Inyectora De Plastico: 28 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Ενισχύει την κατασκευή του πρωτοτύπου της ενότητας των πλαστικών για τα πρόστιμα των ακαδημαϊκών

Βήμα 1: Diseño Conceptual Del Prototipo Mecánico

Antes de empezar con la construcción del prototipo electromecánico, se realizó el diseño en CAD del ensamble mecánico en el cual se modelaron todos los componentes para hacer el proyecto.

Βήμα 2: Cotización De Cada Componente

Una vez diseñado y modelado cada uno de los componentes, se cotizaron todos los materiales necesarios para su construcción. Συνέχεια με τη λίστα με τα υλικά και τις βασικές προδιαγραφές του AutoCAD.

Βήμα 3: Adquisición De Cada Componente

El equipo tuvo que discernir que la sección crítica para la construcción del proyecto era la longitud de broca. Es por eso que se tuvo que escoger entre tres componentes, la mejor que se ajustará a la aplicación del proyecto. Finalmente, escogimos una broca para madera de 1x10’’ para empujar el termoplástico.

La base y las 4 l timinas tienen que ser de metal, debido a que estarán expuestas a altas temperaturas. Se optó por poner las 4 láminas de aluminio y la base de fierro (para abaratar precios).

La Mayoría de los componentes son muy παρομοίωση o los mismos a los utilizados en un CNC. Casi todos pueden ser conseguidos en línea.

A pesar de que la cantidad de componentes está mostrada en la tabla superior, is recomendable comprar tornillos y algunos componentes extras en caso de que se rompan en el processo de κατασκευής.

Βήμα 4: Corte Con Agua

Las 4 láminas fueron cortadas con agua a las especificaciones del CAD.

Εγχειρίδιο El corte con agua solo corta las caras principales por lo que los orificios laterales fueron perforados en la fresadora y machuelados de manera.

Εγχειρίδιο La base fue perforada con broca en la fresadora de manera. Se sacaron las medidas adecuadas tomando como referencia la longitud de la broca. Είναι συνιστώμενη άδεια κυκλοφορίας και κατάρτισης στο βασικό περιβάλλον για το σφάλμα της αδυναμίας.

Βήμα 5: Ensamble De Las Laminas

Las láminas se sujetan a la base por medio de dos tornillos que van en la parte inferior de las láminas. Mostrados en la imagen anterior de la derecha. Las láminas con ½ pulgada de espesor utilizan tornillos M5, mientras que las láminas con ¼ de pulgada de espesor utilizan tornillos M3.

Debido a que las 4 láminas tienen precamente las mismas medidas era necesario levantar todo el mecanismo para evitar que la pared de rodamiento rozara contra la base. Para esto se usaron tuercas hexagonales de la misma altura para elevar a todas las paredes de la base. Mostrado en la imagen superior. Evitando así que la pared de rodamiento rozara con el suelo.

Βήμα 6: Instalando El Conduit Y El Nozzle

A base de scrap de aluminio se maquina en el torno el nozzle (mostrado en el CAD). El cilindro es maquinado al diámetro del conduit. Después es perforado y machuelado en el centro para allowir atornillar el perno.

De igual manera el perno es perforado por el centro, por ese orificio será extruido el plástico.

Una vez maquinado el nozzle y el perno son soldados al conduit.

Teniendo ahora el conduit con el nozzle se toman las medidas en base a la longitud de la broca para cortar el conduit a una medida apropiada.

Βήμα 7: Instalando La Boquilla Y El Embudo

Después se toma parte del scrap del conduit para hacer un boquilla por donde se alimentará el plástico. Se hace un orificio en el conduit por donde estará la boquilla. La boquilla es soldada al conduit.

Se agrega un embudo que para almacenar el plástico que será alimentado al conduit por medio de la boquilla. Este se adhiere a la boquilla por medio de un par de L’s de aluminio scrap, y por tornillos M3.

Βήμα 8: Ensamblando El Conduit Entre Los Soportes

Μια συνέχιση της εγκατάστασης el conduit, el nozzle y el perno en las láminas. Para esto se atornilla el perno a través de la pared inyectora, sosteniendo así al conduit entre la pared inyectora y la pared de soporte.

Βήμα 9: Instalando Los Ejes Lineales

Συνεχίζοντας με την άμεση παρακολούθηση των γραμμών που προέρχονται από το σπίτι σας. Se instalan baleros lineales para lehtar el el desplazamiento. Y se utilizan opresores para mantener a los baleros y a los ejes en su posición ideal.

Βήμα 10: Maquinar El Limite Para Tornillo Sin Fin

Después se maquina una pieza en el torno con aluminio scrap. Esta pieza tiene un diámetro interno de 9mm y contiene un par de opresores para sostener fijo al tornillo sin fin evitando que este gire. Esta pieza se monta sobre la cara de la pared de rodamiento con dos tornillos 5M.

Βήμα 11: Diseño De Mecanismo Encargo De Desplazar La Pared Del Rodamiento

El mecanismo más plotjo de este proyecto es el encargado de mover el tornillo sin fin haciendo que desplaza la pared de rodamiento. Este mecanismo constió de 3 πίζες βασικών; una tuerca, un balero y una polea dentada de 60 dientes.

El balero hace la función de alinear el tornillo sin fin y allowir que la polea dentada y la tuerca giren. La polea dentada fue maquinada en el torno para tener un lado con un orificio Mayor y de esta manera acoplar la tuerca bajo presión. La tuerca fue acoplada bajo presión a la polea dentada. Hubo problemas al hacer esto ya que en el primer syno la tuerca se dañó y no allowía el giro del tornillo sin fin. Sin embargo el segundo purposeo fue exitoso y se logró la unión entre estas dos piezas. El otro lado de la polea dentada fue maquinada para allowir que el aro que sobresale del balero entre. Estos dos fueron unidos con opresores.

Βήμα 12: Instalar Steppers NEMA 17

Συνεχίζοντας την παράδοση των Nemas en ambas láminas de pes de espesor, χρησιμοποιήστε 4 tornillos 3M por motor. En la flecha del motor se instala una polea dentada de 16 dientes.

Debido a que la banda dentada no se tensa suficiente se hace un espaciador maquinado con aluminio scrap.

Se montó un espaciador sobre uno de los 4 tornillos M3 que sostienen al nema. Ambos motores tuvieron el mismo mecanismo. La imagen anterior muestra la polea dentada de 60 dientes que mueve a la broca.

Βήμα 13: Agregar Resistencias Que Calientan El Conduit

Por último, desde la perspectiva mecánica, se agregan las resistencias que calientan al conduit.

Βήμα 14: Agregar Tornillo 5Μ

Se agrega un tornillo 5M con una guasa para acomodar de mejor manera los cables, a hacer el cableado.

Βήμα 15: Maquinar Los Cuatro Soportes De La Base

Se maquinan 4 patas en el torno a base de aluminio scrap para el proyecto esté nivelado y que no haya interrencia con las cabezas de los tornillos que están en la parte inferior. Estas son instaladas en las 4 esquinas de la base con tornillos M5.

Βήμα 16: Limpiar Con Acetona

Por último se limpian todas las caras de las láminas con acetona para quitar cualquier suciedad.

Βήμα 17: Cotizacion De Componentes Electricos

Como primer paso, se necesitan conseguir todos los componentes eléctricos para el diseño eléctrico / electrónico de la inyectora

Βήμα 18: Seleccionar El Microcontrolador

Las conexiones en el diagrama pueden variar porque se puede seleccionar el arduino UNO o el arduino MEGA. Παραδείγματος χάριν, συνιστάται η χρήση του arduino UNO

Βήμα 19: Diseño Del Circuito De Adquisición De Datos

Para este subcircuito necesitaremos dos componentes clave: El termopar tipo k de ojillo y el módulo MAX6675.

Υποκατάστημα για τη λειτουργία των δεδομένων με τη μετατροπή ενός ψηφιακού MAX6675. Este módulo se alimenta de 5VCD, los cuales se proveen directamente del pin lógico de 5v del Arduino, de este módulo salen tres pines que se conectan al Arduino, el SCK, el CS y el SO, los cuales van conectados al Arduino en el pin 10, 9 και 8 respectivamente. Este módulo es capaz de leer 700 grados Celsius. En la parte superior del módulo, mediante unos opresores se conecta el termopar tipo K el cual va directamente atornillado con la parte que va a estar subiendo su temperatura. La tierra del MAX6675 va directamente conectada con la tierra común del Arduino. El módulo se alimenta de 5VCD, los cuales salen del Arduino

Βήμα 20: Diseño De Circuito De Potencia

Este subcircuito nos ayuda a activar las dos resistencias eléctricas que calientan el tubo usando salidas lógicas del Arduino. Las resistencias son de 120VCA y 300w, cada una καταναλώστε 3A, por lo que se utilizan dos relevadores de 125VCA y 10A. Los relevadores van conectados a los pines 2 y 3, configurados como salidas digitales, los cuales accionan el switch del relevador según la programación, energizando las resistencias. Παρακαλώ, αντιγράψτε το la luz y de la luz a los relevadores, δείτε 3 τερματικά μπλοκ. Los 120VAC los obtuvimos con una clavija conectada directamente a la luz, que va conectada a un terminal block. Προς το μέρος των τερματικών μπλοκ παραγόμενος παράγωγος και παράλληλος για την ενεργειακή αντίσταση. Conectamos en serie el contacto normalmente abierto de los relevadores a las resistencias para que de esta manera a pesar de que estaban conectadas en paralelo, pudiéramos tener control individual entre activarlas. La tierra de los relevadores se conectó a tierra común con la del Arduino. El pin de VCD del módulo de los relevadores se alimenta de 5VCD

Βήμα 21: Diseño Del Circuito Para El Control De Motores

El subcircuito de los motores se desarrolló en base a dos drivers a4988 que sirven como controladores de microstepping de motores a pasos. Οδηγοί Estos soportan de 8 a 35VCD que son para energizar a los motores. Se suministra 12VCD para los dos drivers, con los cuales funcionan sin problema dos motores Nema 17, los cuales tienen como operación nominal 12VCD. Για την καλύτερη δυνατή οδήγηση, los dos se alimentan de 5VCD obtenidos del pin de 5V del Arduino. Προηγούμενοι οδηγοί και φορητοί οδηγοί σε μορφή παραθύρου, χρησιμοποιούν τερματικά μπλοκ για τα καλώδια του conectar los exteriores de la fuente de 12VCD. Se utilizan dos terminal blocks por driver para poder conectar los motores a pasos. Cada driver tiene un pin de STEP y DIRECTION, con estos se podía controlar los pasos y la dirección de giro del motor. Estos se conectan al Arduino en los pines 7 y 6 para el driver 1, y en 5 y 4 para el driver 2. La tierra de los drivers y la fuente de 12VCD se conectan en común con la tierra del Arduino.

Βήμα 22: PCB Crear La Placa

Για χρήση του PCB δωρεάν προγράμματος FRITZING, χρησιμοποιήθηκε η δημιουργία ενός προφίλ PCB για την εγκατάσταση των anteriores, καθώς και για την χρήση των κυκλωμάτων που χρησιμοποιούν, για να δείτε τις φωτογραφίες σας, αλλά και για τις πραγματικές σας. Se necesita una fenólica sin perforar de tamaño 15cm x 15cm (Nota, estamos usando Arduino UNO). El Arduino lo agregamos para poder ubicar dónde iba y no causar fightos en las pistas al momento de perforar para sujetarlo a la placa. Si se cuenta con un módulo de Relevadores de Arduino, se puede ignorar el circuito de relevadores de la izquierda.

Βήμα 23: Recomendaciones Adicionales Para El Diseño Eléctrico

Συνιστάται η χρήση του metodo de la plancha para la generación del PCB. Για γενικές γραμμές PDF για την εκτέλεση ενός αρχείου Contac, μπορείτε να δείτε μια μοναδική προειδοποίηση για την εκτέλεση των πιστών σας. Al tener la hoja impresa, su sueta a la placa de 15 x 15 cm usando cinta y se procede a plancharla usando una plancha normal y corriente durante 5 minutos. Al finalizar el planchado se moja en agua fría y se retira el papel, en caso de que las pistas ya en la placa presenten un error, σας προτείνουμε να επαναλάβετε τη χρήση των marcador Sharpie negro. Al tener ya la placa marcada con las pistas, se procede a sumergir la placa en una mezcla de ⅔ idcido férrico y ⅓ agua. La placa debe permanecer hasta que se eliminino el exceso de cobre. Cuando se termine el proceso químico, se lava y retira el exceso de tinta. Después, con un taladro de mano y una broca milimetrica, se procede a crear los orificios de los componentes. Por último, se sueldan los elementos eléctricos a la placa usando cautín y estaño.

Βήμα 24: Calibracion Del Termopar

Antes de empezar a programar la rutina para la inyectora, απλώς χρειάζεται βαθμονόμηση el termopar y analizar el tipo de informacion que lee el microcontrolador. Συστήνουμε την προειδοποίησή σας, εγκαταστήστε την ελεύθερη max66775.h y incluya en el proyecto de software για την εκτέλεσή της. Esta le permite leer la temperatura en grados Celsius o Farenheit, pero revise que la informacion que lee el uC sea la correcta.

Βήμα 25: Calibracion De Los Motores De Paso

El prototipo no cuenta con sensores de limite. Por lo tanto, primero necesitara calibrar el motor encargado de trasladar el molde. Primero defina un punto de partida para el molde y programe el stepper para que se mueva X cantidad de pasos hasta que el molde se cierre complete. Luego defina la velocidad a la que desea que se mueva el motor. Para el motor que inyecta el plastico, caliber los pasos que tiene que dar para que empuje efectivamente el plastico (Haga una estacion).

Βήμα 26: Ενεργοποιήστε το Los Relevadores E Implemente El Controlador

Luego de haber probado los útlimos dos elementos, intente mandar señales a los dos relevadores y revise que el sistema esté en la temperatura deseada. Εφαρμόστε έναν απενεργοποιημένο έλεγχο, υποδείξτε το σημείο ρύθμισης της θερμοκρασίας του προγράμματος.

Βήμα 27: Εφαρμόστε το Una Rutina En El Controlador

Luego de haber probado los relevadores, los sensores y ambos motores de pasos, puede programar una rutina para la inyectora. La forma en que se programó el uC fue la siguiente: Los relevadores se energizan calentando el plástico hasta la temperatura de fusión, el molde se cierra (activa el primer motor), el inyector se activa empujando el plástico derretido (activa el segundo motor), espera un segundo y el molde se abre nuevamente.

Βήμα 28: Υλοποιήστε την Una Máquina De Estados

Τελικά, después de haber programado la rutina anterior, intente hacer de ella un estado. Programe otros seis estados para mejorar la operatividad de la inyectora. Nosotros hicimos que esta rutina se repitiera de forma Continua y programamos estos estados: Reset (La máquina vuelve a sus condiciones iniciales), Stop (Paro de emergencia), Molde a la derecha (mover el molde a la derecha manualmente), Molde a la izquierda, Testeo de temperatura (Solamente controlador ON OFF de temperatura), Extruder testing (calibración de los pasos que da el extruder para empujar el plástico derretido).