MOST open-source metal 3-D printer v2/es
| Tipo | |
|---|---|
| Autores | Joshua M. Pearce |
| Ubicación | Míchigan , Estados Unidos |
| Estado | Diseñado Modelado Prototipado Verificado |
| Verificado por | MAYORÍA |
| Años |
| Licencia de hardware | CERN-OHL-S |
|---|---|
| Certificaciones | Iniciar la certificación OSHWA |
Para la primera versión, consulte impresora 3D de metal de código abierto (en realidad, esta es la versión 3, aunque usamos dos; es mejor, así que comience aquí)
Lista de materiales y planos
- https://osf.io/ytvgm/ (incluye OpenSCAD, STL y BOM)
Software
- Franklin
- Mejoras en el corte y el proceso para la impresión 3D de metal basada en GMAW de código abierto : mejor
- Complemento de corte para impresión de metal 3D
- Analizador de arco de código abierto: Monitoreo multisensor de la fabricación aditiva con arco de alambre
- Optimización de los parámetros de impresión mediante enjambre de partículas para la impresión 3D de metal basada en TIG de código abierto
Aplicaciones
Véase también
- Aplicaciones de la impresión 3D de metal basada en GMAW de código abierto
- Mecanismos de liberación del sustrato para la impresión 3D de aluminio con soldadura por arco metálico con gas : cómo retirar la impresión del sustrato con un martillo
- Monitor de voltaje y corriente de código abierto de bajo costo para impresión 3D de soldadura por arco metálico con gas
- Desarrollo de una aleación hipoeutéctica de aluminio y silicio para la impresión 3D basada en GMAW mediante piezas fundidas en cuña
- Laboratorio de código abierto
- Impresión 3D de código abierto de OSAT
- Análisis económico del ciclo de vida de la fabricación distribuida con impresoras 3D de código abierto
- Impactos ambientales de la fabricación distribuida a partir de la impresión 3D de componentes y productos poliméricos
- Construcción de equipos de investigación con hardware gratuito y de código abierto
- Universidad Tecnológica de Delft - MIG+ Prusa I3
- Weld 3D - 1er spin-off comercial (parece muerto, ver copia archivada )
- consulte la literatura sobre "fabricación aditiva por arco de alambre" (WAAM)
- Mini Metal Maker : impresora 3D diseñada específicamente para arcilla metálica que luego se cuece. Instrucciones de construcción por $25, por lo que es de código abierto.
- Complemento de corte para impresión de metal 3D
- Formación in situ de mecanismos de liberación del sustrato para la impresión 3D de metales de soldadura por arco metálico con gas
- Monitoreo y control integrados de voltaje y corriente de soldaduras de arco metálico con gas mediante impresora 3D de código abierto con rótula magnética
- Limpieza de sustratos de aluminio para impresión 3D: MOST
- Uso de un delta inverso para la impresión en cera para fundición de metal
Notas para los usuarios
Antecedentes del sistema
Para la impresora delta totalmente metálica, el mecanismo de accionamiento utilizaba tres motores paso a paso NEMA17 (par de 5,5 kg-cm) con husillos integrados en sus ejes, sin necesidad de acoplamientos entre los motores y los husillos. Los husillos, con rosca trapezoidal, tenían un paso de 5 mm y una longitud de 300 mm. Los tres motores estaban dispuestos verticalmente en un círculo de 394 mm, separados 120°. En general, la plataforma de 3 ejes se basaba en el diseño de un robot delta industrial, comúnmente utilizado para operaciones de recogida y colocación, excepto que permitía un mayor movimiento en la dirección z. El control se realizaba mediante un controlador basado en Arduino . El firmware Franklin (software residente en el microcontrolador de la impresora) controlaba el movimiento de la impresora, traduciendo comandos desde un servidor de impresión que se ejecutaba en un ordenador host. El ordenador host, a su vez, ofrecía una interfaz web desde la cual el usuario final podía controlar el movimiento de la plataforma, poner en cola los trabajos de impresión y realizar cambios de configuración.
Una alternativa es comprar un producto ofrecido por uno de nuestros socios, CNC Router Parts . En lugar de una fresadora, conecte una pistola de soldar. Este sistema es mucho más caro que la impresora MOST basada en delta, pero permite un área de impresión más grande (o varias áreas de impresión) y permite usar una placa de enfriamiento para extraer el calor. Franklin también se puede usar para controlar esta configuración de impresora.
Unidad de soldadura
Si elige entre una Millermatic 190 o una Millermatic 140, le recomendamos la 190. Se comporta mucho mejor con los largos ciclos de impresión que ofrece la impresión 3D. Sin embargo, si dispone del presupuesto para una soldadora MIG que le permita pulsar el arco o controlar la forma de onda, no dude en usarla. Para soldar aluminio, utilizamos una pistola de soldar Miller Spoolmate estándar. Para soldar acero, utilizamos una pistola de soldar M-100, también de Miller, nuestro socio del proyecto America Makes. Puede ver lo que está haciendo con estas soldadoras de bajo coste usando esto:
Software/Firmware
Originalmente modelamos nuestras piezas en OpenSCAD , las cortamos con Cura y usamos un firmware desarrollado internamente, Franklin . Puedes usar cualquier software de modelado 3D que te permita exportar la pieza como archivo .STL (p. ej., FreeCAD ). Si decides usar Cura, te recomendamos descargar nuestro complemento. Este complemento nos ayudó a transformar Cura, un software de corte tradicional basado en plástico, en uno basado en metal; las trayectorias de impresión que funcionan para imprimir piezas de plástico a menudo no funcionan con metal. Actualmente estamos trabajando en un Cura para metal que va mucho más allá del complemento.
Si usa Cura, debe revisar manualmente el código G generado, ya que ocasionalmente puede presentar artefactos extraños. Como alternativa, puede escribir su código G manualmente. Actualmente no existe un software de corte ideal, económico y de código abierto que sea ideal para metal. Un estudiante de posgrado está desarrollando un software de corte, pero aún no está listo para su distribución. Nuestro sitio web sobre Franklin contiene información sobre la descarga y el uso de Franklin para controlar el movimiento de la impresora. Al final del sitio web encontrará un enlace a nuestro artículo reciente sobre Franklin, que contiene todos los detalles necesarios para comprender su funcionamiento.
Elección y limpieza del sustrato
Imprimimos aluminio y acero en láminas de acero A36 de 6 mm de espesor, mecanizadas a ~15 x 15 cm con esquinas redondeadas. Imprimimos aluminio sobre acero, ya que esto proporciona una interfaz débil que permite retirar las muestras del sustrato a mano o con un martillo. Si dispone de los recursos necesarios, también podría obtener el mismo efecto imprimiendo acero sobre titanio (o sobre cualquier material en el que los metales ferrosos formen fases frágiles). En nuestros artículos se describen otros métodos para acero y aluminio:
- Mecanismos de liberación del sustrato para la impresión 3D de aluminio con soldadura por arco metálico con gas : cómo retirar la impresión del sustrato con un martillo
- Formación in situ de mecanismos de liberación del sustrato para la impresión 3D de metales de soldadura por arco metálico con gas
Si utiliza uno de estos mecanismos de liberación del sustrato, tenga en cuenta que la primera capa tendrá un aspecto y un sonido pésimos; el objetivo es conseguir una soldadura deficiente. Esto se corrige automáticamente en las capas posteriores.
Es importante limpiar los sustratos antes de usarlos para evitar la porosidad y problemas con la formación del arco de soldadura. Desengrasamos los sustratos y luego los lijamos suavemente con una almohadilla Scotch-Brite. Esta abrasión suave elimina los óxidos y la suciedad sin pulirlos más. El uso de almohadillas Scotch-Brite es controvertido en la comunidad de soldadura: algunos las recomiendan incondicionalmente, otros las evitan por completo, pero nosotros hemos tenido buenos resultados usándolas. Enjuagamos los sustratos con isopropilo y los dejamos secar completamente al aire antes de usarlos. No se recomienda el uso de aire comprimido, ya que muchas fuentes de aire comprimido contienen humedad. La humedad puede introducir porosidad en las soldaduras.
Ver también: Limpieza de sustratos de aluminio para impresión 3D: MOST
Aleaciones de soldadura
¡Use aleaciones de soldadura de buena calidad! Al principio usábamos las más económicas que pudimos encontrar en internet. No todos los fabricantes limpian los óxidos o el fluido de extracción de su alambre de soldadura, lo que puede afectar significativamente la calidad de la soldadura. Para el aluminio, AlcoTec y Hobart son proveedores de calidad con los que hemos tenido éxito en la impresión. Las aleaciones de aluminio y silicio (4043, 4943 y 4047) parecen ser las más fáciles de imprimir. El alambre de 0,030" de diámetro es el más fácil de trabajar, aunque se podrían desarrollar estrategias para usar diámetros de alambre mayores.
Parámetros de soldadura e impresión de aluminio
Parámetros de soldadura e impresión de aluminio
Los parámetros de soldadura dependen de la soldadora utilizada y de la pieza impresa. Para bloques de prueba de 2,54 cm x 3,17 cm x 10,16 cm, consideramos que los siguientes parámetros son un buen punto de partida para piezas multicapa:
- Potencia de soldadura: baja: una configuración de "1" en la Millermatic 190
- Velocidad de alimentación de alambre: "55" en la Millermatic 190 ~ 125 mm/seg
- Velocidad de impresión: 10 mm/seg
- Distancia entre la punta de la pistola de soldar y la pieza de trabajo: 10 mm
- Gas de protección: Ar puro a un caudal de 0,24 L/s. Se podría aumentar, pero no disminuiría esta cifra.
- Altura de la capa: ~2-3 mm
- Espaciado lateral del cordón: ~2-4 mm
- Pausa después de cada capa: 60 segundos
Con el aluminio se combate el calor; el aluminio tiende a calentarse fácilmente y a mantenerse caliente. En piezas grandes de varias capas, se busca minimizar la entrada de calor. En soldadura, la entrada de calor es directamente proporcional a la soldadura e inversamente proporcional a la velocidad de soldadura y la salida del hilo. Aumente la potencia para aumentar la entrada de calor, y la velocidad o la salida del hilo para disminuirla. Los ajustes anteriores no son ideales para piezas de una sola capa, pero se han optimizado para piezas de varias capas. Para piezas de una sola capa, aumente la potencia y la velocidad de alimentación del hilo.
Parámetros de soldadura e impresión de acero
El acero es relativamente más fácil de trabajar. Recomendamos los siguientes ajustes iniciales:
- Potencia de soldadura: 5 voltios en la Millermatic 190
- Velocidad de alimentación de alambre: "29" en la Millermatic 190 ~ 25 mm/seg
- Velocidad de impresión: 7 mm/seg
- Distancia entre la punta de la pistola de soldar y la pieza de trabajo: 10 mm
- Gas de protección: C25 a 30 CFH (pies cúbicos por hora)
- Altura de la capa: 2 mm
- Espaciado lateral del cordón: 1 mm
- Pausa después de cada capa: al menos 60 segundos
Debe limpiar la boquilla y el cabezal de la pistola de soldar de salpicaduras durante la pausa después de cada capa. Asegúrese de que los orificios del gas de protección no estén obstruidos por salpicaduras.
Prevención de la porosidad
Los ambientes húmedos contribuyen significativamente a la porosidad en las soldaduras. Si puede instalar el sistema en una planta baja, usar un deshumidificador o evitar imprimir en días muy húmedos, la porosidad será menor. Mantener limpios los sustratos y los cables también contribuye significativamente a obtener buenas impresiones. Elija aleaciones de soldadura de buena calidad. Productos como los geles para boquillas están disponibles en la mayoría de las ferreterías. Puede usarlos para evitar la acumulación de salpicaduras cerca de la punta de contacto (lo que garantiza un flujo uniforme de gas de protección); sin embargo, en la comunidad de soldadura, el uso de estos geles es conocido por aumentar la porosidad de la soldadura.
Seguridad
Consulte la sección de seguridad de nuestro diseño original . Las medidas de seguridad que se toman para soldar también deben cumplirse para la impresión 3D basada en soldadura. El arco puede causar quemaduras solares y la exposición prolongada se ha relacionado con cáncer de piel y cáncer de tiroides. Mirar fijamente el arco puede provocar dolores de cabeza muy fuertes y daños en los ojos. Las máscaras y cortinas de soldadura previenen esto. La soldadura produce humos y la impresión 3D basada en soldadura produce más humos que la soldadura promedio. Imprima en un área bien ventilada. Imprimimos en una campana extractora. Mantenga la ruta a tierra limpia y libre de residuos/óxido. En nuestra impresora basada en delta, la ruta a tierra es el mecanismo de abrazadera metálica que mantiene el sustrato en su lugar. Antes de colocar un sustrato en la impresora, es una buena idea limpiar las abrazaderas con una lima metálica o papel de lija. El soldador encontrará tierra; controle la ruta que desea que tome para evitar daños en el equipo.
En caso de duda, consultar foros y publicaciones sobre soldadura en línea puede ser de gran ayuda. Las soluciones estándar empleadas en soldadura suelen ser fácilmente trasladables a la impresión 3D basada en soldadura.
| Autores | Joshua M. Pearce |
|---|---|
| Licencia | CC-BY-SA-3.0 |
| Ubicación | {{{coordenadas}}} |
| Organizaciones | LA MAYORÍA , MTU |
| Citar como | Joshua M. Pearce (2014–2024). «Impresora 3D de metal de código abierto MOST v2» . Appropedia . Consultado el 13 de septiembre de 2025 . |