Impressoras Arduino DIY: Como fazer uma impressora 3D com Arduino

 

A tecnologia de impressão 3D é ampla, apesar de existir há pouco mais de 30 anos. As melhorias que a tecnologia vem passando estão lentamente a empurrando para um reino onde todos poderão ter acesso a impressoras 3D simples a preços baixos, obtendo a capacidade de fazer o que quiserem no conforto de suas próprias casas. Um dos conceitos de impressão 3D mais utilizados é o Arduino.

Arduino é uma plataforma de eletrônica de código aberto que se baseia em software e hardware fáceis de usar. São placas que têm a capacidade de ler entradas, ativando outras máquinas, entre muitas outras funções automatizadas. Vamos explorar como fazer uma impressora 3D usando a plataforma Arduino, os benefícios de ter uma impressora Arduino DIY, bem como algumas comparações com outros modelos oficiais que estão no mercado.

Por que Arduino?

 

Existem razões perfeitamente válidas pelas quais o Arduino é amplamente utilizado na maioria dos projetos DIY de fabricação de impressoras 3D. O primeiro kit Arduino foi criado em 2005 e, nos últimos 15 anos, tornou-se um software muito confiável para pessoas que procuram criar sua própria impressora 3D. A seguir estão as razões pelas quais eles são a melhor escolha para impressoras 3D DIY.

• É barato: O Arduino é facilmente acessível e de baixo custo, e o preço continua diminuindo à medida que mais melhorias são feitas no setor de impressoras 3D. Um kit Arduino simples custará cerca de US$ 24, o que está bem dentro da faixa acessível para a maioria das pessoas.
• Fácil de usar: Um kit Arduino geralmente está pronto para usar direto da caixa. O kit vem em um pacote completo que inclui um regulador de 5V, um gravador, um microcontrolador, uma interface de comunicação serial, LED e headers. Tudo o que você precisa fazer é conectá-lo à porta USB de um computador, e você estará pronto para começar.
• Grande variedade de códigos: O Arduino vem com uma enorme biblioteca de códigos que já estão presentes no próprio Arduino. O kit literalmente se configura de várias maneiras, e no caso de você encontrar obstáculos, a solução de problemas não é tão complicada de fazer sozinho.
• Grande comunidade: Há um grande número de fóruns online cheios de pessoas que usam Arduino, e isso fornece aos novos usuários uma plataforma onde eles podem obter ajuda imediatamente de outros usuários que já tiveram a experiência. Cada problema que você pode encontrar terá uma solução, e isso torna o Arduino uma tecnologia muito útil.
• Multiplataforma: O Arduino é um software multiplataforma que pode ser usado em Windows, Linux e Mac. Isso o torna versátil e ilimitado de várias maneiras. Você não precisa comprar um computador específico para executá-lo; tudo o que você precisa é de um computador com as especificações corretas. Você estará fazendo seus modelos 3D em pouco tempo.

Fazendo uma impressora 3D com Arduino

 

O processo de fabricação de uma impressora 3D pode parecer assustador para aqueles que nunca a usaram antes, mas se você é um novato no jogo, o processo é um pouco fácil. A seguir estão algumas das etapas usadas na fabricação de uma impressora 3D usando a plataforma Arduino.

Para começar, você deve começar a coletar os componentes e suprimentos para começar. A seguir estão as caixas que você deve marcar.

• Uma placa controladora Ramps 1.4: Esta é usada para fins de interface, como conectar o interruptor de fim de curso, a mesa aquecida, o driver do motor de passo, o hotend e uma série de outros componentes com o Arduino.
• Interruptor de fim de curso óptico: Este é um interruptor sensor que vem com duas marcações. NA ou NF (Normalmente Aberto/Normalmente Fechado). Eles funcionam como gatilhos quando o eixo XYZ de uma impressora atinge seu ponto final. Eles podem ser usados a qualquer momento para parar e iniciar movimentos.
• Motor de passo NEMA 17: Este é um motor que permite ao usuário definir a velocidade de rotação para as partes móveis da impressora. O motor médio tem cerca de 200 passos, mas você pode obter um maior.
• Mesa aquecida de PCB: Isso mantém as peças plásticas extrudadas quentes o tempo todo para evitar que elas entortem.
• Fonte de alimentação: Uma fonte de alimentação de 12V/20A é necessária para operar um kit simples. Essas métricas de energia são o mínimo que você deve procurar para ter sucesso.

O Processo

Com todos os componentes importantes no lugar, o próximo passo é começar a fazer sua impressora 3D DIY. As etapas envolvidas incluem o seguinte.

Passo 1: Construa a estrutura

 

A estrutura é a carcaça externa que abriga todo o equipamento, e pode ser feita em qualquer tamanho dependendo do que você precisa. Os materiais usados para fazer a estrutura também variam, e a decisão se resume à preferência pessoal. Os materiais mais comuns usados são alumínio, acrílico ou plástico endurecido. Você deve ter certeza de que todas as peças se encaixam bem e não há peças soltas. É importante que a estrutura seja sólida porque fornecerá suporte às outras peças que são adicionadas.

Passo 2: O display

 

Um display LCD é importante, pois transmite as informações que você precisa saber sobre o processo de impressão na ausência de uma conexão com o computador. Você precisa de uma chapa de alumínio para este processo com alguns furos e parafusos e porcas. Você precisa cortar um espaço na chapa de alumínio através do qual a tela de exibição irá aparecer. Depois de ter tudo isso coberto, conecte os cabos de exibição necessários de dentro para fora, esperando que a parte principal da impressora seja instalada.

Passo 3: Preparando os eixos Y e Z

 

Você precisa de uma base de MDF que abriga uma ventoinha de refrigeração para reduzir o calor produzido pelo motor de passo. Isso é feito adicionando dois recortes de madeira para o posicionamento do eixo X. Isso é seguido pela criação do posicionamento do eixo Y, que deve estar a 90 graus do eixo X. Segure-os no lugar usando cola, ou você pode simplesmente usar alguns parafusos.

Você precisa adicionar um motor de passo ao eixo X usando duas peças de deslizadores de qualquer comprimento que possam caber dentro da estrutura. Uma vez que o deslizador esteja parafusado no lugar, encaixe seu suporte de madeira para a hot-end, a ventoinha de refrigeração e o tubo PTFE. Com esses dois no lugar, sua impressora 3D está começando a tomar forma.

Passo 4: Preparando a mesa

 

A mesa é uma das partes mais importantes de toda a máquina. É a parte que fornece a plataforma sobre a qual o modelo a ser impresso é feito. Pode ser feita de vidro ou uma folha de acrílico fixada com parafusos. Você pode ter a base suportada por outro material sólido. Uma vez que tudo isso esteja feito, coloque a mesa no eixo Y, e ela estará pronta para começar a funcionar.

Passo 5: Faça as Conexões

 

A próxima parte envolve fazer as conexões de fiação de todos os componentes que você já montou. Todos os componentes elétricos, como as rampas. Os drivers e a fonte de alimentação devem ser ligados corretamente para que funcionem conforme projetado. Para evitar emaranhar os fios, certifique-se de lidar com uma conexão por vez, garantindo que eles não se cruzem, a menos que não haja outra maneira.

Passo 6: Faça Alinhamentos

 

A mesa que você criou anteriormente precisa estar alinhada com tudo o mais, ou você pode ter muitos problemas para acertar os modelos. Comece alinhando sua mesa, girando-a no sentido horário e anti-horário até criar um espaço entre a ponta do hot-end e a mesa. A margem de erro deve ser entre 0,5 mm e 1 mm. Qualquer coisa maior do que isso fará com que o bico de impressão falhe.

Passo 7: Programação

 

Com todo o hardware instalado e a fiação elétrica e cabeamento no lugar. É hora de instalar o cérebro de toda a operação. Programar a impressora 3D não exige que você codifique do zero. O software simplesmente precisa ser instalado no computador conectado à máquina. Isso não deve levar muito tempo.

Passo 8: Ligue a Máquina

 

Uma vez que o programa da impressora 3D esteja instalado e os componentes configurados, é hora de ligar a máquina pela primeira vez para verificar se ela está funcionando conforme o esperado ou se precisa de mais ajustes. O número de softwares que você pode usar para modelar seus objetos é grande; você está livre para escolher o que melhor se adapta a você e ligar a máquina para o primeiro teste. Certifique-se de que a ventoinha esteja funcionando para lidar com o calor.

Construir a sua própria impressora 3D. Vale a pena ou não?

 

Tendo estabelecido que fazer sua própria impressora é possível, e tendo visto o processo e o que é preciso para alcançar o sucesso, a questão agora é: vale a pena o trabalho? Impressoras 3D de alta qualidade custam menos de US$ 400 hoje em dia, e por mais que fazer a sua própria traga orgulho e reduza significativamente os custos, como as impressoras 3D DIY se comparam às fabricadas profissionalmente? Para obter uma resposta melhor, a seguir estão os prós e contras das impressoras 3D DIY.

Prós

• Os kits DIY são baratos e de fácil acesso. Por apenas US$ 25, você pode ter um pacote completo que pode ajudá-lo a configurar sua própria impressora.
• Projetos DIY farão você entender mais sobre impressão 3D, aumentando sua experiência no assunto, o que eleva seu nível de conhecimento e chances de sucesso caso você pense em se aprofundar na indústria.
• É rápido se você sabe o que está fazendo e tem todos os materiais necessários em um só lugar.
• Existe uma enorme comunidade online de entusiastas de impressoras 3D DIY, e essas plataformas fornecem recursos que ajudam as pessoas a aprender mais sobre impressão 3D.
• Os kits vêm com manuais de instrução que qualquer pessoa pode seguir e montar a construção. Eles são muito fáceis de usar.

Contras

• Você ainda precisa de algum conhecimento básico sobre montagem de peças eletrônicas da maneira correta para conseguir montar impressoras 3D. Você não pode acordar um dia e decidir fazer isso porque simplesmente lhe apetece.
• Elas não são de tão alta qualidade quanto as fabricadas por profissionais de impressão 3D. As peças encontradas em impressoras DIY são muito rudimentares para que a máquina produza produtos superiores.
• Existem muitas coisas que você pode perder pelo caminho, e isso pode acabar frustrando-o mais tarde, pois o forçará a refazer seus passos até encontrar a fonte do mau funcionamento. Isso desperdiçará muito do seu tempo.
• Você sempre precisará comprar mais peças quanto mais avançar. Há também a desvantagem das peças se desintegrarem, pois não são bem otimizadas para um processo tão intenso. Você precisará de substituições muito mais rapidamente.
• Existem limitações quando se trata de configurações e atualizações de software, já que o hardware não é otimizado para o software que você pode escolher usar. Você pode acabar usando o mesmo software por anos, e isso limitará as coisas que a impressora pode realizar.

Grosso modo, você pode gastar entre US$ 100 e US$ 200 fazendo sua própria impressora 3D DIY. Esse custo pode ser mais barato do que os preços padrão de uma impressora feita profissionalmente, mas quando você pesa os pontos fortes e fracos de cada uma, a DIY está em desvantagem. Portanto, sobre a questão de optar por uma impressora 3D DIY ou simplesmente comprar uma boa, a resposta se resume ao que você planeja fazer. Se a emoção de fazer a sua própria é o que importa, então siga a rota DIY. Mas se você quer fazer um trabalho profissional, então é melhor adicionar esses US$ 200 extras e obter uma impressora 3D adequada com acessórios e atualizações de software.

Há algumas coisas às quais você deve prestar atenção ao seguir a rota DIY, fatores que determinarão o sucesso ou o fracasso do seu projeto. Alguns deles incluem o seguinte:

• O tamanho da impressora que você pretende fazer
• O tipo de impressora (Cartesiana vs. Delta)
• Tipo de extrusão
• O custo
• Disponibilidade de polímeros líquidos
• Compatibilidade de software.

Antes de começar a configurar qualquer coisa, você deve primeiro determinar se todas as condições mencionadas acima são atendidas; só então você conseguirá fazer algo elaborando um bom plano.

Conclusão

Impressoras 3D DIY são eficazes se forem feitas da maneira certa, e existem muitos métodos para criá-las. Encontrar um bom kit Arduino pode ser a diferença entre ter uma impressora 3D que funciona e uma que continua quebrando no meio do caminho. Certifique-se de fazer alguma pesquisa de fundo para adquirir mais conhecimento antes de se comprometer com um projeto ambicioso como este.

Para mais informações sobre como as impressoras 3D funcionam, os acessórios de que precisam para funcionar corretamente e as tendências atuais do setor, confira nosso site e você terá acesso a um vasto conjunto de recursos e conselhos de especialistas.