Impressora 3D e CNC com Arduino

A Impressora 3D Arduino é uma incrível máquina que pode ser usada como protótipo para criar peças de reposição e criação de novas, sendo muito versátil, o suficiente para imprimir próteses e implantes médicos a depender do modelo.

Isso tem um impacto crescente em nosso mundo, à medida que mais e mais pessoas obtêm acesso a essas máquinas surpreendentes. A impressão 3D, também conhecida como fabricação aditiva (AM), refere-se a vários processos usados para sintetizar um objeto tridimensional.

Uma versão mais acessível ao público foi criada a partir da utilização do microcontrolador Arduino nos projetos, atuando como um tipo de computador central responsável pela coordenação das demais peças na execução dos trabalhos.

A Impressora 3D Arduino simples possui três eixos, X, Y, Z, cada um controlado por um motor passo de passo, além da extrusora controlada por um motor de passo adicional. A construção é realmente econômica e altamente extensível se comparada a modelos tradicionais, além de ser baseada em código aberto, tanto em termos de software como de firmware.

Impressora 3D:

Na impressão 3D, camadas sucessivas de material são formadas sob o controle do computador para criar um objeto. Esses objetos podem ser de quase qualquer forma ou geometria e são produzidos a partir de um modelo 3D ou outra fonte eletrônica de dados.

Ela é um tipo de robô industrial de alta capacidade, que faz com que alguns digam que seu aparecimento e difusão sinaliza o começo de uma terceira revolução industrial, comparado a montagem das linhas de produção.

Usando o poder da Internet, pode eventualmente ser possível enviar um modelo de qualquer produto para qualquer lugar do mundo para ser replicado por impressoras 3D, capazes de serem combinadas em qualquer substância material e forma desejada.

Todos os comandos e demais componentes são controlados por um pequeno cérebro eletrônico, no caso da Impressora 3D Arduino, é um Mega2560, responsável pelo gerenciamento de todos os motores e sensores, proporcionado que a impressão seja feita de forma prática e eficiente.

A impressora 3D Arduino pode produzir cópias múltiplas, assim como uma máquina fotocopiadora. Todos os tipos de bens, desde pequenos objetos, até peças de automóveis, determinados tipos de implantes e etc. À medida que essa tecnologia torna-se mais difundida, a fabricação de produtos customizados reduzirá os custos de logística e produção, permitindo replicar peças em quaisquer locais, com a possibilidade de grande economia.
Há tantas modelos no mercado que é realmente difícil para os usuários tomar uma decisão, então o principal problema é o custo. É por isso que decidiu-se desenvolver uma nova impressora integrada com estrutura estável, interface amigável, operação fácil e preço acessível por meio do Arduino.

Caneta 3D:

A caneta de impressão em 3D é um tipo de impressora 3D portátil. Ela usa o mesmo tipo de elemento de aquecimento e extrusora encontrados em uma impressora 3D de mesa. Mas, em vez de ser controlada com software e motores de computador, a cabeça da impressora é guiada manualmente.

Como todos os dispositivos de impressão em 3D, uma caneta de impressão 3D funciona através do aquecimento de um filamento de plástico (ABS) até seu ponto de fusão e forçando-o através de uma ponta da extrusora.

É muito similar ao funcionamento de uma pistola quente. O plástico derretido é muito macio e pode ser fundido em uma superfície ou trabalhado em qualquer forma que você desejar. Uma vez que o plástico derretido sai da ponta, ele começa a esfriar rapidamente. Após alguns segundos, endurece e mantém a forma em que você trabalhou.

O filamento tem ótima resistência, flexibilidade, maleabilidade e maior resistência à temperatura. Quando aquecido tem um cheiro de plástico quente devido à sua base de petróleo, começando a derreter a 180°C e funcionando com total maleabilidade a 230° C.

Motor de Passo

O motor de passo é um motor elétrico síncrono sem escova que converte pulsos digitais em rotações mecânicas do eixo. Cada rotação de um motor de passo é dividida em um conjunto de etapas, às vezes até 200 passos.

Ele deve receber um pulso separado para cada passo, onde o pulso e passo deve ter o mesmo comprimento, uma vez que cada pulso resulta no motor girando um ângulo preciso - tipicamente 1,8 graus - permitindo controlar com precisão a posição do motor de passo sem qualquer mecanismo de retorno.

Arduino

O Arduino é o cérebro eletrônico de todo sistema, caracteriza-se como uma plataforma de código aberto utilizada para a construção de projetos. Ele é uma placa de circuito física que permite programação (é amplamente conhecido como microcontrolador), além de ser também um software (IDE - Integrated Development Environment) executado no computador para permitir a edição de códigos de programação da placa física.

Driver Motor de Passo

Esse pequeno módulo separa a ligação elétrica e eletrônica dos motores de passo e do Arduino, isso porque o microcontrolador pode não fornecer energia suficiente para alimentar os motores de passo diretamente, precisado de energia externa para o funcionamento correto.

Outro benefício é que os drivers avançados fornecem etapas fracionárias. Isso ajuda a suavizar o movimento do motor de passo. Sem passos fracionários, os motores podem ter uma tendência a vibrar ou a ressoar em determinados RPMs.

Vantagens da Impressora 3D

1. Tempo de mercado:

A impressão em 3D permite que as ideias se desenvolvam mais rápido do que nunca. É capaz de imprimir em 3D um conceito no mesmo dia em que foi projetado, encolhendo o processo de desenvolvimento que poderia ter levado meses, para questão de dias.


2. Economia de dinheiro:

As ferramentas de moldagem por injeção de prototipagem e as séries de produção são investimentos caros. O processo de impressão 3D permite a criação de peças e / ou ferramentas através de fabricação de aditivos a taxas muito menores do que a usinagem tradicional.


3. Minimização de riscos:

Permite verificar um projeto antes de investir em uma ferramenta de moldagem cara para a produção em série. Imprimir um protótipo pronto para produção cria confiança antes de fazer grandes investimentos, sendo muito mais barato imprimir em 3D um protótipo de teste, e em seguida, redesenhar ou alterar um molde existente se necessário.


4. Comunicação clara:

A descrição de um produto pode permitir que ele seja mal interpretado, pois deixa a construção para a imaginação. Uma versão prévia na Impressora 3D Arduino do produto é melhor do que a descrição, já que permite manter um forma tangível com possibilidade de contato e visualização direta, aumentando a interação final.


5. Teste de retorno:

Com um protótipo, você pode testar o mercado desvelando-o em uma feira, por exemplo, fazendo demonstrações para potenciais compradores ou investidores, ou arrecadando capital por pré-venda. Obter a resposta dos compradores para o produto antes de entrar na produção é uma maneira valiosa de verificar se o produto possui potencial de mercado.