware se ha personalizado a un nivel que solo requiere modificaciones menores. En el apartado sobre calibración de la impresora Delta se explica más detalladamente cómo, qué y dónde debe realizarse esto.

Lo que nadie te cuenta cuando compras una impresora 3D es la cantidad de cosas nuevas que tienes que aprender. Arduino, firmware, software de corte, software host, software 3D, software de dibujo.

En primer lugar es necesario instalar el firmware. Dicho llanamente, es un programa informático que indica a la impresora cómo debe responder a la información que recibe. Las impresoras más caras ya lo tienen preparado. Pero no es tan complicado. Yo transferí el mío por primera vez y conseguí hacer funcionar la impresora con todas sus funciones. Sin embargo, tuve que modificar un poco el software para ajustarlo a esta impresora. Como siempre, envié al fabricante mis observaciones al respecto. Ahora el firmware modificado ya se entrega con la impresora. Los demás programas son para realizar un modelo en 3D, convertirlo a G-code (lenguaje de programación de control numérico) y transmitirlo a la impresora 3D.

Calibración y nivelado.

Ya hemos llegado a este punto. La impresora está montada y el software está cargado; ahora es el momento de ver si todo funciona y calibrar la impresora.
No se debe empezar a imprimir un modelo sin calibrar la impresora. Puede provocar la destrucción de la impresora o de sus componentes.
En esta fase, cuando ejecutamos un comando, tenemos la mano sobre el botón de parada o el interruptor de alimentación.
Para los siguientes pasos prefiero utilizar un programa llamado Pronterface. Para conectar la impresora, seleccionamos el puerto de comunicaciones correcto y nos conectamos. En el panel derecho de la pantalla veremos "printer online" y algunos datos de la impresora. Debemos familiarizarnos con esta pantalla.

pronterface_ejemplo

Fig.6 - Pantalla de Pronterface

Cuando conectemos el cable USB al ordenador y conectemos Pronterface, podremos controlar la impresora.
La primera vez que conecté mi impresora quise comprobar si funcionaba y del modo correcto, que arriba fuese arriba y abajo fuese abajo, que no hubiese inversiones en los desplazamientos del motor. Para ello coloqué el hotend manualmente y con la alimentación desconectada en el centro de la impresora, entre la cama caliente y los topes de fin de carrera. De este modo conseguí un cierto espacio libre para subir y bajar. A continuación, con el dedo sobre el botón de parada, emití el comando "G28" en la línea de comandos (parte inferior derecha), con el que el cabezal de la impresora debía subir junto con todos los patines (también se puede pulsar el botón de posición inicial en el panel izquierdo de la pantalla, el que no tiene X, Y o Z).
Si sube, perfecto, que se desplace y se detenga cuando llegue a los 3 topes de fin de carrera. En caso contrario, pulsamos el interruptor de alimentación.
Cuando lo hice, la impresora tenía invertido el movimiento de la columna Z (motor de la columna Z) y bajaba en lugar de subir. Lo ajusté en el firmware para que no pasara, pero no hará ningún daño hacerlo como he descrito.

Nivelado

Si todo es correcto, la impresora está en el punto inicial, que significa que está en contacto con todos los topes de fin de carrera. Si observamos la pantalla LCD, debería indicar X=0, Y=0 y Z=276,79. A continuación debemos introducir la altura correcta en el software Merlin (pestaña configuration.h, línea 452).

Primero introduciremos el comando "G1 Z100" en la línea de comandos.
La impresora debería desplazarse a esa posición (véase la pantalla LCD). Con una regla se puede medir si la distancia de 100 mm es más o menos correcta. Si lo es, se puede desplazar a Z20 (G1 Z20); ahora debería encontrarse a 20 mm por encima de la cama caliente. A continuación, la hacemos descender lentamente milímetro a milímetro. Cuando se encuentre a 3 mm por encima de la cama caliente, utilizaremos incrementos de 0,1 mm (en el panel izquierdo). Alcanzaremos el punto cero cuando, al colocar un papel debajo del cabezal de impresión, observemos que el cabezal de impresión/la boquilla toca el papel pero todavía podemos sacar el papel sin problemas. Comprobaremos el valor de Z en la pantalla LCD. Por el momento, un valor correcto será -2 (más adelante el objetivo será 0). A estas alturas doy por supuesto que nos hemos familiarizado con el desplazamiento con Pronterface y que sabemos desplazarnos 10 mm, 1 mm, 0,1 mm, etc., mediante la interfaz de Pronterface.

Calibración de la impresora

Ahora podemos empezar a calibrar las torres. Si tenemos un valor positivo, restamos 2 mm del valor Z que hemos comprobado en la posición inicial (276,79 mm en este caso) y lo cambiamos en el software Merlin; cargamos el firmware y volvemos a realizar estos pasos.

Necesitamos valores negativos para Z para poder ajustarlo con respecto al decalaje. Esto solo funciona con valores negativos.

Calibración de la impresora (nivelado de la cama caliente). Lo hice solo una vez y no lo he vuelto a hacer desde entonces (hace ya 5 meses).

En Pronterface (véase la Figura 6 - Pantalla de Pronterface) crearemos 4 botones: columna X, columna Y, columna Z y centro.
Botón X delante de la columna X, botón Y delante de la columna Y, botón Z delante de la columna Z y botón de centro. Estas son las coordenadas para esta impresora. Utilizaremos para ello el signo "+". Deben probarse.

Botón de la columna X: G1 X-61 Y-36 Z5 F500 (Yellow)
Botón de la columna Y: G1 X61 Y-36 Z5 F500 (Green)
Botón de la columna Z: G1 X0 Y75 Z5 F500 (Blue)
Botón de centro: G1 X0 Y0 Z5 F500 (Orange)

Los colores hay que dar en Ingles.

La primera vez utilizaremos una velocidad de avance (F) de 500 para comprobar si las coordenadas son correctas. Si no chocamos con nada, podremos cambiarla a F2000 tras la calibración.

Pulsamos el botón de posición inicial.
Paso 1. Pulsamos el botón X que hemos creado y la impresora se desplazará a esa posición, la boquilla bajará a intervalos de 1 mm hasta que se encuentre a 1 mm por encima de la cama y entonces pasará a 0,1 mm. Colocaremos un papel debajo del cabezal hasta que notemos que lo toca pero todavía podamos sacarlo sin problemas. A continuación, comprobaremos el valor Z en la pantalla LCD.
Por ejemplo, z=-0,4. En la línea de comandos, escribiremos M666 x-0,4 y0 z0 (estamos trabajando en la columna X). La columna X es donde está montado el motor X paso a paso.
Después de un cambio en M666 de los valores de decalaje, debemos pulsar siempre el botón de posición inicial y repetir el paso 1.
Es posible que obtengamos z=-0,1, por lo que ahora sería M666 x-0,5 y0z0 (-0,4+-0,1=-0,5).
Si hubiésemos obtenido z=0,1, habría sido M666 X-0,3 y0 z0 (-0,4+0,1=-0,3).
Si obtenemos z=0,0, la columna X estará lista por el momento y podremos pasar a la columna Y.
El procedimiento es el mismo para Y y Z. Una vez que Y esté a z=0,0, deberemos comprobar X de nuevo y ajustarla si es necesario.
Cuando X e Y sean correctas, haremos la columna Z. Cuando hayamos acabado, volveremos a comprobar Y y X hasta que X,Y y Z sean cero. Cuando todos los valores sean cero, introduciremos M500 para guardar el decalaje en la memoria Eprom de la placa de la impresora. A continuación pulsamos el botón de centro para ver si es cero o un valor positivo o negativo. Explicaremos cómo ajustar este valor.
Con M501 podemos leer los valores de la Eprom y ver los valores de decalaje.

En este vídeo también se explica esto.
https://www.youtube.com/watch?v=tDLbqLve128

Una vez que tengamos los valores X, Y y Z a 0 deberemos comprobar el centro.
Existen tres resultados posibles:
El valor Z del centro (la prueba del papel) es positivo:reducimos el radio delta en Merlin(pestaña configuration.h en Merlin; el valor real es de 217 mm).
Por norma general, reduciremos 1 mm por cada 0,25 mm del valor Z.
Cargamos el firmware, comprobamos X, Y y Z y el centro.

El valor Z del centro es 0: ya habremos terminado.

El valor Z del centro es negativo: incrementamos el radio delta en Merlin por cada -0,25 mm. Por ejemplo, z=-1,0 mm añade 4 mm al radio delta.

Es conveniente experimentar un poco con esto y dedicarle un tiempo. Anotaremos todos los datos, porque la próxima vez que lo hagamos puede ser al cabo de un año o más. Una vez que el radio delta sea correcto, no tendremos que modificarlo de nuevo a menos que realicemos modificaciones importantes en la máquina.

Nota: puesto que estas impresoras 3D tienen una construcción muy precisa, probablemente no será necesario ajustar el radio delta y ya será correcto en el software que lo acompaña. Pero siempre es bueno saberlo (por si queremos construir nuestra propia impresora Delta).

Ahora ya estamos listos para imprimir el cubo de prueba.

El cubo de prueba está disponible en thingiverse (http://www.thingiverse.com/)
En thingiverse encontraréis todo tipo de impresiones que podéis realizar en vuestra impresora.

¡Feliz impresión!

Continuaremos con las instrucciones paso a paso para imprimir el cubo de prueba.





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