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Open-source metal 3-D printer/es

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300px-Sparks1.jpg
15px-FA_info_icon.svg.png19px-Angle_down_icon.svg.pngDatos del proyecto
Tipo
AutoresGerald C. Anzalone
Chenlong Zhang
Bas Wijnen
Paul G. Sanders
Joshua M. Pearce
UbicaciónMíchigan , Estados Unidos
Estado Diseñado
Modelado
Prototipado
Verificado
Verificado porMAYORÍA
Años
CostoUSD 1.194,13
Manifiesto del OKHDescargar
15px-FA_info_icon.svg.png19px-Angle_down_icon.svg.pngDatos de publicación
TipoPapel
TítuloImpresora 3D de metal de código abierto
Descripción
Autores
Año2013
IdiomaInglés (en)
LicenciaCC-BY-SA-3.0
Citar comoGerald C. Anzalone, Chenlong Zhang, Bas Wijnen, Paul G. Sanders y Joshua M. Pearce, " Impresión 3D de metal de código abierto y bajo costo " , IEEE Access , 1, págs. 803-810, (2013). doi: 10.1109/ACCESS.2013.2293018, preimpresión de acceso abierto.
15px-FA_info_icon.svg.png19px-Angle_down_icon.svg.pngDatos del dispositivo
Licencia de hardwareCERN-OHL-S
CertificacionesIniciar la certificación OSHWA
Laboratorio de Tecnología de Sostenibilidad Abierta de Michigan Tech. Comuníquese con el Dr. Joshua Pearce en Free Appropriate Sustainable Technology .
MOST · Proyectos y publicaciones · Métodos · Reseñas literarias · Personas · Patrocinadores · Noticias · Actualizaciones en Twitter · YouTube
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El progreso técnico en la comunidad de prototipos rápidos autorreplicantes de código abierto ( RepRap ) ha permitido que una forma distribuida de fabricación aditiva se expanda rápidamente utilizando materiales basados ​​en polímeros. Sin embargo, la falta de una alternativa de metal de código abierto y los altos costos de capital y el bajo rendimiento de las impresoras 3D de metal comercializadas y propietarias han restringido severamente su implementación. Las aplicaciones de las impresoras 3D de metal comercializadas se limitan únicamente al prototipado rápido y a productos terminados costosos. Esto restringe severamente el acceso a la tecnología para pequeñas y medianas empresas, el mundo en desarrollo y para su uso en laboratorios. Este documento informa sobre el desarrollo de una impresora 3D de metal de código abierto de <$2000. La impresora 3D de metal se controla con un microcontrolador de código abierto y es una combinación de una soldadora MIG de gas-metal comercial de bajo costo y un derivado de Rostock, un deltabot RepRap. Se proporciona la lista de materiales, los esquemas de diseño eléctrico y mecánico, y los procedimientos básicos de construcción y operación. Se realiza un análisis técnico preliminar de las propiedades de la impresora 3D y los productos de acero resultantes. Se discuten los resultados de la impresión de piezas metálicas funcionales personalizadas y se extraen conclusiones sobre el potencial de la tecnología y el trabajo futuro necesario para su difusión masiva.

Para la última impresora 3D RepRap de metal MOST, consulte esto

Nuevo software: mejoras en el cortador y el proceso para la impresión 3D de metal basada en GMAW de código abierto

mqdefault.jpgIcono de YouTube.svg
Esta página es parte de un proyecto internacional para utilizar la impresión 3D RepRap para crear OSAT para el desarrollo sostenible. Más información
Investigación: Impresión 3D de código abierto de OSAT · RecycleBot · ACV del reciclaje doméstico · Reciclaje distribuido ecológico · Filamento ético · ACV de fabricación distribuida · RepRap ACV Energía y CO2 · RepRaps con energía solar · Recyclebot con energía solar · Centro de viabilidad · Pruebas mecánicas · Protocolo de impresión RepRap: MOST · Lecciones aprendidas · MOST RepRap Build · MOST Prusa Build · MOST HS RepRap Build · Servidor de impresión RepRap
Hazme: ¿ Quieres construir una RepRap MOST? · Resumen de la construcción de Delta: MOST · Resumen de la construcción de Athena · Impresora 3D de metal MOST · Impresora 3D de respuesta a crisis humanitarias
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Lista de materiales

ArtículoNúmeroCosto (USD)Fuente
Las 12 piezas impresas a $40/kg$12.00RepRap local
Todos los sujetadores$2.00http://www.mcmaster.com/
Tuerca M390
Tornillo M3x10 mm12
Tornillo M3x12 mm48
Tornillo M3x20mm12
Tornillo de fijación M3x8 mm6
Arandela M3102
Tuerca M86
Tornillo de fijación M83
Aislamiento cerámico de 152 mm x 152 mm1$4.00
Varillas, cojinetes y tiranteshttp://www.amazon.com/
Varilla lisa de 300 mm x 8 mm6$25.00
Varilla de fibra de carbono de 304,8 mm6$6.00
Rodamientos 608zz6$2.40
Rodamientos LM8UU6$6.00
Bridas de alambre pequeñas3$0.50
Extremo de la barra de acoplamiento24$8.00
Correa T5 de 600 mm3$5.90http://www.polytechdesign.com/
Placa de aluminio de 241 mm x 51 mm x 4 mm3$114.00Taller de maquinaria local
Motor paso a paso NEMA17 (1,8 grados, par de retención de 5,5 kg-cm, cable de 750 mm)3$39.00http://www.kysanelectronics.com/
Interruptor de límite mecánico3$3.33http://www.digikey.com/
Placa de microcontrolador Melzi1$120.00http://web.archive.org/web/20160304170259/http://matterfy.com/
Soldadora MIG Millermatic 140 Auto-set con carro1$836.00http://www.millerwelds.com/
Fuente de alimentación1$8.00(Reciclado)/Internet
Cables1$2.00(Reciclado)/Internet
Total$1,194.13

Piezas impresas

300px-Metalp.png

Imprima estos archivos STL en cualquier versión de RepRap . Las partes rojas en la imagen de la derecha son las partes impresas. El SCAD , si lo necesita.

Construcción

Nota para los creadores

Si ya has creado una RepRap, esto te resultará fácil. Si no estás familiarizado con RepRaps o Deltabots como el Rostock, encontrarás instrucciones de construcción más detalladas en la página de construcción de la RepRap de MOST Prusa y en la descripción general de la construcción de Delta: MOST . Estos enlaces te mostrarán detalles sobre cómo, por ejemplo, trenzar los cables o configurar el microcontrolador Melzi/Arduino. Sin embargo, este concepto no se limita a este diseño específico y, por supuesto, debería funcionar con la mayoría de las impresoras RepRap; solo necesitas la protección contra incendios y tu propio soldador... ¡mucha suerte! Si consigues que funcione, escríbenos.

Preparación inicial

  1. Prepare todos los materiales enumerados en la lista de materiales
  2. Imprima todos los componentes de plástico en una RepRap
  3. Escariar los orificios de los tornillos M3 en cada pieza de plástico y limpiar las trampas de las tuercas con un cuchillo afilado, para que se ajuste a todos los tornillos y tuercas M3.

Construcción de un solo pilar

300px-Metalp-bottom-in.JPG
Detalle de la parte inferior interior, que muestra la ubicación del interruptor de límite.
300px-Metalp-bottom-out.JPG
Detalle de la parte inferior exterior
300px-Metalp-top.JPG
Detalle superior
  1. Fije el motor y la base de plástico con tornillos M3 x 10 mm y arandelas. Inserte dos tuercas M3 en los alojamientos de los tornillos de fijación de la polea e inserte, sin apretar, dos tornillos M3 x 8 mm en la polea. Introduzca la polea a través de las varillas del motor y apriete todos los tornillos.
  2. Fije el interruptor de límite a su soporte en la base de plástico con tornillos M2 x 10 mm. Aplique un poco de epoxi para asegurar que el interruptor no se mueva. Asegúrese de que el tornillo del carro enganche el brazo del interruptor. Ajuste este tornillo para fijar la posición donde el carro enganche el interruptor de límite.
  3. Utilice un taladro o un cuchillo para limpiar las aberturas de las varillas, inserte 2 varillas lisas paralelas de 300 mm en los orificios del plástico de la base, utilice un tornillo M3 X 12 mm con arandelas para fijar todas las varillas para inmovilizar ambas varillas.
  4. Sumerja los rodamientos LM8UU en aceite para lubricarlos, inserte dos rodamientos LM8UU en las ranuras de la lanzadera de plástico y apriete firmemente cada rodamiento con dos bridas pequeñas. Deslice los rodamientos LM8UU con las lanzaderas de plástico sobre cada varilla.
  5. Fije el extremo superior de las barras paralelas a los plásticos superiores con tornillos M3 x 12 mm y arandelas. Utilice el tornillo de fijación M8 y la tuerca M8 para fijar dos rodamientos 608zz en los orificios centrales del plástico superior.
  6. Pase un extremo de la correa T5 a través de un terminal y tire de la cola de la correa a través del otro. Enrolle el extremo de la correa alrededor de la polea. Enrolle el otro extremo de la correa alrededor de los rodamientos 608zz. Conecte un terminador a la lanzadera de plástico con rodamientos LM8UU con un tornillo M3 x 10 mm con arandela. Sujete firmemente los terminadores con una brida pequeña.

3X

Con esto finaliza la construcción de un solo pilar. Se deben construir 3 pilares en paralelo. Se unen placas de aluminio de 241 mm x 51 mm a los plásticos inferior y superior para hacer que el marco tenga forma de prisma triangular .

Construcción de la plataforma

  1. Fije con epoxi los extremos del alambre de amarre a las varillas de fibra de carbono en ambos extremos. Se utiliza un juego de tornillos y tuercas M3 x 12 mm para fijar los extremos del alambre de amarre a las lanzaderas de plástico. El otro extremo se fija al soporte de plástico de la platina.
  2. Asegúrese de que los tornillos M3 pasen sin apretar a través del orificio en los extremos del cable de amarre para permitir que cada brazo de fibra de carbono se mueva libremente en todas las direcciones.
  3. Se enroscan 3 clavos de 5 cm de largo en el soporte de plataforma de plástico para apoyar la bandeja de cerámica de 152 mm x 152 mm.

Electrónica

300px-Most-metal-e.jpg
Fig. 2 Diagrama de cableado
  • Para el diagrama de cableado, consulte la Fig. 2
  • Los motores paso a paso y los interruptores de límite están conectados a los terminales correspondientes en la placa del microcontrolador, que está conectada a la computadora Linux con un cable USB.
  • La placa se alimenta con una fuente de alimentación de computadora reciclada.
  • Para controlar la soldadora, utilizamos uno de estos relés conectado a las entradas y salidas auxiliares de RAMPS y a los pines de alimentación. Al cambiar el estado de los pines a los que está conectada la placa, se modifica el estado del relé asignado al pin activado. Los contactos del relé se conectan en paralelo con el gatillo del mango de la pistola de soldar. Al accionar el gatillo del mango o el relé, se activa la soldadora. De esta forma, la soldadora puede seguir utilizándose normalmente cuando no está conectada a la impresora.

Seguridad

  • El equipo de seguridad se basa en protocolos de seguridad de soldadura MIG estándar.

Área de trabajo

  • Utilice su impresora 3D de metal en una superficie plana aislada del agua y de materiales inflamables.
  • Verifique que tenga una conexión a tierra adecuada con una conexión de metal con metal a su sustrato.
  • Asegúrese de que su cilindro de gas esté asegurado a un soporte vertical o carro en todo momento y utilice únicamente mangueras de gas diseñadas para soldar.
  • Elimine el desorden del área de trabajo, ya que habrá chispas por todas partes. Minimice la cantidad de cables bajo sus pies para evitar tropiezos.
  • Revise las mangueras regularmente para detectar fugas, desgaste y conexiones sueltas, y reemplace las líneas defectuosas. Rocíe con una mezcla de agua y jabón. Las burbujas indicarán fugas.
  • Asegúrese de que el área de trabajo esté bien ventilada. Los humos de soldadura son peligrosos. En el garaje de una casa, deje una puerta o ventana abierta y utilice un ventilador de caja como extractor para eliminar los humos de la zona de respiración. También hemos utilizado mascarillas.

Equipo de seguridad

  • Use gafas de seguridad en todo momento mientras esté en el laboratorio.
  • Al imprimir o mirar la impresora mientras imprime, use una máscara o casco de soldador (con oscurecimiento automático o pantalla abatible con certificación ANSI vigente) o mírela a través de una cámara web. ¡No mire la impresora sin protección ocular!
  • Utilice alicates para recoger el sustrato después de imprimir o guantes de cuero gruesos.
  • Utilice siempre una bata de laboratorio resistente al fuego y guantes de cuero resistentes al manipular las piezas impresas.
  • Use zapatos de cuero, de caña alta (las puntas de acero son una ventaja).

La impresión 3D de metal te expone a la soldadura durante más tiempo del habitual. Asegúrate de cubrirte la piel para evitar quemaduras solares.

Operación

La plataforma se controla como una impresora 3D RepRap Delta normal. Para una introducción a la nomenclatura, prueba esto . Descarga el firmware y el software del host Repetier , usa Arduino para cargar el firmware a la plataforma y configura Cura en el host. Funciona en cualquier ordenador, pero recomendamos Debian, una versión gratuita y de código abierto . Los modelos pueden ser creados y modificados con cualquier editor 3-D, como OpenSCAD , Blender o una aplicación CAD como FreeCAD (para una lista más detallada de programas CAD de código abierto gratuitos, vaya aquí . El modelo debe ser exportado como un archivo STL. Este se carga en Cura y se corta en una trayectoria de herramienta. Puede tomar varios intentos para obtener todas las configuraciones correctas. El GCode se guarda en el disco y se abre con Repetier Host, que lo envía al escenario. Cuando la plataforma llega a la pistola de soldadura, encienda el soldador enchufando el cable que conduce al interruptor (que debe mantenerse presionado con una brida de alambre). Mientras se realiza la impresión, preste atención a la distancia entre la pistola y el objeto. Esta debe comenzar aproximadamente en 7 mm y permanecer igual. Si aumenta, disminuya la altura de la capa o ralentice el movimiento (esto puede hacerse durante la impresión con Repetier Host). Si disminuye, haga lo contrario.

Características experimentales

Aunque la configuración completa aún es muy experimental, algunas partes son más experimentales que otras. Aquí se enumeran algunas funciones que se están probando con distintos niveles de éxito. Cura intentará ajustar el ancho de línea del filamento depositado modificando su velocidad de avance. Actualmente, la soldadora no admite este ajuste, por lo que algunas piezas reciben más material del debido, mientras que otras reciben menos. Para solucionar esto, se desarrolló un complemento para Cura que convierte estos cambios en la velocidad de avance en cambios en la velocidad de la boquilla. El complemento se puede encontrar con el archivo scad en GitHub . Este complemento también permite añadir comandos personalizados al finalizar o iniciar el recorrido. Esto permite activar un relé para conmutar la potencia de la soldadora.

Véase también

mqdefault.jpgIcono de YouTube.svg

Discusiones útiles

Medios

Medios de comunicación estadounidenses

Medios internacionales

Gran Bretaña

Canadá

Porcelana

Dinamarca

Francia

Alemania

India

Italia

  • Impresión 3D de metal, código abierto y cacahuetes - Tom's Hardware

Japón

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Rumania

Rusia

España

15px-FA_info_icon.svg.png19px-Angle_down_icon.svg.pngDatos de la página
Palabras claveosat , óptica de código abierto , impresión 3D , hardware de código abierto , impresora 3D de metal , impresora 3D , impresión 3D de metal
Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)ODS09 Innovación industrial e infraestructura
AutoresJoshua M. Pearce
LicenciaCC-BY-SA-3.0
Ubicación{{{coordenadas}}}
OrganizacionesLA MAYORÍA , MTU
IdiomaInglés (en)
TraduccionesUcraniano , italiano , indonesio , persa , ruso , francés , turco , portugués , español , chino
Relacionado13 subpáginas , 211 páginas enlace aquí
RedireccionesImpresora 3D de metal de código abierto , Impresora 3D de metal de código abierto , Impresora 3D de metal de código abierto
Vistas134.673 páginas vistas ( análisis )
Creado22 de noviembre de 2013 por Joshua M. Pearce
Última edición8 de septiembre de 2025 por 36.235.240.232
Citar comoJoshua M. Pearce (2013–2025). «Impresora 3D de metal de código abierto» . Appropedia . Consultado el 15 de septiembre de 2025 .
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