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Cómo montar una impresora 3D. Parte 2: La estructura básica

CÓMO MONTAR UNA IMPRESORA 3D – GUÍA DEL CURSO

 
1ª Parte: Primeros pasos

2ª Parte: Estructura básica

3ª Parte: Ejes X & Z

4ª Parte: Cableado

5ª Parte: La controladora

6ª Parte: Configuración ¡y a imprimir!

 

Herramientas que debes tener

 

La caja de tu impresora 3D ya incluye todas las piezas necesarias para montarla, sólo hace falta que tengas acceso a algunas herramientas y complementos para el montaje mecánico:

  • 2 llaves inglesas o 2 parejas de llaves fijas para las tuercas de gran tamaño.
  • Un destornillador de cabeza plana y otro de cabeza Philips. Te recomendamos uno con puntas intercambiables y poco voluminoso para maniobrar fácilmente con él.
  • Una llave Allen de 1,5 mm para fijar las poleas.
  • Un martillo (no hace falta que sea grande).
  • Una lima de cola de ratón.
  • Alicates de punta plana para apretar las tuercas pequeñas y pelar los cables.
  • Pequeños alicates de corte o unas tijeras pequeñas bien afiladas.
  • Una regla de al menos 40cm.
  • Un bote pequeño de grasa.
  • Cinta adhesiva.

Para el montaje de la parte electrónica necesitarás también:

  • Soldador y estaño.
  • Un multímetro.
  • 1 m de plástico termorretráctil de 3,2 mm para proteger las conexiones que sueldes. Lo hay de muchos colores, te recomendamos el de color negro, igual que para el siguiente elemento.
  • Unos 2m de funda helicoidal para recoger y organizar los cables.
  • Un poco de cinta americana resistente al calor para sujetar un cable bajo la cama caliente.
  • Un poco de papel de cocina y una tarjeta de visita que no uses para limpiar los restos de pasta térmica.
  • Un cable USB de tipo A-B como el que suelen usar las impresoras y escáneres para conectar el Arduino a tu ordenador.

Herramientas que agradecerás tener a mano

No son imprescindibles, pero sí te será más cómodo el montaje y mejorarás el resultado final si además dispones de:

  • Un calibre para medir el tamaño de los pequeños componentes (tornillos, tuercas, etc.) y para verificar que una distancia es la misma en distintas partes de la máquina
  • Un pequeño taladro estilo Dremel con una broca de 2,75mm para agrandar y rematar los orificios de los tornillos en las piezas impresas
  • Un atornillador eléctrico te facilitará enroscar los tornillos sin fin del eje Z
  • Un soporte para dejar el soldador conectado sin peligro mientras manipulas otras piezas
  • Una “tercera mano” para ayudarte a sujetar los dos cables a soldar mientras tienes el estaño y el soldador en tus manos
  • Un poco de cinta americana te ayudará a sujetar cosas de forma temporal
  • El kit incluye bridas de sobra, pero no te vendrán mal unas cuantas más por si, tras utilizar varias bridas cambias de idea y tienes que quitarlas para reconducir algún cableado. Son muy baratas y es muy cómodo contar con bridas de sobra. Incluso para utilizar algunas como sujeción temporal de algunos cables para trabajar con más comodidad.

Hemos dividido el montaje de la impresora en varias entregas, y dentro de cada una de ellas está agrupado el montaje en bloques funcionales. Cada bloque comienza por la lista de elementos que necesitarás tener disponibles para ensamblarlos juntos. Si te surgen dudas, siempre puedes acudir a la primera parte en la que hacemos un recorrido por todos los componentes de este kit de la impresora de Leon3D. En esta parte empezamos a ensamblar los componentes de la impresora.

Estructura básica

Lo primero es montar la estructura básica, que servirá de soporte al resto de elementos de la impresora. En los montajes que implican el uso de pegamentos es muy común emplear el concepto de “presentar” las piezas. Esto quiere decir colocar las piezas tal y como irán finalmente ensambladas pero sin aplicar el pegamento. Una vez satisfechos de que todo tiene las dimensiones adecuadas, y de que no hay problemas para encajarlo, se puede dar el paso a utilizar el pegamento y montarlas definitivamente. Parece algo muy tonto, pero esa es una las premisas básicas empleadas en el montaje: “mide dos veces, corta una”. Que no es otra cosa que no dar nada por sentado y comprobarlo todo siempre antes de realizar alguna acción (cortar, pegar, taladrar, etc.) que no es reversible.

Aquí nos enfrentamos a un montaje puramente mecánico y no será necesario presentar las piezas, pero sí que haremos algo parecido. Y lo verás ya mismo con el montaje de la estructura básica. Vamos a ensamblar las varillas roscadas con sus correspondiente arandelas y tuercas pero no debemos preocuparnos por medir exactamente y por apretar al máximo ya que, hasta un poco más adelante, no sabremos la posición exacta que tienen que tener unas partes respecto a otras. Lo sé, esto no es exactamente lo mismo que presentar las piezas, pero es bastante parecido. Vamos a montar algunos elementos de forma provisional y, más adelante, cuando estén montados otros adicionales, es cuando podremos ajustar todo el conjunto y apretar con firmeza las tuercas.

Necesitarás los siguientes componentes:

  • 1 Marco de aluminio
  • 2 Ejes M8 de 400 mm (para el eje Y)
  • 2 Varillas roscadas M5
  • 4 Varillas roscadas M8
  • 4 Rodamientos axiales
  • 4 Bloques de esquina (Piezas impresas en 3D)
  • 1 Soporte en aluminio del motor
  • 1 Tensor correa eje Y (Pieza impresa en 3D)
  • 12 Arandelas finas M3 de 20 mm de diámetro
  • 12 Tuercas M3
  • 22 Arandelas M4
  • 22 Tuercas M4
  • 4 Bridas

Las primeras bandejas de soporte sólo admitían dos rodamientos en un eje y uno en otro. Las actuales permiten apoyarse en dos en cada lado. Como seguramente éste sea tu caso, coloca 2 rodamientos axiales en uno de los ejes y otros 2 rodamientos en el otro. Estos 3 o 4 rodamientos serán el apoyo sobre el que se desplazará la bandeja metálica.

Enrosca dos tuercas de M3 con dos arandelas de 20 mm en el centro de las varillas roscadas de 400 mm. No hace falta dejarlo perfecto, ya lo ajustarás más tarde.

Coloca otra tuerca igual en un extremo, seguido de otra arandela, asegurándote de dejar espacio para introducir el bloque de esquina y que asome suficiente varilla como para pasar otra arandela y cerrar el conjunto con una tuerca más.

Cuando hayas introducido el eje en los bloques de los dos extremos, ya puedes colocar la arandela y la tuerca de cierre que faltaban. Intenta dejar la misma cantidad de eje asomando por los bloques de esquina. Repite todo el proceso con el otro eje y el resto de piezas para montar el otro lado de la base de la máquina.

Ahora le toca el turno a los lados más cortos de la base. En uno de ellos, el que al final quedará al fondo de la máquina, va situado el motor que se sujeta con la pletina de aluminio que se fija a las dos varillas roscadas.

Una vez centrada la pletina de aluminio en una varilla, úsala como referencia para colocar la primera tuerca de la otra varilla.

El lado que quedará al frente de la máquina es el que soporta el tensor de la correa del eje Y, que sólo se fija a una de las dos varillas cortas.

La varilla corta restante sirve para dar rigidez a la base de la máquina, pero es la única que no sujeta ninguna pieza.

Monta las piezas como puedes ver en las fotos. Asegúrate de colocar siempre arandelas entre las tuercas y la pletina de aluminio y el tensor, así como en la unión con los bloques impresos en 3D de las esquinas.

Cuando tengas todos los elementos colocados en estas varillas roscadas, el aspecto que tendrán será como éste.

Ahora puedes presentar todas las piezas y encajar las varillas roscadas pequeñas dentro de los bloques de las esquinas de los extremos de los ejes más largos. No te preocupes por tener las medidas exactas, más adelante tendrás que aflojar algunas de estas tuercas para situar las piezas en el punto correcto. Por ahora lo mejor es que todo esté lo más centrado posible, y que los extremos de las varillas roscadas asomen lo mismo por cada bloque de las esquinas.

Aprieta las tuercas de los extremos con una llave mientras sujetas la tuerca del interior con la otra llave. Si tienes dos de distinto tamaño, seguramente te sea más cómodo usar la más pequeña para las tuercas externas. Recuerda colocar siempre una arandela del tamaño adecuado entre las tuercas y el resto de piezas para no dañarlas al apretarlas.

Llegó la hora de montar el marco de aluminio. Afloja un poco las tuercas del centro de las varillas roscadas grandes para dejarle hueco para entrar. Levanta el armazón que has creado por uno de los extremos cortos y desliza el marco por debajo.

Consejo
Para evitar errores, rotula de forma no permanente sobre unos papeles sujetos con celo o, mejor todavía, de tipo Post-It, las partes FRONTAL, TRASERA, IZQUIERDA y DERECHA del marco de aluminio como en la imagen. En algunos momentos del montaje es fácil perder la perspectiva respecto a qué parte es cada una, y un error de montaje requeriría volver para atrás y perder mucho tiempo.

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Coloca lo que llevas construido así y comprueba que el marco queda situado con el orificio en forma de gota en la parte derecha, con dos pequeños agujeros alineados sobre el orificio y uno bajo él. Son los que utilizarás más adelante para sujetar la fuente de alimentación al marco de aluminio. Si ahora lo montases al revés tendrías que colocar todo el cableado de forma simétrica a como te indicaremos aquí o desmontarlo todo para girarlo. Fíjate bien cómo queda situado.

Como hemos avanzado, el ajuste fino de algunas piezas no lo harás hasta más adelante, pero sí es importante que, aunque no estén en su posición definitiva, el marco de aluminio esté perpendicular a las varillas roscadas grandes y también lo esté el soporte del motor respecto a las varillas cortas. De otro modo no podrás montar bien las piezas que van sobre ellos.

Eje Y & soporte de la cama caliente

Ya tenemos la estructura básica de apoyo del resto de la impresora. Ahora le toca el turno a la primera de las partes móviles, la cama caliente que se desplaza sobre las varillas lisas de la estructura que has montado hasta ahora.

Necesitarás los siguientes componentes:

  • 1 Motor Nema EC17
  • 1 Piñón de aluminio
  • 3 Tornillos M10 de 10mm
  • 1 Soporte de aluminio de la cama
  • 1 Fijación de la correa (pieza impresa en 3D)
  • 1 Polea (2 piezas impresas en 3D)
  • 1 Rodamiento pequeño
  • 1 Tornillo M10 de 25mm
  • 2 Tornillos M10 de 10mm
  • 4 Arandelas M10
  • 3 Tuercas M10
  • 1 Correa dentada
  • 4 Bridas

Comienza por colocar el motor en la pletina de aluminio. Aquí los tornillos nos parecieron un poco largos por lo que, para asegurar que no entraban demasiado en el interior del motor enroscamos una tuerca al comienzo de cada uno de ellos. Fíjate en la foto.

Asegúrate de que los cables salgan por la parte trasera, así será más sencillo recoger todo el cableado más adelante.

Para montar el piñón metálico que arrastrará la correa dentada del eje Y necesitarás una llave Allen de 1.5 mm.

Puedes montarlo con la parte de los tornillos hacia dentro o hacia fuera, como te sea más cómodo. Luego se ajustará su posición moviendo la pletina para alinearlo con el centro de la base metálica. En este ejemplo lo hemos montado con los tornillos de retención hacia fuera. Localiza la bandeja metálica y la pieza impresa en 3D de soporte de la correa.

Presenta la bandeja metálica sobre los cuatro rodamientos para ver que todo encaja y desplázala hacia delante y atrás de un extremo a otro. Si no se moviera bien porque las varillas se estrechasen o separasen demasiado, afloja las tuercas interiores y exteriores de los extremos de las varillas roscadas cortas y ajusta la forma de la base.

Una vez bien ajustado, atornilla la pieza impresa en 3D al centro de la parte inferior de la bandeja metálica. Da igual cómo la coloques, elige cualquiera de los lados para que sea el inferior.

No es necesario que coloques una arandela entre el tornillo y la bandeja y así te aseguras de que no te faltarán más adelante, aunque sí hace falta que coloques una entre la tuerca y la pieza impresa. Ayúdate de los alicates para sujetar la tuerca mientras aprietas el tornillo.

Introduce el rodamiento en la mitad de la polea que tiene el diámetro interno menor de las dos, ya que una se inserta dentro de la otra.

Cierra la polea introduciendo este conjunto en la otra mitad.

Ahora insértala en el hueco de la pieza impresa en 3D y mantenla en su sitio con el tornillo de 25mm con una arandela a cada lado y fija el conjunto con una tuerca M10.

Consejo:
Aprieta suavemente las tuercas que fijan el conjunto del tensor de la correa a la varilla roscada y deja el soporte cerca del extremo. Así, posteriormente, tendrás margen para ajustar la tensión de la correa.

Coloca la bandeja sobre los rodamientos para visualizar mejor la alineación entre el conjunto del tensor de la correa, la pieza de fijación de la bandeja y el piñón del motor.

Como el único punto que no se puede mover es el de fijación de la correa dentada a la bandeja, desplaza si es necesario tanto el motor como el tensor hasta alinear los tres. En el ejemplo de la foto el tensor de la correa está bien colocado pero el motor está demasiado hacia la izquierda. Afloja para ello las tuercas que sujetan la placa de soporte a sus varillas y muévelas hacia la posición deseada (la derecha en este caso).

Apriétalas con las dos llaves con firmeza cuando lo hagas, ya que esta posición será la definitiva. Comprueba que los tres elementos están alineados: piñón metálico, sujeción de la correa a la cama y polea.

Tómate un momento para estudiar la pieza de plástico que mantendrá la tensión de la correa al tiempo que servirá para desplazar la cama caliente.

Llévate un extremo de la correa hacia la polea del tensor y pásalo a través de ella. Recorre todo el camino hasta el motor y pásala también por el piñón. Introduce un extremo de la correa dentada en la pieza de plástico de la parte inferior de la bandeja. Asegúrate de que la parte dentada quede hacia el interior del bucle que formará la cinta. Haz lo mismo con el otro extremo de la correa, pero tira de la correa antes de introducirla en los topes donde quedará fijada para que no haya holguras en el recorrido.

Si hace falta, saca el extremo y vuelve a introducirlo las veces que sean necesarias para asegurarte de que el ajuste es el adecuado. Debe quedar tenso pero no rígido. Cuando estés satisfecho con el resultado, corta el sobrante de los extremos de la correa hasta dejarlo como en la foto. Desplaza la bandeja de un extremo a otro con cuidado, ya que ahora sí estás moviendo el motor y no conviene forzarlo. Debe moverse con suavidad y sin roces. Comprueba nuevamente que el soporte del motor y el tensor están alineados con la fijación de la cinta a la bandeja.

Cuando estés plenamente satisfecho, ya puedes pasar las bridas que sujetarán la bandeja a los rodamientos.

Pásalas como en la foto, dejando el extremo más grueso en la parte de abajo y con esta colocación para que, al cerrarlas, la parte que más abulta de las bridas quede en un sitio donde no estorbe.

Hazlo como puedes ver en las fotos y, antes de apretarlas, asegúrate de que el extremo que las retiene no choca con los huecos del bastidor de aluminio en su desplazamiento.

Para apretarlas al máximo, aplasta con los dedos la parte que pasa por la bandeja mientras tiras del extremo libre con unos alicates.

Corta el sobrante de las bridas ya colocadas con unos alicates adecuados o, en su defecto, con unas tijeras…

…y comprueba una vez más que todo se desliza con suavidad y sin problemas.

Con la estructura bien asentada, ya puedes colocar las bridas que sujetarán aún más los ejes a los bloques de las esquinas. Colócalas como en la foto, pasándolas por los pequeños orificios del bloque y tira de ellas con unos alicates hasta que no avancen más.

Para terminar quita casi todo el sobrante con unos alicates de corte.

Y con esto termina esta segunda parte del curso de montaje del kit de impresora 3D de Leon3D. Recuerda que puedes recorrer las distintas entregas publicadas desde el recuadro “CÓMO MONTAR UNA IMPRESORA 3D – GUÍA DEL CURSO” que tienes en la parte superior de esta página. En la próxima parte te esperamos para montar los otros dos ejes (X & Z) y el soporte del cabezal de extrusión.

¡No faltes!

4 Responses to Cómo montar una impresora 3D. Parte 2: La estructura básica

  1. NEFRON 21 Julio, 2014 at 19:49 #

    Decir impecable y magnífico se queda corto para describir el tutorial.\r\n\r\nFelicidades y gracias !

    • Marcos Sagrado
      Marcos Sagrado 21 Julio, 2014 at 19:58 #

      Hola,\n\n muchas gracias por tu comentario. ¡Haremos lo posible por mantener el nivel tan alto!

  2. Guille 6 Enero, 2015 at 16:26 #

    Increíble, muy bien detallado. \r\nFelicidades por l blog

  3. Eduardo 23 Diciembre, 2015 at 18:51 #

    Oye Marcos sagrado me podrías desir en donde pediste las piesas de tu impresora y el costo? Porfavor

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