07-04-2017, 10:40 PM
Cuando me registré en el foro acababa de pedir una A8 y durante la espera, me leí todo el post definitivo de @neoxM3 y algunos más que había por ahí. Y una cosa me quedó clara: el santo grial de este mundo parece ser la búsqueda continua de la impresión perfecta.
Y claro, como esta máquina nuestra no se caracteriza precisamente por la excelente calidad y máximo ajuste de sus componentes, veo que en su búsqueda la gente se adentra en terrenos muy comunes al mundo CNC, buscando soluciones para conseguirlo. Cosa que es muy lógica, puesto que una impresora 3D no deja de ser una máquina CNC en pequeño.
Pero eso produce, a mi juicio, que se exagere un poco la repercusión que esas soluciones pueden tener en el resultado final de la impresión.
Por ello voy a comentar un par de cosas que me han llamado la atención: el “backlash” y la precisión.
Para los no iniciados, tras el término “backlash” se esconde lo que los “mecánicos” conocen con el más castizo nombre de holgura.
Cuando dos piezas tienen que trabajar muy próximas y por fricción, hay que darles un pequeño margen para que las dilataciones que se producen por el aumento de temperatura que produce el roce entre ellas, no acaben por agarrotar el conjunto (en este caso, me inclino más por la baja calidad de fabricación como el motivo ). En nuestro caso las piezas son el husillo y la tuerca que lo recorre.
Cuando aquel impulsa a esta, apoyando un lado de su rosca contra el lado enfrentado de la de la tuerca, por el otro lado de esa rosca queda una separación que es la famosa holgura. Se verá mejor con un dibujo:
Si el sentido del movimiento se invierte, hasta que el husillo recorre esa holgura y entra de nuevo en contacto con la tuerca, esta permanece parada sin que el mecanismo que controla el movimiento (en este caso el fileteador o “slicer” que generó el G-code de la pieza) haya contado con ello. Eso hace que con los cambios continuados de sentido, el error vaya incrementándose en el valor de la holgura. Eso es lo que se conoce como “backlash” y se traduce en una menor distancia realmente recorrida o, lo que es lo mismo, en una pérdida de precisión.
Y ahora, volvamos a nuestra impresora. En ella tenemos husillos en el eje Z y las tuercas claramente tienen holgura. Pero, ¿hay cambios de sentido?. Pues en este caso no, puesto que el movimiento de trabajo del eje Z es en un solo sentido (en este caso hacia arriba), por lo que la holgura nunca llega a intervenir ya que la resistencia, debida al peso del conjunto del eje X, siempre va hacia abajo y lo impide. Es por ello que podéis encontrar en Thingiverse, diseños para el eje Z en los que el conjunto del eje X no es solidario con la tuerca, sino que solo va apoyado en ella. Naturalmente, todo esto contando con que el deslizamiento es suave y no se producen vibraciones que hagan saltar el eje X arriba y abajo la distancia de la holgura.
Por todo lo expuesto, me inclino a pensar que el “backlash” tiene nula influencia en la calidad final, siendo otros los motivos si hay mala impresión en el eje Z. Y cualquier medida encaminada a eliminarlo, lo único que conseguirá es aumentar la carga de trabajo de los motores de ese eje.
Lo que nos lleva al tema de la precisión (o “accuracy” que dicen los ingléses).
Una máquina CNC no es más que el intento de que un ordenador realice un trabajo con una herramienta concreta de forma autónoma y para ello, están formadas por dos unidades con funciones distintas: por un lado la herramienta propiamente dicha que va a realizar el trabajo, ya sea una fresa, un láser, un extrusor, etc. y por otra, el mecanismo que va a permitir que el ordenador controle el proceso.
Naturalmente, la primera tiene su importancia a la hora de la calidad final del trabajo, pero el grueso de esa calidad depende de la segunda.
Esta suele implementarse de forma mecánica, mediante motores paso a paso y sistemas de guiado y arrastre. La calidad está determinada por la precisión que puede conseguir, entendida como la capacidad de repetir dos movimientos idénticos (se suelen denominar trayectorias) con la mínima desviación entre ellos o lo que es lo mismo, de posicionarse en un punto concreto del espacio de trabajo de la herramienta, con una desviación mínima.
Y en la palabra “mínima” es donde está la madre del cordero ya que, como todo en esta vida, cuanto de mínima va a ser depende del dinero que estemos dispuestos a invertir.
Es por eso que, a los que tenemos un ojo aquí y otro en el mundo del CNC (que hay muchos en el foro), se nos pone una sonrisita ante las especificaciones que pone Anet en el manual: cinco centésimas (0,05 mm) para los ejes X e Y y una centésima y media (0,015 mm) para el Z. De lo que pone Gearbest en la página de la impresora ya no hablamos: 0,012 mm para X e Y y 0,004 mm (4 milésimas nada menos!) para Z. Una fresadora CNC de tres ejes que consiga una precisión real de 1 centésima de mm cuesta varios miles de euros, así que va a ser que no.
Pero de todas formas supongamos que los chinos, que son muy ingeniosos, han conseguido la cuadratura del círculo que es que una máquina CNC de 5000 euros valga 150. Ya tenemos una precisión magnífica, por lo que echemos un vistazo a la otra parte de la ecuación: la herramienta.
En este caso la impresora es del tipo FDM, que son las iniciales de Modelado por Deposición Fundida (en inglés, como todo, claro). Tenemos un extrusor-fusor que funde un material plástico y lo deposita sobre la superficie de trabajo por capas.
Así que ahí tenemos a nuestro eficiente operario, que es capaz de colocarse con una precisión de una centésima de milímetro, esperando los “ladrillos” con que construir el edificio y se encuentra con que tienen un tamaño de 0,2x0,4mm (capas de 0,2 mm con boquilla de 0,4 mm, por ejemplo). Es decir, aproximadamente la misma proporción respecto a él que tiene un edificio y tú. Además, para colmo, viene a alta temperatura y semilíquido, con lo que tenderá a moverse hacia cualquier lado antes de solidificarse.
En resumen, aunque te gastes una fortuna en guías Hiwin, husillos de recirculación de bolas y demás ingenios sofisticados, nunca conseguirás que una impresora FDM imprima unas superficies lisas como el cristal. Así que hay que poner los pies en el suelo, divertirnos un montón mejorando los puntos flacos que tiene la máquina (que son bastantes y muy mejorables) y una vez llegados a ese punto, conformarse y pasar a producción. Si se quiere avanzar más, hay que cambiar de máquina.
Por supuesto, esto es solo mi opinión y leeré con sumo interés otras al respecto.
(Y eso que aún no he impreso ni una pieza . El maldito relé no acaba de llegar y no pienso dejar que mi placa “deguste” el plato de los 10A).
Y claro, como esta máquina nuestra no se caracteriza precisamente por la excelente calidad y máximo ajuste de sus componentes, veo que en su búsqueda la gente se adentra en terrenos muy comunes al mundo CNC, buscando soluciones para conseguirlo. Cosa que es muy lógica, puesto que una impresora 3D no deja de ser una máquina CNC en pequeño.
Pero eso produce, a mi juicio, que se exagere un poco la repercusión que esas soluciones pueden tener en el resultado final de la impresión.
Por ello voy a comentar un par de cosas que me han llamado la atención: el “backlash” y la precisión.
Para los no iniciados, tras el término “backlash” se esconde lo que los “mecánicos” conocen con el más castizo nombre de holgura.
Cuando dos piezas tienen que trabajar muy próximas y por fricción, hay que darles un pequeño margen para que las dilataciones que se producen por el aumento de temperatura que produce el roce entre ellas, no acaben por agarrotar el conjunto (en este caso, me inclino más por la baja calidad de fabricación como el motivo ). En nuestro caso las piezas son el husillo y la tuerca que lo recorre.
Cuando aquel impulsa a esta, apoyando un lado de su rosca contra el lado enfrentado de la de la tuerca, por el otro lado de esa rosca queda una separación que es la famosa holgura. Se verá mejor con un dibujo:
Si el sentido del movimiento se invierte, hasta que el husillo recorre esa holgura y entra de nuevo en contacto con la tuerca, esta permanece parada sin que el mecanismo que controla el movimiento (en este caso el fileteador o “slicer” que generó el G-code de la pieza) haya contado con ello. Eso hace que con los cambios continuados de sentido, el error vaya incrementándose en el valor de la holgura. Eso es lo que se conoce como “backlash” y se traduce en una menor distancia realmente recorrida o, lo que es lo mismo, en una pérdida de precisión.
Y ahora, volvamos a nuestra impresora. En ella tenemos husillos en el eje Z y las tuercas claramente tienen holgura. Pero, ¿hay cambios de sentido?. Pues en este caso no, puesto que el movimiento de trabajo del eje Z es en un solo sentido (en este caso hacia arriba), por lo que la holgura nunca llega a intervenir ya que la resistencia, debida al peso del conjunto del eje X, siempre va hacia abajo y lo impide. Es por ello que podéis encontrar en Thingiverse, diseños para el eje Z en los que el conjunto del eje X no es solidario con la tuerca, sino que solo va apoyado en ella. Naturalmente, todo esto contando con que el deslizamiento es suave y no se producen vibraciones que hagan saltar el eje X arriba y abajo la distancia de la holgura.
Por todo lo expuesto, me inclino a pensar que el “backlash” tiene nula influencia en la calidad final, siendo otros los motivos si hay mala impresión en el eje Z. Y cualquier medida encaminada a eliminarlo, lo único que conseguirá es aumentar la carga de trabajo de los motores de ese eje.
Lo que nos lleva al tema de la precisión (o “accuracy” que dicen los ingléses).
Una máquina CNC no es más que el intento de que un ordenador realice un trabajo con una herramienta concreta de forma autónoma y para ello, están formadas por dos unidades con funciones distintas: por un lado la herramienta propiamente dicha que va a realizar el trabajo, ya sea una fresa, un láser, un extrusor, etc. y por otra, el mecanismo que va a permitir que el ordenador controle el proceso.
Naturalmente, la primera tiene su importancia a la hora de la calidad final del trabajo, pero el grueso de esa calidad depende de la segunda.
Esta suele implementarse de forma mecánica, mediante motores paso a paso y sistemas de guiado y arrastre. La calidad está determinada por la precisión que puede conseguir, entendida como la capacidad de repetir dos movimientos idénticos (se suelen denominar trayectorias) con la mínima desviación entre ellos o lo que es lo mismo, de posicionarse en un punto concreto del espacio de trabajo de la herramienta, con una desviación mínima.
Y en la palabra “mínima” es donde está la madre del cordero ya que, como todo en esta vida, cuanto de mínima va a ser depende del dinero que estemos dispuestos a invertir.
Es por eso que, a los que tenemos un ojo aquí y otro en el mundo del CNC (que hay muchos en el foro), se nos pone una sonrisita ante las especificaciones que pone Anet en el manual: cinco centésimas (0,05 mm) para los ejes X e Y y una centésima y media (0,015 mm) para el Z. De lo que pone Gearbest en la página de la impresora ya no hablamos: 0,012 mm para X e Y y 0,004 mm (4 milésimas nada menos!) para Z. Una fresadora CNC de tres ejes que consiga una precisión real de 1 centésima de mm cuesta varios miles de euros, así que va a ser que no.
Pero de todas formas supongamos que los chinos, que son muy ingeniosos, han conseguido la cuadratura del círculo que es que una máquina CNC de 5000 euros valga 150. Ya tenemos una precisión magnífica, por lo que echemos un vistazo a la otra parte de la ecuación: la herramienta.
En este caso la impresora es del tipo FDM, que son las iniciales de Modelado por Deposición Fundida (en inglés, como todo, claro). Tenemos un extrusor-fusor que funde un material plástico y lo deposita sobre la superficie de trabajo por capas.
Así que ahí tenemos a nuestro eficiente operario, que es capaz de colocarse con una precisión de una centésima de milímetro, esperando los “ladrillos” con que construir el edificio y se encuentra con que tienen un tamaño de 0,2x0,4mm (capas de 0,2 mm con boquilla de 0,4 mm, por ejemplo). Es decir, aproximadamente la misma proporción respecto a él que tiene un edificio y tú. Además, para colmo, viene a alta temperatura y semilíquido, con lo que tenderá a moverse hacia cualquier lado antes de solidificarse.
En resumen, aunque te gastes una fortuna en guías Hiwin, husillos de recirculación de bolas y demás ingenios sofisticados, nunca conseguirás que una impresora FDM imprima unas superficies lisas como el cristal. Así que hay que poner los pies en el suelo, divertirnos un montón mejorando los puntos flacos que tiene la máquina (que son bastantes y muy mejorables) y una vez llegados a ese punto, conformarse y pasar a producción. Si se quiere avanzar más, hay que cambiar de máquina.
Por supuesto, esto es solo mi opinión y leeré con sumo interés otras al respecto.
(Y eso que aún no he impreso ni una pieza . El maldito relé no acaba de llegar y no pienso dejar que mi placa “deguste” el plato de los 10A).