Clone wars: Glosario

Glosario General

Logotipo de RepRap

RepRap

Es un acrónimo que significa Replicating Rapid Prototyper, esto es, prototipador replicante rápido. Es un conjunto de impresoras 3D cuyas piezas en principio se pueden imprimir utilizando otra impresora 3D. Es una iniciativa Open Hardware para la creación de máquinas manufacturadas libres y que se pueden construir en casa. Por lo general cuando nos referimos a una RepRap nos referimos a una impresora RepRap.

El Logotipo de la RepRap es un cilindro con forma de gota. Este cilindro tiene esta forma ya que la impresora puede imprimir pendientes sobresalientes de como máximo 45º, y esta es la forma más fácil, y sin apoyos de imprimir un hueco cilíndrico horizontal en una pieza.

CNC (Control Numérico por Computadora)

Se refiere a cualquier sistema de control de máquinas herramienta por ordenador. Una RepRap es una máquina CNC cuya herramienta es un extrusor de plástico. Con las debidas adaptaciones se puede hacer que la RepRap en vez de extruir plástico, tenga una fresadora, un láser, o incluso que extruya chocolate o azúcar.

Logotipo del movimiento OpenHardware

Open Hardware

Se refiere a hardware libre (al igual que Open Software se refiere a software libre). Se refieren a piezas de maquinaria, electrónica, mecánica que no están sujetas por un copyright, patente, o registro de cualquier tipo sino por una licencia de uso, distribución y modificación libre. Esto implica que los productos Open Hardware tendrán planos, diagramas a disposición del usuario, y que se podrán replicar sin violar ninguna ley, al igual que modficiar o mejorar.

Arduino Uno

Arduino y Arduino Mega

Es una placa de circuito para la realización de prototipos basada en hardware libre. El Arduino Mega es una versión del Arduino con más pines (esto es más salidas digitales), mas memoria... que el Arduino estándar (Arduino UNO). El Arduino Mega se puede utilizar para manejar la impresora RepRap.

Shield (referido a un Arduino)

Es una placa de circuito diseñada para ponerse encima de un Arduino o Arduino Mega (o alguna otra variante). Se llaman shields (escudo) porque al cubren la Arduino, aunque no sea esa su función.

Atmel

Es una empresa que fabrica los microprocesadores que, seguramente, manejarán nuestras impresoras. Es también la empresa que fabrica el microprocesador de las placas Arduino.

Firmware

Es el programa que se instala en el microprocesador y permite la comunicación de la impresora con el ordenador y también controlan los procesos de la impresora.

Host

Es el programa que se instala en el ordenador y que permite la comunicación con la impresora y enviar los datos a la misma para que esta imprima las piezas.

Gcode

Es el lenguaje estándar para las máquinas CNC y que también comparten las RepRap. Es lo que se manda a la impresora para que esta realize los movimientos necesarios e imprima las piezas.

SkeinForge / Slicer

Son programas que convierten el modelo 3D (en formato STL) en código Gcode para que la impresora la imprima. Su funcionamiento se vasa en hacer rodajas de la pieza y, sobre estas rodajas, calcular los movimientos de la impresora para que imprima cada una de ellas.

FDM (Fused Deposition Modeling)

Modelado por deposiciones fundidas, es la forma que tienen la mayoría de las RepRap de imprimir. Funden plástico y lo depositan capa a capa hasta formar la pieza.

SLS (Selective Laster Sintering)

Síntesis Selectiva Láser, es un proceso similar al FDM de las RepRap pero usado a un nivel más profesional que utiliza un láser de alta potencia para fundir polvo de un material (como plástico, metal, cristal o cerámica) a una masa que formará el modelo 3D deseado.

DLP (Digital Light Processing)

Es un método alternativo al de las RepRap utilizado en impresoras como la B9Creator de Michael Joyce que hace que una resina líquida se endurezca y solidifique mediante la proyección de un haz de luz. Esto permite mucha más precisión, pero se reduce notablemente el tamaño posible de la pieza y es mucho más caro de construir.

Backslash

Es un problema que puede ocurrir en una impresora RepRap producido cuando, al cambiar de sentido el giro del motor (paso a paso) el motor gira un poco antes de que la correa que este mueve reaccione (se tense) y, por tanto, se pierden pasos (la máquina cree que está en una posición en la que no está).

Esto se soluciona tensando las correas (no demasiado, pero si lo justo), y utilizando poleas de metal o de SLS.

Tipos de Impresora

Clon R2D2, modelo de la Prusa Mendel It1

Prusa Mendel

Son modificaciones sobre la impresora Mendel original llevadas a cabo por Joseph Prusa, cuyo objetivo era la generación de una impresora estable, barata y muy fácil de construir. Existen dos iteraciones (la Prusa Mendel original y la Prusa Mendel Iteración II) y se está desarrollando una tercera (la Prusa Mendel Iteración III). Las dos primeras iteraciones tienen forma triangular, aunque la tercera es más recta.

Existe información sobre los 3 modelos existentes en la wiki:

• Prusa Mendel Original
• Prusa Mendel Iteración 2
• Prusa Mendel Iteración 3 (en desarrollo)
• Prusa Mendel Iteración 2 Mold (en desarrollo)

Impresora PrintrBot Lucy

PrintrBot

PrintrBot es una impresora que también sigue la filosofía RepRap, y diseñada por Brook Drumm y financiada con un proyecto en [1]. Es una impresora cuadrada que es completamente escalable. Esto significa que si compras barras más grandes puedes hacer una impresora capaz de imprimir piezas más grandes (ya que aumentas el área de impresión).

Se puede ver más información sobre la PrintrBot en esta wiki.

Adicionalmente, no se debe confundir con PrintBot (sin la r) también puede referirse a un robot compuesto de piezas impresas (Juan González suele referirse a ellos así).

Prototipo original de Rostock

Rostock (Delta Printer)

Es una impresora también de 3 ejes (más extrusor) creada por Johann, pero con la propiedad de que los 3 ejes son verticales y están separados 120 grados cada uno, dando un sistema de coordenadas distinto, pero un resultado muy interesante. Es una impresora muy alta (pero su espacio de impresión no llega a ser tan alto), y requiere tener el mecanismo del extrusor separado del HotEnd para evitar problemas con la inercia del soporte (el motor pesa algo menos de medio quilo, y desestabilizaría la impresión).

Es una impresora en desarrollo y no está del todo terminada. Se puede ver más información en su blog [2].

Aviso: tal y como sugiere el autor, esta impresora no es para principiantes (especialmente porque está en desarrollo) y si se quiere montar es muy recomendable tener una impresora ya montada (ya que se requerirán cambios de piezas debidos a mejoras en el diseño del autor). El propio autor ofrece su ayuda a la hora de encontrar los componentes para montar la impresora.

Modelos no RepRap (Generación 0)

Son modelos construidos con una carcasa de madera contrachapada cortada con láser y que los venden las empresas MakerBot, MakeGrear... por algo más de 1000 euros. Son modelos con piezas no imprimibles y por tanto no son replicables ni pertenecen a las RepRap, pero nos permiten empezar a construir las mismas ya que nos imprimen las piezas de estas.

Medidas

M8, M4, M3

Se leen métrica 8, métrica 4... se refieren al estándar con el mismo nombre. A efectos prácticos, una varilla M8 tendrá 8mm de diámetro.

NEMA 17

Es un estándar (NEMA significa National Electrical Manufacturers Association, Asociación de Fabricantes Nacionales Eléctricos, de EEUU) que indica el tamaño de la carcasa y disposición de los agujeros de un motor (paso a paso). Referirse a un motor NEMA 17 es referirse a un motor que tiene 42 milímetros de base y tiene los agujeros (M3) sobre esta base separados 31mm.

El número 17 viene de que 42mm en pulgadas equivalen a 1.7".

En nuestras RepRap usaremos sobre todo motores NEMA 17, aunque, adaptando las piezas de plástico, se pueden usar motores de mayores tamaños, como los motores NEMA 22.

T5, T2.5

Es un estándar de correas de sincronización (timing belt). Son correas con dientes cuya separación en milímetros es la indicada por el numero que indica su referencia (la T5 tiene 5mm entre un punto de un diente y el mismo punto del siguiente diente). Están diseñadas para realizar movimientos constantes en una dirección (y la RepRap suele cambiar bastante de dirección), pero funcionan suficientemente bien.

GT2

Es otro estándar de correas de sincronización (timing belt) pero cuyos dientes son redondos en vez de rectos permitiendo el ajuste a movimientos no constantes. Son mejores para las RepRap, pero son más caras.

Material de impresión

ABS (Acrilonitrilo Butadieno eStireno)

Es un tipo de plástico que funde a 215ºC más o menos. Es flexible (hasta cierto punto) y puede venir en diferentes colores. Se fabrica a partir del petróleo y es seguro para la manipulación de alimentos (con ellos se hacen las piezas de LEGO). Sin embargo, los fabricantes no garantizan que los colorantes que usan en sus productos sean seguros para dicha manipulación de alimentos por lo que no es recomendable usar este plástico para ese fin a no ser que no tenga colorante.

PLA (PolyLactic Acid, Ácido Poliláctico)

Es otro tipo de plástico usado en las RepRap que funde a 185ºC (mas o menos). Es menos flexible, pero desprende menos olores. Además, su origen no es el petróleo y es biodegradable. También es seguro para la manipulación de alimentos pero no se recomienda su uso para dicho fin si el PLA posee colorantes.

Piezas de la impresora

Vitaminas

Se refiere a cualquier pieza necesaria en la impresora pero que no es imprimible. Esto es los motores, varillas de metal... El objetivo de RepRap es reducir al máximo las vitaminas (aunque a veces conviene añadir alguna, como los rodamientos lineales en la Prusa).

Motor Paso a Paso Nema 17 (12V, 2.5A)

Motor Paso a Paso (Bipolar)

Es un tipo de motor eléctrico en cuyo interior existen dos bobinas eléctricas que conectadas alternativamente producen el giro de un rotor (el movimiento del eje). Tienen la propiedad de que al activar una bobina el rotor sólo gira un ángulo muy pequeño llamado paso o step. Al activar la otra bobina (desactivando la anterior) se mueve otro paso, y así avanzan. Permiten controlar la posición ya que puedes controlar el número de pasos que quieres que avancen los motores. Estos motores son usados en aparatos que requieren control de la posición, como las impresoras de inyección de tinta, o nuestras RepRap.

Adicionalmente conectando las bobinas a la vez se consigue que el rotor se quede en una posición intermedia. Si variamos la intensidad de una bobina frente a la otra podemos conseguir más posiciones intermedias. A esto se le llama microsteping.

Existen motores paso a paso monopolares (de él solo salen 2 cables, aunque tienen todavía dos bobinas, pero se alternan internamente), o con mas polos (bobinas), cada par de cables que salen de un motor se llaman polo).

Modelo de Extrusor

Extrusor

Mecanismo que se encarga de extruir el filamento de plástico con el que se imprimen las piezas, esto es, introducir un volumen con una determinada geometría (en este caso filamento de 3mm de diámetro o de 1.75mm de diámetro) y sacar un volumen (el mismo mas la dilatación térmica) con una geometría distinta (en este caso un filamento derretido de 0.5mm de diámetro o menos). Las extrusiones pueden hacerse en frío (sin el material fundido) pero en el caso de la RepRap (y en general de plásticos) se ha de calentar hasta que fluya.

El extrusor de una RepRap se compone de un motor (paso a paso) que, mediante unos engranajes, fuerza al filamento de 3mm (o 1.75mm) a entrar a una punta caliente (el Hotend) que derrite el plástico y, por la propia presión que ejerce, es forzado a fluir por una abertura en la punta caliente (nozzle, o aguja) que permite que salga esa "extrusión".

Hobbed Bolt (Tornillo Hobbed)

Hobbed Bolt (bolt es tornillo en inglés) es un tornillo M8 que tiene una muesca en el centro que presenta unos dientes paralelos al eje del tornillo. Este tornillo sirve para empujar el filamento hacia el mecanismo del extrusor (es lo que, a través de los engranajes, hace girar el motor).

HotEnd

Literalmente Final Caliente en inglés. Se refiere a la pieza que sobresale hacia abajo del extrusor y cuya finalidad es fundir el filamento y terminar de extruirlo. El Hotend se compone de un tubo de latón hueco recubierto de un tubo de aislante térmico (PFTE por lo general), un bloque de latón o aluminio con dos agujeros, uno para la resistencia que calentará el sistema, y el otro para poner un termistor para medir la temperatura, y finalmente una rosca (generalmente) donde se introduce el nozzle o boquilla.

Nozzle

Significa boquilla (aunque también se le puede llamar aguja), es una pieza situada en el extremo inferior del HotEnd que tiene forma cónica por lo general y tiene un agujero pequeño que determina el diámetro del plástico extruido.

Este agujero suele ser de entre 0.5mm y 0.25mm.

Budas (Budaschnozzle)

Es un tipo de HotEnd de mucha calidad vendido por [3]. Tiene un alto precio, pero pagas por la calidad del producto.

Se puede comprar [4].

Heatbed

Significa placa (cama) caliente. En ella reposan las piezas al ser impresas. Tiene que estar caliente (100ºC para el plástico ABS, 60ºC para el plástico PLA) para evitar que la pieza tenga un gradiente de temperaturas muy elevado durante la impresión (parte de abajo fría parte de arriba caliente) que generaría deformaciones en la pieza. Es posible que no se necesite para imprimir PLA (porque es térmicamente estable, esto es, no varía mucho su dimensión con la temperatura), pero ayuda en cualquier caso.

Controladores de los motores paso a paso Stepstick con sus correspondientes disipadores de calor. Se pueden ver unos circulitos redondos a un lado del disipador que son los reguladores de voltaje/intensidad

Pololu

Es un controlador (también llamado driver ) en forma de chip pequeñito que controla el funcionamiento de los motores paso a paso. Utiliza un chip Allegro A4988, que permite controlar el paso de los motores (paso a paso) y también permite un microstepping de 1/2, 1/4, 1/8 o 1/16.

StepStick

Es un controlador de los motores paso a paso totalmente compatible con los Pololu. Esto implica que donde pones un Pololu puedes poner con facilidad un StepStick. La diferencia que tienen son el precio (el StepStick es más barato) y el grosor de la capa de cobre (en el Pololu es mayor, permitiendo que pasen más amperios sin calentarse tanto la placa, pero bien configurado no es necesario, y se puede poner un ventilador). Los StepStick funcionan, en definitiva, muy bien.

Aviso: A veces venden unos controladores llamados Pololu/StepStick Compatible (RepRap.me). Esto puede ser una pequea estafa. Los controladores de los motores paso a paso que utilizamos permiten hacer microstepping, esto es que se muevan pasos no enteros (1/2, 1/8). Los Pololu y StepStick permiten un máximo de 1/16 (que está muy bien), pero algunos de estos "clones" solo permiten un máximo de 1/8. En principio se pueden usar (la diferencia son del orden de 100 micras), pero tienen mayor precisión los otros.

Controlador de voltaje/intensidad (referido a los Pololu/StepStick)

Es un pequeño potenciómetro (resistencia variable) situado en el chip del controlador que permite controlar la intensidad que irá a los motores. Esto permite no calentar demasiado los controladores, los motores y reducir el gasto energético de la máquina.

Los Pololu y los StepStick vienen con su regulador de corriente, pero los compatibles no tienen porque.

Final de carrera mecánico.

EndStop (Final de carrera)

En español se llaman interruptor final de carrera. Hay dos tipos principales, los mecánicos que son un interruptor con una palanquita, y los ópticos que tienes que meter una banderilla (una tirita de metal) en una ranura para indicar que hay pieza. Existe un tercer tipo que es magnético. Se usan para indicar que una pieza ha llegado al final de su recorrido (y por tanto no debería avanzar más).

En la RepRap se ponen por lo general 3 finales de carrera (aunque se pueden poner 6) para marcar el origen de los ejes X, Y y Z. Los más fáciles de usar son los mecánicos, ya que requieren menos componentes (y menos consumo energético) a parte de que funcionan muy bien. En general la desventaja de los finales de carrera mecánicos es que por las tensiones en la palanca estos se dañan antes, pero, dado el poco uso que se hace de ellos generalmente en la RepRap, es muy poco probable que fallen.

Rodamientos radiales (izqda.) y lineales (dcha.)

Rodamientos (o Cojinetes) Radiales de Bolas (o bearings)

Son aparatos que permiten el acoplamiento de un eje movil (que gira) con una pieza fija (un soporte) tal que se minimize el rozamiento producido. Los rodamientos radiales están compuestos por dos cilindros concéntricos con bolas entre ambos que ruedan permitiendo un giro de un cilindro con respecto a otro con poco rozamiento.

Rodamientos (o Cojinetes) Lineales

Son rodamientos que, de forma similar a los rodamientos radiales, evitan la fricción, pero esta vez al tralsladar el rodamiento en la dirección longitudinal del eje (en la dirección del eje). Permiten que una barra lisa se comporte como una guía.

Husillo

Un husillo es un tipo de varilla roscada que tiene una rosca trapezoidal (en vez de triangular que es la rosca más común). Tienen la ventaja con respecto a las varillas roscadas normales de que su diseño es mucho más propicio para los desplazamientos que se realizan en una RepRap, pero también son mucho más caros. Necesitan de tuercas especiales (evidentemente más caras).

Estos tornillos, si bien pueden tener el mismo diámetro de las varillas roscadas (que son M8, por lo que su diámetro es 8mm) no se consideran que son de métrica 8 (M8) ya que al tener diferente tipo de rosca, no entran en ese estándar.

Cinta Kapton (Poliamida)

Es un tipo de cinta aislante de color naranja semitransparente y brillante que puede resistir muy bien altas temperaturas. En una RepRap se utiliza, además de para proteger zonas que pueden entrar en contacto y están a altas temperaturas, para cubrir la placa caliente y permitir que el ABS derretido se adhiera a la placa.

Tubo termoretráctil

Es un tubo flexible hecho de un plástico especial que al calentarse se comprime sobre si mismo y se vuelve rígido. Se utiliza como aislante ya que se puede colocar con facilidad y al calentarse se adapta a la forma de la conexión protegiéndola.

Termistor

Es un tipo de resistencia eléctrica que cambia el valor de su resistencia con la temperatura de forma muy acusada, por lo que se puede medir la temperatura de un objeto, midiendo la resistencia que presenta el termistor a la corriente eléctrica.

Termopar

Es una alternativa al uso de termistores. En la unión de dos metales diferentes al variar la temperatura de esta unión, se produce un desequilibrio eléctrico que se traduce en la aparición de un potencial (o voltaje) entre los dos metales. Este potencial se puede medir y tiene relación con la temperatura de la unión.

Electrónica

Se refiere a los componentes electrónicos que controlan el funcionamiento de la RepRap (el chip). Hay 3 principales, pero existen mas: RAMPS (con su correspondiente Arduino Mega), Sanguinololu y Gen7.

RAMPS, sin Arduino Mega (iría debajo)

RAMPS

Literalmente RepRap Arduino Mega Pololu Shield. Es un shield de la Arduino Mega que permite poner hasta 5 controladores Pololu de los motores paso a paso. Adicionalmente tiene la ventaja de que, como la Arduino Mega tiene muchos pines, se le pueden hacer muchas expansiones (como por ejemplo, una pantalla LCD, un lector de tarjetas SD, un panel de control con botones...).

Se ha de comprender que la RAMPS ha de ir montada sobre una Arduino Mega, y requiere de esta placa para funcionar (por tanto esta alternativa se compone de 2 placas, el shield RAMPS y la Arduino Mega).

Sanguinololu 1.3

Sanguinololu

Es una electrónica basada en la Sanguino (un clon de Arduino) que proporciona una alternativa compuesta de una sola placa a diferencia de la RAMPS. En esta placa se incluyen los controladores de los motores sólo pudiéndose conectar 4. El precio de la Sanguinololu es más barata que el precio conjunto de una RAMPS con su correspondiente Arduino Mega. Por otra parte la RAMPS sin el Arduino Mega, cuesta menos que la Sanguinololu (como es lógico).

Existen dos versiones equivalentes de la Sanguinololu en estos momentos, la 1.3a y la 1.3b. La 1.3b es una modificación de la 1.3a diseñada por la tienda de RepRap.me y basada en componentes SMT (componentes superficiales). Es una placa que ocupa menos, pero poca gente la tiene, por lo que puede causar problemas y nadie pueda ayudarte a resolverlos. En cuanto a todo lo demás, es totalmente equivalente a la 1.3a.

Gen7

Gen 7

Es la placa mas fiel al movimiento RepRap ya que es totalmente DIY (do it yourself, hazlo tu mismo). Es posiblemente la mas barata pero fuerza a buscar todos los componentes por separado y a grabar la PCB (la placa de circuito).