Construya su propia fábrica de filamentos de impresoras 3d (extrusora de filamentos)

Demasiado tiempo, no leí:

¡Haz tu propio filamento de impresora 3D!

¡Barato y de alta calidad a una velocidad decente de 150-190 IPM! (4-5 metros por minuto)

ACTUALIZACIÓN: ¡Ahora con diagrama de cableado!

Larga lectura:

Las impresoras 3D son geniales y finalmente comienzan a bajar de precio. Las campañas de Kickstarter como la de QB-UP o M3D están apareciendo y finalmente son "asequibles". Y con asequible quiero decir asequible como 200 $ y no "asequible" como 2.199 $ asequible. Sin embargo, una vez que sea un orgulloso propietario de una impresora 3D, pronto se dará cuenta de que su billetera está lejos de ser dejada en paz. No ! Necesitas filamentos de plástico, por supuesto, para imprimir esos ganchos para abrigos y calzos de ruedas súper increíbles. Dado que el precio de estos filamentos tiende a superar los costos reales del material, la impresión antes mencionada de los salvavidas es un poco costosa y podría convertirse en un problema para el desarrollo de la creciente comunidad de impresoras 3D.

¡Pero no temas más! Llegaron algunos caballeros inteligentes: Hugh Lyman con su Lyman Extruder puede mencionarse aquí o los muchachos de Filastruder.com, ¡y salvó el día! HURRA. ¡Y hubo mucha alegría! Han construido extrusoras de plástico que todos pueden construir o comprar a un precio decente. Sin embargo, si usted es un usuario de Instructable.com, lo primero que debe pensar es "puedo construir esto por mí mismo ... y más barato ...". Construir a costos más bajos es la naturaleza del bricolaje después de todo.

Y mucho más divertido que armar un kit prefabricado, por supuesto.

¡Saludos especiales para Xabbax y su extrusora de filamentos de bajo costo simple pero súper impresionante!

Entonces, ¿cuánto dinero ahorro al hacer mi propio filamento?

Buena pregunta ! Mucho !

Dependiendo de los gránulos que obtenga, puede hacer su filamento a partir de 1 $ / kg.

¿Cuánto tiempo lleva producir 1 kg de filamento?

Usando la compilación que describo aquí ... aproximadamente 1 hora. (para filamentos de 1, 75 mm con pastillas de ABS / PC).

Entonces, supongamos que un sábado en su próxima sesión de taller comienza a las 10 a.m. y cierra las escotillas a las 5 p.m., podría hacer 4-5 kg ​​de filamento, ahorrando entre 125-150 $, dejándolo con mucho filamento para cientos de miles de hueveras y fundas de teléfonos y otras cosas inútiles y necesarias.

Oh sí, ¿qué pasa con el costo de construcción?

Dependiendo del envío y los precios locales, supongo que alrededor de 130-150 $.

Siguiente paso: lista de materiales

Paso 1: Lista de materiales

Excepto por la electrónica, todo lo que se enumera aquí se puede comprar en su ferretería local.

Materiales:

  • 1x motor de limpiaparabrisas (Ebay EU - 15 €) / 5 € desde el depósito de chatarra
  • 1x barrena (diámetro = 16 mm; longitud = 460 mm)
  • 1x controlador de temperatura PID - versión DC 12V (Ebay)
  • 1x SSR-25DA Relé de estado sólido 3-32V DC / 24-380V AC / 25A (Ebay)
  • 1x termopar tipo K (Ebay - como este; no necesita ser esa tienda :) solo un ejemplo)
    -> !!! ¡A veces el PID está incluido con un SSR y un termopar tipo K! <-

  • 1x controlador de motor 20A (Ebay)
  • 1x fuente de alimentación 12V, 240W + (Ebay)
  • 1x banda de calentamiento (200 vatios 25 mm x 30 mm) (Ebay)
  • 2 ventiladores (80 mm) 12 V
  • 1x Adaptador de 3/4 "pulgadas de EE. UU. UNC --- 1/2" pulgadas de alemán - 18 cm de largo
  • 1x extensión del grifo de agua - roscas UNC de 3/4 "--- pulgadas alemanas de 1/2" - 50 mm de largo, 27 mm de diámetro (una rosca central y una rosca exterior)
  • 1x tapa final 1/2 "
  • 1x filtro montado en el grifo - 1/2 "de diámetro
  • 3x ángulo de acero
  • 1x rodamiento axial de bolas (Ebay): se ajusta exactamente al eje de la broca.
  • 2x varilla roscada de 10 mm
  • 1x aislamiento
  • Cinta de PTFE
  • Cinta resistente al calor
  • 3 interruptores basculantes (anteriormente "cohete")
  • 1x tablero de madera 100 cm x 10 cm x 2 cm
  • Varios tornillos y tuercas
  • 2x enchufes (1 que encaja en la barrena y 1 que encaja en las tuercas del eje del motor)
  • Alambres (dos colores)

Herramientas:

  • Multiherramienta (tipo Dremel)
  • Sierra
  • Martillo
  • Perforar

Paso 2: placa base

Tome la tabla de madera y corte dos piezas cada una de 15 cm de longitud (~ 6 "). Servirán como soporte para el motor y el barril .

Paso 3: el montaje del motor

Monte el motor del limpiaparabrisas en el soporte del motor y colóquelo en algún lugar al final de la placa base. Vea el dibujo técnico para una estimación.

Use los ángulos de acero para unirlo a la placa base.

El motor solo tiene un eje roscado. Para que el acoplamiento encajara en el motor, tomé una tuerca hexagonal con un diámetro exterior de 13 mm y la puse en el eje. Cuando el eje gira y se une el acoplamiento, la tuerca se desenroscaría. Para solucionar esto, taladré un agujero entre la tuerca unida y el eje del motor y puse un perno de acero de 2 mm. Esto evita que la tuerca se abra. Vea la última imagen de arriba.

Paso 4: el montaje de barril

Taladre dos agujeros en la otra pieza de madera para que las bridas se puedan unir a la izquierda y a la derecha del tablero. Taladre otro agujero de 1/2 "para la broca.

Ambas placas de montaje necesitan que su abertura central esté alineada entre sí para que el sinfín / acoplamiento / eje del eje pueda girar libremente.

Sujete las bridas con dos piezas de la varilla roscada de 10 mm. Las varillas deben dejarse el tiempo suficiente para que puedan atornillarse a la "protección contra retroceso" del sinfín. 10 cm es lo suficientemente bueno. Se pueden cortar a medida más adelante.

Esto quedará claro en el siguiente paso.

Paso 5: Protección contra el retroceso del sinfín

Cuando la barrena gira y arrastra los gránulos, se acumula mucha presión. En el peor de los casos, esto podría dañar la transmisión helicoidal dentro del motor del limpiaparabrisas. Para contrarrestar ese problema, necesitamos una protección contra el retroceso. Esto se hace simplemente mediante un ángulo de acero resistente y un rodamiento axial de bolas. Estos rodamientos de bolas resisten mucha fuerza aplicada a ellos.

Funciona así: la barrena empujada hacia atrás debido a su actitud de giro "hacia atrás". Debido a su forma cónica, el eje del sinfín empuja contra el rodamiento axial de bolas que empuja contra el ángulo de acero. El acoplamiento entre la barrena y el motor siempre debe tener un poco de espacio libre. Para que no se aplique fuerza al eje del motor.

Ahora coloque el ángulo de acero con las varillas insertadas a una distancia del montaje del barril de modo que el eje del sinfín sobresalga unos 3-4 cm (~ 1.5 "-2").

Las imágenes también deberían explicarlo. Además, hice un video corto que también debería ilustrarlo. Las dimensiones de las partes pueden diferir de las que tiene acceso. Por lo tanto, la medición exacta podría no serle de gran ayuda, pero las imágenes deberían darle una idea de cómo se deben armar.

Paso 6: el barril y la barrena

Barril:

Alise los extremos y las costuras de la tubería para que la broca pueda girar libremente.

Antes de cortar una abertura en la tubería, atorníllela firmemente en la brida y marque el área superior y retire el barril nuevamente.

Tome su multiherramienta y corte el área marcada en el extremo de la tubería donde deben caer los gránulos. Enrolle un poco de cinta de PTFE alrededor de ese extremo de la tubería. Esto debería evitar que la tubería gire con el movimiento de los sinfines. Recuerde que el motor es muy potente y si hay algo de fricción entre el sinfín y los gránulos, la tubería gira fácilmente otros 4-5 mm, incluso si se fijó con una llave inglesa.

Los hilos en la brida y los accesorios no están hechos para ángulos perfectos de 90 °. Por lo tanto, el accesorio / barril podría estar en un ángulo oblicuo. Para arreglar esto, tome algunas arandelas y colóquelas debajo del borde cuando sea necesario.

Tome una pieza cuadrada de madera y taladre un agujero longitudinalmente para que la tubería pase. Ahora taladre otro orificio ortogonal al "canal de la tubería" para que una botella pueda ajustarse bien. Ahora solo corte el bloque por la mitad para un fácil desmontaje / montaje.

Bit de barrena:

El sinfín puede ser demasiado largo, por lo que debe cortar su punta con una amoladora angular.

La broca debe llegar hasta el calentador. Ver las fotos de arriba.

Paso 7: el acoplamiento del sinfín-motor

Tome una pieza de acero cuadrado de 5 cm (2 pulgadas) que encaje en los extremos de los receptáculos (aproximadamente 12 mm de longitud de borde).
Coloque el acoplamiento en la barrena y conecte el motor al soporte del motor.

El acoplamiento ahora debe encajar perfectamente en el medio.

Alternativamente, podría usar una toma de bujía en lugar de las dos tomas. Pero por lo tanto, la distancia entre el montaje del motor y el sinfín / montaje en barril necesita un ajuste.

Fui con el método mencionado anteriormente porque no tenía a mano una toma de bujía, pero intentaré esto con la próxima compilación.

Paso 8: la boquilla

Diámetro de la boquilla:
Dependiendo del material que procese, el diámetro del orificio en la boquilla variará y encontrar la dimensión correcta es un proceso de prueba y error. Para los gránulos de mezcla de ABS / PC con un punto de fusión entre 240-280 ° C, un agujero de 1.5 mm funcionó bien desde mi experiencia.

Placa del interruptor:

Tome el filtro montado en el grifo y córtelo en un diámetro de 1/2 "si es necesario. Esto actuará como una placa rompedora. Lo que hace esta placa rompedora es mezclar el plástico fundido y retiene la suciedad (que no debería estar allí, por supuesto) y eventualmente pequeñas burbujas que podrían ocurrir en el proceso de fusión, esto ayuda a alisar el plástico empujando a través de la boquilla.

¡Asegúrese de que no haya virutas ni hebras! ¡No querrás arruinar la boquilla de tu impresora!

Tome una arandela, colóquela dentro de la tapa del extremo y coloque la placa rompedora de bricolaje en la parte superior.

Paso 9: Calentador de banda y sonda de temperatura (termopar tipo K)

Taladre un orificio de 2 mm cerca de la parte delantera del extensor del grifo de agua para que encaje el termopar.

Pele el cable del termopar a la longitud. Debería ser tan largo como sea necesario.

Empuje el calentador de banda en el extensor del grifo. Debe sentarse alrededor del extremo del extensor.

A continuación, tome un poco de cinta de PTFE y enrósquela alrededor del hilo del extensor del grifo. Esto evita que el plástico fundido atraviese el hilo.

Fije el termopar con un poco de cinta resistente al calor.

Luego, coloque la boquilla del paso anterior.

Luego, tome un tubo de aluminio de 10 cm de largo con un diámetro de alrededor de 1 cm y colóquelo frente a la boquilla con un cable rígido. Esto le da al filamento un buen rizo cuando se enfría.
Gracias Xabbax por la idea.

Ahora envuelva el aislamiento alrededor del calentador para que la boquilla también esté cubierta.

Paso 10: enfriamiento

La parte delantera de la boquilla y el motor necesitan un poco de enfriamiento.

El filamento todavía está muy caliente y suave cuando sale de la boquilla. Para evitar que se estire demasiado por las fuerzas g que afectan al caer, el enfriamiento es muy importante. Cuanto más se enfríe, mejor podrá controlar el diámetro del filamento más adelante.

Aunque el motor acumula algo de calor y el ventilador ayuda a mantenerlo fresco.

Paso 11: electrónica

Ahora que la mayoría de las partes mecánicas están listas y listas, es hora de instalar la electrónica.
Pero antes, tome un pedazo de madera para el gabinete frontal y organice los 3 interruptores de cohete, el controlador PID y el potenciómetro del controlador del motor y fíjelos con un poco de pegamento caliente.

Poder principal
Conecte el cable de alimentación a través de un interruptor basculante / t a la fuente de alimentación (puertos L, N y tierra).

Controlador de temperatura PID
Conecte el controlador de temperatura PID mediante interruptores basculantes a la fuente de alimentación.

Relé de estado sólido y calentador de banda
Conecte los puertos de 12 V del relé de estado sólido al PID (puertos 6 y 8)
Conecte el puerto 1 del SSR al puerto 220V (UE) / 120V (EE. UU.) (Puerto L) de la fuente de alimentación.
Conecte el puerto 2 del SSR a uno de los puertos del calentador de banda.
El otro puerto libre del calentador de banda está conectado al puerto N de la fuente de alimentación.

¿Qué hace el SSR en realidad?
El calentador de banda es una parte de 220V, pero el PID solo funciona con 12V. Por lo tanto, el SSR conecta el PID de 12V con el calentador de 220V. El PID enciende y apaga el SSR si es necesario. Cuando está encendido, se conectan 220V al calentador de banda y se calienta. Si el relé está apagado, los calentadores de banda no están conectados a 220V y ergo está apagado. La idea es controlar un dispositivo de alta potencia (calentador) con un dispositivo de baja potencia (PID).

Controlador del motor

Conecte el controlador del motor mediante un interruptor basculante a la fuente de alimentación. Luego conecte el motor al controlador del motor. Use el pinout para el ajuste de segunda velocidad del motor. Los pines difieren de un modelo a otro y primero debe averiguar qué pines son para qué configuración de velocidad.
Los dos ventiladores están conectados a los mismos puertos que el motor al controlador del motor.

Diagrama de cableado
No estoy seguro de si se me permite publicar los diagramas de cableado por razones de licencia, por lo que vincularé a los sitios web respectivos.


1) Diagrama de cableado de Filastruder

2) Diagrama de cableado de Filabot Wee (desplácese hacia abajo)

3) Aquí hay un enlace al Sestos PID que utilicé.

Paso 12: Configuración de extrusión y configuración del PID

Diferentes materiales necesitan diferentes configuraciones de extrusión.

Para ABS puro, una temperatura de 190 ° C es la correcta.

El PLA requiere menos calor y la mezcla de ABS / PC necesita temperaturas más altas como 260-270 ° C.

El Sestos PID puede sintonizarse automáticamente a la temperatura deseada.

Configuración del controlador PID:

Para habilitar la función de autoajuste, presione "SET" durante 3 segundos.
Ahora verá "HIAL" en la pantalla. Ahora use el botón ABAJO hasta que vea "Ctrl" y ajústelo a "2". Este es el número para la función de autoajuste. Presione "SET" nuevamente hasta que vea la lectura de temperatura nuevamente. Justo después de todas las opciones EP1-8. Ajuste la temperatura deseada con los botones arriba y abajo y espere hasta que la pantalla deje de parpadear (~ 10-15 minutos).

Active el motor y deje que comience la extrusión. Tienes que jugar con la velocidad del motor.
Desde mi experiencia, ajustar el potenciómetro a la mitad de velocidad a 270 ° C para ABS / PC funcionó muy bien.

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