(ver GitHub para el código de Arduino utilizado en este proyecto)
Gestor de flujo de la impresora 3D FDM (sensibilidad de 1 nanómetro):
Probablemente, el mayor problema en la impresión 3D FDM es el control de flujo, y las razones de esto son las siguientes:
- Diámetro inconsistente del filamento.
- Tasa de flujo calibrada incorrectamente.
- El extrusor está saltándose pasos.
Cualquiera de estos puede causar impresiones defectuosas o impresiones fallidas, lo cual es costoso tanto en material como en tiempo.
Flow Manager es un intento de controlar estos tres parámetros críticos, y además, producirá capas consistentes, lo que significa impresiones de mejor aspecto y con un mejor rendimiento.
¿Cómo?
Al medir el diámetro del filamento a medida que se alimenta, se puede calcular una velocidad de flujo exacta para garantizar un flujo consistente. Flow Manager mide este diámetro del filamento mediante dos puntos desplazados alrededor de la circunferencia del filamento (desplazados en forma de triángulo), y promediando esos puntos con una precisión de hasta 6 dígitos más allá del decimal, lo que resulta en una sensibilidad de medición tan baja como
Esta medición se logra amplificando los movimientos minúsculos mediante palancas dobles individuales ajustadas con puntos de apalancamiento altos, y pequeños imanes incrustados en sus extremos. Estos imanes se colocan sobre sensores de efecto Hall lineales altamente sensibles que miden la distancia por la intensidad magnética de Gauss. La longitud de las palancas determina la precisión (cuanto más largas, más precisas), mientras que la inclinación de las ruedas de
Además de la medición del diámetro, se puede colocar una rueda de encoder digital como un tercer punto de contacto separado de las ruedas de la palanca, para medir con precisión el movimiento general del filamento, incluyendo retrocesos, cebado, saltos, atascos y desgaste.
Esta medición es luego enviada por serie al módulo ESP8266 que contiene un pequeño servidor web que transmite de forma inalámbrica comandos de g-code a cualquier impresora 3D habilitada para WiFi, ajustando continuamente la velocidad de flujo en tiempo real.
Teóricamente, con la inclusión precisa de la rueda del codificador combinada con mediciones de diámetro, la longitud exacta hasta la punta de la boquilla puede compensarse con una precisión de extrusión casi perfecta, haciendo que literalmente cualquier impresora 3D FDM sea capaz de realizar impresiones detalladas previamente inauditas, al tiempo que elimina los fallos.
Desarrollo actual:
El desarrollo de este proyecto cesó a principios de 2020. Aunque la función de medición de diámetro funcionó mucho mejor de lo que jamás anticipé, me encontré con dificultades con los métodos de comunicación patentados de diferentes fabricantes de impresoras, por lo que este proyecto probablemente sería más adecuado en una placa Raspberry PI y conectado a la plataforma OctoPrint, pero limitaría su uso solo a impresoras de gama al
Además, puede ser posible obtener un sensor de efecto Hall lineal que funcione con 3V, que se pueda conectar directamente a los dos puertos de E/S del ESP8266, y la placa se puede flashear con todo el código necesario utilizando MicroPython, lo que eliminaría la necesidad de la placa Nano por completo y simplificaría enormemente toda la unidad.
También hay muchas otras placas en la familia ESP con más funcionalidad, más pines de E/S y, posiblemente, que funcionen a 5V, por lo que el IC que se puede utilizar en este proyecto es completamente intercambiable.
Lista de piezas:
Modelo impreso (ver archivos .STL del repositorio, o .MQO para Metasequoia), boquilla de 0,4 mm o más pequeña, la carcasa se imprime mejor en posición vertical.
- Arduino Nano (5v)
- 2x rodamientos de bolas de 11 mm X 7 mm X 3 mm.
- 罗拉轴承,尺寸为2x8mm x 14mm x 4mm.
- 1x rodamiento de aguja de copa dibujado HK0306, diámetro interior de 3 mm, diámetro exterior de 6,5 mm, anchura de 6 mm.
- 1x pasador de espiga de 5 mm x 35 mm.
- Resortes de compresión de 2x0.5mm X 3mm X 10mm.
- Imanes redondos de 2x4 mm x 2 mm.
- 2x A1302 Sensores de efecto Hall lineales ratiométricos de tiempo continuo (5v)
- Conjunto de resistores y cables variados.
- Módulo ESP8266 ESP-01 1x. También necesitarás una herramienta de flasheo y un módulo de flasheo para programar el ESP8266 (hay mucha documentación en línea). ATENCIÓN: el módulo ESP8266 tiene un máximo de 3,6 V, por lo que no conectes a la pin de 5 V del Arduino Nano o destruirás el ESP8266. Sin embargo, el Arduino Nano tiene un pin para 3,3 V,
OPACIONAL:
- Módulo de encoder rotatorio KY-040 (no probado). Esto es lo que iba a usar para medir el movimiento del filamento, aunque nunca se implementó. Básicamente, este encoder se adjuntaría a una rueda que gira con el movimiento del filamento, y se calcularía junto con la medición.
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