Mejoras y cámara calefaccionada en Colido M2020

[horacio_570]

Buenas tardes. Hace poco decidí incursionar en la impresión 3d; mi esposa se dedica a hacer moldes de caucho de silicona, y los modelos siempre son un problema, así es que en mí tiempo libre estoy colaborando, además me gusta el modelismo naval y se lleva bien con la impresión 3d.

Compre una impresora lista para usar, después de investigar obtuve una COLIDO M2020, por varios motivos, tiene una construcción sólida, la caja es cerrada (menos la parte superior) y además tengo muy cerca al representante en Argentina.

En la impresión con PLa no hubo demasiados problemas, una vez que encontré la temperatura de la cama y el extrusor para que no se levanten las puntas, fantástico; con la cama hago la primer capa a 65º y luego la bajo a 50º, el extrusor a 190º y va muy bien, para detalles pequeños creo que tengo agregar un enfriador de capa, pero todo bien.

Con el ABS es otra historia, y hay determinados modelos que tengo que imprimirlos con este material por un problema de tratamientos posteriores. (vapor de acetona, lijado, pegado; para esto el ABS es mucho más noble).

El problema mayor, que por lo que vi es común, es que se despegan las capas, y bastante, además se levantan las puntas (cracking y warping segun creo).

Segun investigue y lei, es un problema de enfriamiento. Como la parte superior de mi impresora es abierta, me hice hacer en el taller un capuchon de chapa, que permite el ingreso del filamento y cierra la impresora. Realizando más pruebas vi que algo mejora, con la cama a 90 - 100 grados no se produce warping, pero si la separación de capas, para solucionar esto hace falta subir la temperatura de la cámara, hice más pruebas subiendo la temperatura de la cama (unica fuente de calor dentro de la cámara de impresión) con la cama a 125 grados centígrados, mejora mucho la separación de capas, pero el warping empeora en la misma medida.

Mi conclusión es que la temperatura dentro de la cámara es incontrolable, y que necesito otra fuente de calor que no sea solo la cama.

Se me ocurre lo siguiente: primero diseñar un termostato con Arduino, que me permita medir la temperatura en los motores (extrusor, eje x, eje y), en el punto de impresión, en dos lugares dentro de la cámara y sobre los calefactores. Entiendo que los motores no deben sobrepasar los 80 grados centígrados y dentro de la cámara con 60 grados - 70 grados centígrados debería ser suficiente. El termostato controlaría los calefactores y eventualmente un ventilador de enfriamiento.

Me gustaría conocer opiniones, sugerencias y comentarios. Un saludo para todos y desde ya muchas gracias.

Horacio

[Soliman]

Pues yo no lo tengo muy claro.

Las instrucciones del ABS creo que indican temperatura de filamento de 235 grados, y de la cama de 60 grados si es pieza pequeña y de 80 si es grande.

Y creo que no admite ventiladores de capa.

Tal vez deberías probar con otro tipo de filamento, hoy en día hay filamentos para aburrir.

[Lepes]

Hola horacio, veo que has hecho los deberes. Tienes razón en todo. El problema, es que el calor de la cama ayuda en los primeros 4 centímetros de altura de la pieza, pero después el aire está frío y el plástico se comprime al enfriarse tan rápido.

Yo lo he comentado más de una vez, pillé un calentador a 220v a 80ºC con un disipador del microprocesador de ordenador y el ventilador que lleva, esa era mi calentador de la impresora 3D que la tenía encerrada con madera de melamina, ese calentador lo tenía detrás de la impresora, dentro de la caja.

calentador: OJO éste es a 12 voltios y es mejor que sea a 220v y se conecta a un enchufe de la pared": https://www.ebay.es/itm/PTC-aluminio...BvXK0669NrbWTA

Disipador: https://www.ebay.es/itm/VENTILADOR-D...AAAOSwB09YStHF
Ese ventilador es a 12v, puedes conectarlo a la fuente de alimentación de la impresora 3D, consume muy poco. Tiene 3 cables, si conectas 2, lo hace a una velocidad, si eliges otros 2, funciona más rápido el ventilador (o eso creo recordar, no me acuerdo muy bien) yo lo tenía girando muy lento, de esa forma no crea corrientes de aires grandes dentro de la caja.

El montaje es fácil:
- al disipador le pones pasta térmica de silicona (1 EUR en Aliexpress) y pegas el calentador al disipador. La pasta térmica de silicona endurece con el calor y conduce el calor, queda soldado ambas piezas.

- El ventilador va conectado a la fuente de alimentación de la impresora 3D con un interruptor para encenderlo y apagarlo

- El calentador necesita otro interruptor, que aguante los 220v, tan simple como intercalar el interruptor en uno de los cables de ese calentador (el negativo, para que no salten chispas al apagarlo y encenderlo). Va enchufado a un ladrón, triplete, barra de enchufes, como quieras llamarlo.

Enciendes ambos interruptores y el disipador se empezará a calentar, así que el ventilador empieza a mover el aire caliente por toda la caja (antes de empezar a imprimir, yo lo ponía a la vez que calentaba la cama).

Tienes que apagarlo manualmente a la media hora o así en invierno, en verano (en el SurOeste de España) no hace falta encenderlo.

Me fue bien imprimiendo en ABS, se notaba a simple vista mejor acabado en las piezas y permitía imprimir piezas que antes no podía. Para el warping, lo mejor es crear una falda de 6 perímetros alrededor, 1 capa de altura. En 2 años, me fallaron 2 impresiones por tener la temperatura muy alta (pérdida de pasos en los motores), lo que hacía era tener el calentador funcionando, pero dejaba la puerta de la impresora abierta 2 dedos, de esa forma el aire se iba regenerando y no llegaba a temperaturas extremas.

Después se inventó estos refrigeradores de motores NEMA: https://www.thingiverse.com/thing:3021279
Se les puede poner un ventilador y un tubo corrugado al exterior de la caja, así no pierden pasos y están siempre fresquitos. Yo no lo llegué a usar.

Lo que tu comentas es lo profesional, un Arduino con sensor de temperatura y ventiladores, programados para sacar aire a la temperatura que quieras. Sé que hay gente que lo tiene montado y se olvida de todo. Yo, para probar, por el precio que era (8 EUR todo) y por la poca complejidad, elegí el calentador.

Puede que tengas otros problemas que estén relacionados con la temperatura de la caja y/o con el material (ABS), esto se ve ya después sobre la marcha. En concreto, con ABS, hacer paredes delgadas y altas es complicado (por ejemplo una caja para la electrónica, si no tiene relleno entre las paredes, es muy difícil de imprimir).

Te aconsejaría imprimir en PLa esas piezas que no puedes en ABS. Si no se imprimen bien:
- puede que los pasos del motor Z no estén afinados y en cada capa suba un poco más de lo que debe, por eso en alturas considerables las capas no se pegan.
- puede que el eje Z al subir encuentre resistencia, así que las piezas altas no salen bien (grasa de litio a las barras roscadas y lisas de todos los ejes, en especial el Z, claro).

Imprimiendo en PLa esas mismas piezas, descartas los problemas sin calentarte la cabeza.

[horacio_570]

Buen día, y gracias por las respuestas. Solimán, en cuanto al filamento, lo del ABS es por un tema de tratamiento posterior, ya que para los modelos para caucho de silicona, en muchos casos hace falta un buen acabado, y la pintura y masilla tienen problemas con el caucho. El siguiente proyecto es una cámara para tratamiento con acetona, pero antes solucionar el tema de la impresión.

Los filamentos que utilizo son originales COLIDO, que supongo que son normales ni muy malos ni muy buenos, de cualquier manera aquí no estamos como en España, en el centro del mundo, Argentina es más vale un costado lejano y no hay tanta oferta como alli.

Lepes, veo que has estado experimentando, y segun leo, tu experiencia, me dice que estoy en el camino correcto, gracias por compartir.

El tema del calentador, ventilador y control, pienso hacerlo independiente de la electrónica y fuente de la impresora, ya que como es un equipo de linea no tengo idea que elctronica ni fuente tiene, y mientras funcione bien, no quiero ni destaparlo, el dia que falle lo reemplazare con un Arduino. La idea es colocar una fuente externa de 24vcc, y calefaccionar o bien mediante cable calefactor o con resistencias de cartucho de Hotend, (12v - 40w - 3,6ohm cada una) 4 colocadas en serie de a pares, en 24vcc, serian unos 160w totales manteniendo en el disipador unos 110ºC cuando actua. En cuanto al cable calefactor el que consigo es de 33ohm por metro, max 25w por metro, en tramos de 0,85 metros (en paralelo) en 24vcc cada tramo unos 20w a aprox 80ºC, con 8 tramos tendría 160w totales.

El termostato con un Arduino y 6 sensores DS18b20, uno en cada motor (ext, x,y) otro midiendo en el aire cerca del punto de impresión, y dos más controlando la camara, y dos LM35 para los calefactores (o termistores de 100k), más relays para manejar todo.

En cuanto a enfriar los motores si fuese necesario, por la manera en que están montados no puedo colocar disipadores y fan, si podría llegado el caso enfriar con una celda Peltier en cada motor.
Como te darás cuenta, tengo como una enfermedad, no puedo dejar nada sin controlar. Tengo casi 63 años y desde los 18 trabajo en diseño industrial, son mañas adquiridas con el tiempo, y me encanta calentarme la cabeza a mi edad es casi terapéutico".

Cuento lo que ya hice, una tapa para la impresora en chapa BWG 16.

La impresora original:



Con el capuchón desmontable y su tapa de inspección":



Como siempre valoro y agradezco sus respuestas, sugerencias, opiniones y comentarios.
Un saludo a todos
Horacio

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[Lepes]

Sin duda adelante, tienes de sobra los conocimientos para hacerlo. Yo tengo una impresora parecida a la tuya en cuanto a estructura, es una ulticampy V2 que es Open Source (todas las piezas y planos están en internet, parecida a una Ultimaker). La ventaja es que puedo sacar los motores del eje X e Y fuera de la impresora (quedará feo, pero también se puede corregir), el motor de Z está bajo el suelo de la impresora, fuera del área de impresión y caja de horno.

En la primera fotografía, está en rojo el motor del eje Y de mi impresora y pegado a él, una pieza azul de plástico (impreso en 3D) que sirve para atornillar el motor a esa pieza y la pieza a la pared de la impresora.

En la segunda fotografía, he sacado el motor fuera de la caja, girándolo 180 grados en el eje Z.

La tercera fotografía es la vista interior, en la que solo se ve la pieza de plástico, el motor en rojo está detrás.

No sé si tú podrías hacer algo similar en la tuya. Es otra alternativa.

Posdata: El modelo 3D de la impresora no lo he hecho yo, lo hico campy creador de la impresora.

Saludos!

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[horacio_570]

Buen dia, bonita impresora, la forma de montaje de los motores hace posible que sean instalados fuera, en mi caso la caja de la máquina es de chapa de 1,5 milímetros de espesor y el montaje es diferente, sacar los motores fuera implicaría cirugía mayor, además el extrusor es un MK8 directo, así es que está todo dentro menos el motor Z que también está debajo junto con la electrónica.

Creo que para una reforma así en mi caso, es más simple construir otra máquina; cosa que también está en los planes, algo más grande, pero ya no para instalarla en mi casa, seria para instalar en la fábrica en proyecto conjunto con mi hijo, donde tenemos una oficina libre donde la idea es armar un pequeño taller-laboratorio de uso personal.

En mi casa ya no dispongo de espacio, vivo en un apartamento en un piso 22, y disponemos de una sola habitación libre donde trabaja mi esposa con sus moldes y yo con mis hobbys y ya tenemos demasiados equipos, un pequeño torno, una pequeña fresadora, una cámara de vacío, la impresora 3d y multitud de herramientas y cosas.

A medida que vaya haciendo las reformas, si les parece bien lo voy publicando en detalle, tal vez a alguien le sirva. Un saludo y gracias por la atención y el tiempo dedicado.

Horacio

[horacio_570]

Buenos días. Vuelvo con el tema que he dejado inconcluso, por falta de tiempo no lo he seguido, ahora con la cuarentena retomo el proyecto. Tiempo sobra, el tema es que no se pueden comprar componentes así es que arreglarse con lo que hay en casa.

Los primeros días me dedique a otras cosas pendientes, me hice una fuente variable de corriente continua con voltimetro y amperimetro con un gabinete impreso en 3d adjunto fotografía. Tambien realice un fan de capa que mi impresora no tenía el cual tendré que manejar independiente ya que no puedo incorporarlo a la electrónica original, y se controlará conjuntamente con el control de temperatura. Adjunto informe también.

También adjunto la disp general de la impresora y los lugares para calefactores y controles. Finalmente un circuito tentativo del control y el diseño de las calefactores. La fuente sera la única que dispongo 24vcc 120w.

Mas tarde publicare los avances en el tema.
Un saludo a todos y espero opiniones al respecto que será agradecida.

Horacio.

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[horacio_570]

Tal vez sería bueno cambiar el titulo del tema por:
"Mejoras y cámara calefaccionada en COLIDO M2020"
No se puede cambiar el título a algo más acorde como lo considere el administrador.
Un saludo de Horacio.

[titan83]

Puede que tu problema sea más simple de lo que crees, muchas veces el problema viene porque el ventilador del Hotend no encauza bien el aire y se desvía llegando a la pieza, haciendo como si tuvieras un ventilador de capa encendido, la manera fácil de comprobarlo es poner un platito con alcohol isopropilico sobre la cama (si no dispones de el puedes hacerlo con agua, pero con mucho cuidado de no derramarla) y bajar el extrusor hasta que casi toque el liquido, si te hace ondas el liquido es porque se escapa el aire hacia la pieza y es muy posible que eso cause las delaminaciones en las capas, ya que el abs es muy sensible a las corrientes de aire, y en una impresora cerrada como es la tuya no deberías de tener ese problema ni aun teniendo la parte de arriba abierta, de hecho, yo e impreso piezas de abs en mi Ender 3 y 0 problemas, siendo esta completamente abierta.

[horacio_570]

Gracias por el aporte, lo voy a verificar.

[horacio_570]

Lo acabo de ver, y es muy posible que llegue una corriente de aire del ventilador del hot end, voy a diseñar un deflector para encauzarlo debidamente donde no moleste, igual, lo del calefactor ya lo tengo adelantado, después lo publico.
Muchas gracias por la sugerencia, en cuanto tenga el deflector lo publico.
Un saludo de Horacio.

[3dpoder]

Tal vez sería bueno cambiar el titulo del tema por:
"Mejoras y cámara calefaccionada en COLIDO M2020"
No se puede cambiar el título a algo más acorde como lo considere el administrador.
Un saludo de Horacio.

Título cambiado, un saludo y suerte amigo.

[horacio_570]

Buen dia. He estado pensando cómo encauzar el aire del ventilador del Hotend, y es bastante difícil, no hay lugar, tendrá que ser de piezas bastante precisas y complejas, lo sigo pensando.

En cuanto al calentador he estado trabajando en la caja de control y los calentadores, en las fotografías se ve la tapa de la caja y la caja, que va adosada en un lateral de la impresora.

La placa auxiliar con el arduino y los relay y lCD 2004. Todavía falta bastante.

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[horacio_570]

Estos son los calentadores y el perforado de la placa donde se monta las resistencias calefactoras y termistores.

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[horacio_570]

También estuve identificando las direcciones de los DS18b20 que sensan temperatura, aquí se ven con sus códigos hexadecimales ya bajados de cada uno.

Espero comentarios y sugerencias. Un saludo de Horacio.

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[Soliman]

Vaya curro que te está pegando.

Saludos.

[3dpoder]

Sugerencias no te puedo dar ninguna, ya que por lo que veo, tienes amplios conocimiento del tema, pero sí te digo que eres una persona muy organizada y que seguro que vas a hacer un buen trabajo, te sigo con el montaje, igual aprendo algo, gracias por compartir amigo.

[horacio_570]

Buen día, muchas gracias por las respuestas.

Y gracias por lo de ordenado, pese a vivir en un departamento en un piso 22, bastante alto, tenemos con mi esposa un pequeño taller donde ella fabrica moldes de caucho de silicona y yo despliego mis "vicios" de horas libres (en tiempo de cuarentena son muchas), y cuento con algunas herramientas y máquinas, el resto de mi "taller" es un escritorio y un placard, paso fotografías todo muy apretado, pero sirve. Un saludo a todos.

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[Soliman]

Hasta un torno para metales. Jo.

[horacio_570]

Buen día. He estado con bastante trabajo tanto en diseño de modelos 3d e impresión, como también en tareas de mi empresa que nada tiene que ver con esto.

De acuerdo a la sugerencia de Titan83, he estado viendo si llegan corrientes de aire desde el fan del extrusor a la zona de impresión, y si llegan, así es que estoy buscando la forma de eliminarlas, en mi impresora no hay demasiado espacio, la primer modificación es canalizar el aire en el ventilador y la salida del disipador del MK8, todavía me falta instalarlo y canalizar el aire que pasa a través del agujero central del disipador.

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[horacio_570]

En cuanto al calefactor de la cámara he estado haciendo pruebas con los calefactores, y fue decepcionante, a cada calefactor le instale dos resistencias de Hotend de 12v30w, y un termistor para medición y control, la primer prueba fue con las resistencias en seri conectadas en mi fuente regulada, con 20v y el ventilador al máximo no supero en bloque de aluminio 40 grados centígrados, luego cambie las conexiones le he dado 24v directo de la switching toma 2,6A aproximadamente lo que es 62W para las dos resistencias, y baje la velocidad del ventilador al mínimo dándolo con la fuente regulada 4,9v, y así llego a estabilizar 60 grados centígrados, coloque el conjunto dentro de la impresora y la temperatura en la cámara subió de 24 grados centígrados a 29 grados centígrados en 40 minutos, totalmente insuficiente.

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[horacio_570]

Sigo investigando Stratasys, tiene el sistema de calefacción, claro son máquinas de otro planeta, una F123 usada vale 21.000 dólares, como "barata". Conseguí un manual de instalación de la serie F123, que imprime la más chica 254x254x254mm hasta la más grande de la serie 356x254x356mm, (el equipo pesa 227KG). y cuando uno mira los consumos de corriente son cuando se imprime PLA 150W, inactiva en PLA 10W, mientras que para ABS cuando imprime 650w e inactiva 510w, o sea que hay 500w de calefacción de cámara (sospecho que también modifica presión o atmosfera interna), adjunto manual de instalación de este equipo.

STRATASYS, compro MAKERBOT, y los nuevos modelos de esta también calefaccionan la cámara a 100 grados centígrados !, ver link https://www.makerbot.com/3d-printers/ yo solo quiero llegar a 60 - 70 grados centígrados que es lo que los motores permiten, pero mis calefactores no son lo suficientemente potentes, así es que estoy viendo de aumentar la potencia de los mismos con resistencias calefactoras cerámicas de 220v150w, dos (que ya tengo localizadas), o sea un total de 300w contra los 120w que había pensado, puedo hasta poner tres y tendré 450w, pero en principio veré con dos.

Espero comentarios y opiniones. Un saludo a todos de Horacio.

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[horacio_570]

He conseguido 3 de estas resistencias calefactoras, veré como las adapto con un disipador o no cuando las tenga, en una semana veré su coste aproximado u$s 3 cada una, es difícil saber, en dólares argentinos son 199, pero aquí tenemos diferentes valores de dólar desde 1u$s=$70 hasta 1u$s=120, es lo que hay. Un saludo todos, espero opiniones.

Horacio.

[horacio_570]

Faltaban las fotos

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[titan83]

Yo creo que si consigues solucionar las fugas de aire del Hotend, no vas a necesitar nada mas, sobre todo teniendo la impresora cerrada, yo en mi Ender 3 imprimo ABS perfectamente, y esta completamente abierta, simplemente teniendo la precaución de que nadie abra la ventana, ni pasen mucho junto a la impresora, mientras imprime, para evitar las corrientes de aire, claramente no puedo usar todo el volumen de impresión porque se saldrían de la cupula de calor generada por la cama, pero e impreso piezas de hasta unos 15 centímetros de altura y sin ningún problema, eso sí, siempre que imprimo ABS es con la cama a 100 grados.

[horacio_570]

Buenas noches a todos.

Hoy me llagaron las resistencias de cerámica, funcionan de maravilla, calientan bastante rápido y se estabilizan a 465 grados centígrados.
Mañana si tengo la impresora libre de trabajo voy a realizar más pruebas, y aplicaré las modificaciones sugeridas por titan83.
La temperatura se puede ver en el multímetro, toman menos de 1A en 220v.
Un saludo, y buen fin de semana.
Horacio.

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[3dpoder]

Me alegro de que al final lo hayas podido solucionar, un saludo amigo.

[Soliman]

¿465 grados?

[horacio_570]

Buenas tardes. Sí, 465 grados centígrados en contacto con la cerámica, pero funcionan como pantallas de calefacción IR.

Conforme a lo que mida el termostato en las diferentes zonas, se conectan y desconectan, la idea es tener una temperatura en la cámara entre 60 y 70ªC, verificando por contacto en los motores para no "freírlos", y en diferentes lugares de la cámara.

Pienso instalarla sin disipador y sin ventilador, simplemente como pantallas, montadas sobre un aislante de manto cerámico que soporta 1200ºC sin problemas.

La verdad es que prefería no incluir calefactores de 220v, y manejarme en 24vcc, pero no funciono. Igual los relay las manejan sin problemas, son 0,7A, lo lamentable es que tengo que replantear el tablero que tengo impreso, dividir en dos partes, uno de 220v en la parte posterior de la impresora y el de mando, que ahora será de 12vcc en el lateral (cosa de no mezclar mando y potencia). Y veré de incrementar la seguridad por sobre temperatura, (un trabajo mas).

[horacio_570]

Sigo con mis pruebas, también modificando el termostato.

He instalado provisionalmente dos resistencias en la cámara de impresión, montadas sobre "latas de Atún" rellenas con manto cerámico, las conecte en directo a red (220vca), instalo un pequeño termómetro sobre la cama de impresión, y una termocupla en un lateral, en 30 minutos la cámara estaba a 48 grados centígrados, que la verdad ahora me parece suficiente, a ojo "esta todo caliente". Además falta el calor disipado por la cama de impresión, con lo cual la prueba, esta vez puedo considerarla "exitosa", conforme a las expectativas. La temperatura es controlable, nada se "dispara", a seguir adelante. Al subir la temperatura en el interior, lógicamente baja la humedad, también esto es bueno, adjunto fotografías aunque mucho no se ven. Un saludo a todos.

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[3dpoder]

Haces unos montajes dignos de ver y estudiar, cuando he leído lo de las latas de atún, creía que era un símil, pero no, es literal y además lo enchufas a la corriente, lo dicho, estoy aprendiendo de este hilo. Gracias por compartirlo.

[horacio_570]

Buenas tardes. En estos últimos días no he podido avanzar con el proyecto, ya que he tenido bastante trabajo, entre que mi empresa de maquinas y servicios viales esta retomando actividades, aunque yo trabajo desde casa por la pandemia y mi hijo en la oficina, me lleva bastante tiempo, Además realice impresiones por el tema de los moldes que hace mi esposa.

A propósito de eso adjunto algunas fotografías de la calidad de impresión que consigo con la Colido M2020 en PLA, las piezas tienen un pequeño lijado posterior, que espero evitar con la impresión en ABS y cámara de acetona. La calidad necesaria es la que se ve en las fotos. Yo hago el diseño y son las que realice en los últimos días. Un saludo a todos.

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