Experimentación con Router CNC

De Casiopea


Pieza mesa 3.jpg



TítuloExperimentación con Tecnologías CNC
Tipo de ProyectoProyecto de Titulación
Palabras Claveexperimentación, router, cnc, mesa, cad, corte, planos, fresa, industria, producción, serie, tecnología, RepRap, 3D, plotter, open source, código abierto, diseño abierto
Período2011-2011
CarrerasDiseño Industrial
Alumno(s)Danisa Peric M
ProfesorJuan Carlos Jeldes


Tabla de Contenidos

*SISTEMAS DE PRODUCCIÓN CON USO DE ARCHIVOS CAD

Tabla CAD!!!.jpg

Forja pulvimetalúrgica o forja con sinterizado

Forja pulvimetalurgica

Proceso encuadrado en el ámbito de la metalurgia de polvos, combina el sinterizado con la forja para la fabricación de distintos productos. Como sucede con otras variantes de pulvimetalurgia, este procedimiento se inicia con el tratamiento del polvo de metal para que alcance su estado “en verde” dentro de una matriz, es decir, que lo que tenemos ahora es una “preforma” todavía muy distinta de lo que será el resultado final. Después se sinteriza dicha preforma a fin de obtener un producto sólido, que luego se extrae del horno, se reviste con algún material lubricante como el grafito y se transfiere a una prensa de forjar. Allí se trabaja mediante forja en dado cerrado, lo que obliga a las partículas de metal a entremezclarse hasta convertirse en una masa densa y sólida. La compactación adicional que procura este proceso da como resultado objetos muy densos y nada porosos.

Corte con oxiacetileno o oxicorte o soldadura por llama de gas

Corte con axiacetileno

Se trata de un proceso que sirve para cortar placas metálicas: la combinación de oxÍgeno y acetileno al final de una boquilla hace que éstos componentes se inflamen y produscan una llama de alta temperatura. Se precalienta el material con la mezcla de gases y a continuación se inyecta en el centro de la llama una corriente de oxígeno de gran pureza que causa la rápida oxidación de la pieza de trabajo. Dado que los métodos de corte térmico se basan en una reacción entre el oxígeno y el hierro (titanio), los materiales finos o estrechos no se prestan a este proceso debido a que el calor puede desformarlos. Este método de corte se puede ejecutar bien manualemnte o de forma automatizada.

Estereolitografía (SLA)

Estereolitografía

Es uno de los métodos más conocidos de prototipado rápido. Se trata de un proceso controlado por archivos CAD en el que los productos los genera, capa a capa, un láser que traza un barrido sobre un baño de recina fotosensible. El rayo láser ultravioleta se enfoca sobre la superficie del líquido y va recorriendo la sección transversal de la pieza mientras solidifica finas capas sucesivas del material líquido. La parte sólida permanece bajo la superficie de la resina mientras dura el proceso, ya que se asienta sobre una base que desciende paulatinamente, permitiendo así que el producto se vaya formando por estratos. Ofrece libertad de formas geométricas y es de extrema precisión, permite también la verificación de los productos antes de su fabricación en masa.

Sinterizado selectivo por láser (SLS)

SLS

Utilización de un láser para solidificar áreas concretas dentro de un bloque de polvos, y de ésta forma producir objetos ligeros. El punto de partida (como en cualquier proceso de sinterizado) en un material en polvo, como por ejemplo polvo de metal. Por tanto un láser controlado mediante un archivo CAD es disparado repetidamente contra el polvo, fundiendo entre sí las partículas capa a capa hasta que se completa el proceso. Se pueden hacer microestructuras que permiten crear productos metálicos con una exelente relación peso-resistencia: la densidad de las piezas de acero inoxidable, por ejemplo, se puede reducir hasta en un 90% por comparación con los procesos convencionales.


Prototipado por vaciado de precisión

Este sistema de prototipado rápido, combina operaciones de fundición y fresado en una sola máquina. Presenta dos faces: en primer lugar, se utiliza una fresadora para recortar un molde a partir de un bloque de aluminio basándose en información suministrada por un archivo CAD. A continuación éste molde se rellena con una resina polimérica. Una vez endurecida la resina, la propia máquina fresadora, le da su exacta forma final. Lo escencial de éste proceso es que permite que una cara del producto (la cara moldeada) se pueda replicar con plena exactitud cada vez que se rellena el molde, mientras que la otra cara (la fresada) puede adaptarse según la información del archivo CAD. Con éste tipo de prototipado de precisión los cambios sólo se efectúan en los datos del archivo informático.

Prototipado por vaciado

Contour Crafting

Esta tecnología se basa en unas máquinas que depositan el hormigón. Incluye la capacidad que tiene el cabezal de impresión de desplazarse a lo largo de 6 ejes e ir agregando material en forma de capas conforme a unos planos en formato CAD - y no en función de gráficos en dos dimensiones -. Las boquillas de impresión, que van suspendidas en un carro en forma de saledizo, depositan un hormigón de secado rápido que va conformando una paleta integrada en el sistema y operada por un mecanismo de cilindros y pistones. Una característica secundaria de la técnica consiste en que permite incorporar al proceso servicios como conducciones eléctricas, cañerías y aire acondicionado.

Contour Carfting


Corte por chorro de agua o mecanizado hidrodinámico

Ya desde mediados del siglo XIX, el chorro de agua se ha venido utilizando como método para la retirada de materiales durante las operaciones de minería. El procedo actual ha sido adaptado para producir un chorro de agua increiblemente fino -0,5 mm es lo habitual- que se hace salir de una boquilla a una presión de entre 20.000 y 55.000 psi (libras por pulgada cuadrada) o, que es lo mismo, entre 138 y 379 megapascales, velocidades que pueden llegar a duplicar la del sonido. El corte por chorro de agua produce un sesgo fino cuando se emplea sólo este elemento, si bien la utilización de algún abrasivo adicional, como el granate, permite la ultilización la utilización del procedimiento para cortar metales más duros.

Corte por chorro de agua

Corte con láser:

Es un proceso para cortar y decorar materiales que no provoca desprendimiento de virutas. Resulta un método muy preciso que se basa en la información de un archivo CAD. Su principio de funcionamiento consiste en un rayo de luz enfocado con gran exactitud que genera millones de vatios de energía por centímetro cuadrado y va fundiendo el material que encuentra a su paso. El mecanizado mediante láser es una forma de corte que, usando este rayo y un cabezal multieje, secciona objetos tridimencionales. Un archivo CAD proyecta rutas complejas para el poderoso rayo de luz, lo que genera diseños de gran finura y precisión. No hay contacto con el material.

Corte laser

Corte por Control Numérico Computarizado (CNC):

La maquinaria accionada por control numérico computarizado (CNC) corta sin esfuerzo los materiales sólidos. Los cabezales de corte van montados sobre una tapa que rota sobre varios ejes -pueden llegar a 6- para concelar distintas formas como si de escultores autómatas se tratara. Éstas máquinas multieje dirigidas por CNC tienen la capacidad de tallar formas tridimensionales de un modo muy complejo a partir de la información suministrada por un archivo CAD.

Router CNC

* ROUTER CNC

Un equipo de control numérico (CNC) Router es una máquina controlada por computador para materiales compuestos, aluminio, acero, plásticos, madera y espuma.

Existen Routers CNC de muchos portes, desde el tamaño para escritorio o para hacer piezas de barco. Aunque hay muchas configuraciones, la mayoría de los routers CNC tienen pocas partes específicas, una dedicada al control de CNC, uno o más motores de eje, inversores de corriente alterna, y una mesa. Las fresadoras están generalmente disponibles en 2 ejes, 3 ejes y 5 ejes.

El router CNC está a cargo de un equipo. Las coordenadas se cargan en el control de la máquina de un programa separado: el propietario contará con dos programas: uno para hacer diseños (Archivos CAD) y otro para cargar diseños y ejecutarlo. Las fresadoras CNC pueden ser controlados directamente por la programación manual, pero el potencial de la máquina sólo puede lograrse si se controlan desde los archivos creados por el software CAD / CAM.

Un enrutador CNC da más flexibilidad al proceso de fabricación. Puede ser utilizado en la producción de muchos elementos diferentes, tales como: esculturas de la puerta, la decoración interior y exterior, paneles de madera, tableros de la muestra, marcos de madera, molduras, instrumentos musicales, la fabricación de muebles y así sucesivamente.

FUNCIONAMIENTO DEL ROUTER.jpg

CNC: El control numérico se realiza mediante código binario (cada número puede representarse en código binario, lenguaje con el cual se comunican los computadores.

El Router también utiliza una especie de código binario: el funcionamiento de los “motores a pasos” o “servomotores” depende de los pulsos que reciba y un pulso se puede representar como un 1 (pulso alto) o un 0 (pulso bajo). Los pulsos pueden ser proporcionados por un computador, a través de un puerto paralelo, puerto serial o USB u otro periférico compatible instalado en el computador. Normalmente se ocupa un puerto paralelo al motor mediante sus respectivos drivers. Los drivers ocupan 3 señales (pulsos, sentido de giro y habilitado) éstas señales son tomadas de los pines del puerto paralelo.

Se requiere una interface que aisle los drivers de la computadora, y suele estar diseñada con componentes electrónicos que reconstruyen la señal recibida y le dan un plus a la potencia de la señal para que llegue íntegra y pueda ser interpretada por los drivers.

Los drivers reciben estas señales binarias mediante unos circuitos de potencia que interpretan estas señales (la señal se llama PWM que significa modulación por ancho de pulso) y entregan a los motores el orden adecuado de los pulsos que se requiere para que gire el motor en un sentido o en otro. El pulso sea Alto o Bajo tendrá una duración de tiempo determinada de frecuencia variable).

La forma en que se programan los movimientos de un Router es mediante un lenguaje que se llama “código G” y la forma de generar éste código es por medio de un dibujo 2D hecho en CAD (programa que convierta sus archivos en formato DXF). El archivo DXF se abre desde un programa que convierte a “código G” todos los dibujos que encuentre en dicho archivo.

Se interpreta el “Código G”, que expresa coordenadas cartesianas numéricas y las convierte a número binario que enviará a la interface, drivers y al final a los motores que se moveran en la posición que se le indique.

*DEL TRABAJO MANUAL AL USO DE MAQUINARIA CNC

CAD/CAM

Proceso en el cual se utilizan los ordenadores o computadores para mejorar la fabricación, desarrollo y diseño de los productos. Éstos pueden fabricarse más rápido, con mayor presición y a menor precio, con la aplicación adecuada de la tecnología informática. Los sistemas CAD peden utilizarse para generar modelos con muchas, si no todas, las características de un determinado producto. Estas características podrían ser el tamaño, el contorno y la forma de cada componente, almacenados como dibujos bi y tridimencionales. Una vez que éstos datos dimensionales han sido introducidos y almacenados en el sistema informático, el diseñador puede manipularlos o modificar las ideas del diseño con mayor facilidad para avanzar en el desarrollo del producto. Los sistemas CAD también permiten simular el funcionamiento del producto.

CNC (Control numérico Computarizado)

La fabricación asistida por ordenador ofrece significativas ventajas con respecto a los métodos tradicionales, de controlar equipos de fabricación con computadores en lugar de hacerlo con operadores humanos. Los equipos CAM conllevan la eliminación de los errores del operador y del margen de error considerado en el trabajo manual, el trabajo engorroso (por ejemplo en la producción de piezas en que varía el tamaño, para la máquina CNC no es trabajo más dificil, sino lo mismo), la reducción de los costes de mano de obra, presentan precisión constante y el uso óptimo previsto del equipo.

La fabricación aprovecha plenamente el potencial de la tecnología CAD al combinar una amplia gama de actividades asistidas por ordenador, que pueden incluir el control de existencias, el cálculo de costes de materiales y el control total de cada proceso de producción. Esto ofrece una mayor flexibilidad al fabricante, permitiendo responder con mayor agilidad a las demandas del mercado y al desarrollo de nuevos productos.

En una máquina CNC, a diferencia de una máquina convencional o manual, una computadora controla la posicion y velocidad de los motores que accionan los ejes de la máquina. Gracias a ésto, puede hacer movimientos que no se pueden lograr manualmente como círculos, lineas diagonales y figuras complejas tridimencionales.

Las máquinas CNC son capaces de mover la herramienta al mismo tiempo en 3 ejes para ejecutar trayectorias tridimensionales como las que se requieren para el maquinado de complejos moldes y troqueles. Una computadora controla el movimiento de la mesa, el carro y el huesillo. Una vez programada la maquina, esta ejecta todas las operaciones por si sola, sin necesidad de que el operador esté manejándola. Esto permite aprovechar mejor el tiempo del personal para que sea más productivo. El término “control numérico” se debe a que las órdenes dadas a la máquina son indicadas mediante códigos numéricos.

Ventajas maquinaria CNC, dentro de los parámetros de producción

Posibilidad de fabricación de piezas imposibles o muy difíciles manualmente

Gracias al control numérico se han podido obtener piezas muy complicadas como las superficies tridimensionales necesarias en la fabricación de aviones.

Seguridad

El control numérico es especialmente recomendable para el trabajo con productos peligrosos.

Precisión

Esto se debe a la mayor precisión de la máquina herramienta de control numérico respecto de las clásicas. Eliminación del margen de error y el uso de matricería.

Aumento de productividad de las máquinas

Esto se debe a la disminución del tiempo total de mecanización, en virtud de la disminución de los tiempos de desplazamiento en vacío y de la rapidez de los pocisionamientos que suministran los sistemas electrónicos de control.

Reducción de controles y desechos

Esta reducción es debida fundamentalmente a la gran fiabilidad y repetitividad de una máquina herramienta con control numérico. Esta reducción de controles permite prácticamente eliminar toda operación humana posterior, con la subsiguiente reducción de costos y tiempos de fabricación.

*EXPERIMENTACIÓN CON LA TECNOLOGÍA DISPONIBLE

Requerimientos

Se requiere hacer una mesa, de superficie de dimensiones 2100x900 mm. para la hospedería de José Balcells en Ritoque, la cual debe cumplir con los requerimientos de traslado fácil desde Santiago, en donde se encuentra ubicado el Router, a Valparaiso, en donde se armará la mesa (Ciudad Abierta).

Pre-propuesta

El diseño de la mesa se basa principalmente en el desarrollo de un tiempo menor de creación, traslado y armado de las piezas. En primera instancia: el viaje de los trozos de plancha cortados para facilitar el traslado hacia la máquina (fácilmente transportable), el corte de las piezas en maquinaria CNC con un promedio de 120 mm por segundo y finalmente armable en un tiempo menor, ya que son piezas ensamblables ayudados un número mínimo de piezas extra.

Todas las piezas que constituyen la mesa, deben estar pensadas desde el plano, ya que la máquina trabaja con los ejes X e Y. Estas se ensamblarán luego de ser producidas, llegando al volumen. Se plantea jugar con el recurso de hacer cortes perfectos, por la precisión que es capaz de alcanzar la máquina, y además sabiendo que ésta desarrolla mejor los cortes curvos que los de ángulo rectos, redondeado las esquinas rectas 2,5 mm, que corresponden al ancho de la fresa.

Multi Cut Kongsberg

1. Corte

Ancho máximo: 152O mm Largo máximo: 2440 mm Grosor: 18 mm

2. Fresa

- 5 mm para 1,5 mm de espesor de la plancha

- El corte se desarrolla por dentro o por fuera de la línea dependiendo de lo que se le ordene.

- Redondeado interior de los ángulos rectos: 2.5 mm que correponden a la fresa.

Kongsberg muticut.jpg


*LA MESA Y SU ESTRUCTURA

Energías relacionadas

Mecánica

La energía mecánica se genera cuando una fuente externa de energía alimenta al dispositivo mecánico y lo hace girar, avanzar, retroceder, etc.

Manifestación: Al mover la mesa.

Potencial

Es la energía potencial que se almacena al elevar, cargar, desplazar, girar, etc.

Manifestación: Al elevar, cargar, desplazar o girar la mesa.

Necesidades estructurales

Cualquier estructura de madera puede soportar un peso notable sin signos evidentes de distorsión siempre a condición de que esté diseñada para contrarrestar las tensiones y deformaciones a que está sometida en el uso normal.

En una mesa, los travezaños de refuerzo horizontales no solo evitan que las patas se venzan bajo el peso que han de soportar sino que también evitan que se separen entre si. Los ángulos de encuentro de los diferentes elementos están diseñados de manera que se refuerza entre sí frente a las distintas fuerzas que tienden a separarlos, fundamentalmente porque nunca se ejerce una fuerza directa sobre ninguno de los ensambles. Una pata, con exeso de peso, se curva y puede acabar por romperse, debido a la combinación de las fuerzas de compresión y de tensión. Las patas soportan más si están puestas de canto (viga eficáz). La carga que soporta una viga se transmite a los extremos sobre los que ésta esté apoyada. Los ensambles existentes entre las traviesas y las patas deben poder soportar las fuerzas de corte (la presión hacia abajo de la carga a la que se oponen los soportes rígidos). Éste tipo de fuerzas se incrementan de manera considerable cuando a la estructura se le aplica una presión lateral, ejerciendo una fuerza de palanca sobre los ensambles.

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Conceptos básicos del diseño de mobiliario

Para que los muebles satisfagan las exigencias y necesidades del hombre deben construirse de modo que sean prácticos y finos.

La construcción práctica se consigue mediante el dimensionado correcto, la elección apropiada de los materiales, una ejecución conforme a medida y el tratamiento conveniente de sus superficies. Las dimenciones de los muebles se calculan de acuerdo a las medidas corporales del hombre. Se construyen por lo general para que resulten útiles o aprovechables para personas de distintos tamaños. Se toma para ello las medidas corporales medias del cuerpo. Pero deben estar también relacionadas o referidas a la utilidad del mueble. Por ejemplo para la altura del asiento de un mueble para tal fin que varía segun sea para sentarse a comer o a trabajar derecho o para descanzar cómodamente con el respaldo hacia atrás. Una mesa de comedor suele tener una altura de 720 mm a 750 mm, la altura de los asientos de las sillas para esas mesas, a fin que se ajusten a ellas, tienen que ser pues de 420 mm a 460 mm. Por el contrario, la altura de una mesa de sala de estar es solo de 40 mm a 650 mm y le corresponde a unos sillones con altura de asiento de 380 mm a 40 mm. El mostrador de un mueble de cocina tienen una altura de 850 mm a 900 mm porque en él suele trabajar de pie la ama de casa. Las mesas de despacho son de 720 mm a 750 mm de altura, las de escribir , en cambio, solo de 650 mm a 680 mm.

La construcción práctica de un mueble exige además tener presente el tamaño y cantidad de los objetos que vaya a alojar. Así la profundidad y la altura de un armario ropero se rige o calcula por las medidas de las prendas a vestir y la profundidad de una cómoda por el tamaño de la ropa plegada. En los muebles que tienen distintas utilidades, las dimensiones principales vienen determinadas por las del mayor objeto que vayan a acomodar. Un abrigo colgado de una percha, necesita una profundidas interior de 560 mm y una altura mínima hasta la barra de la percha de 1400 mm. Como los muebles sobredimensionados ocupan demaciado espacio en la habitación, no suelen hacer de más profundidad que la necesaria.

Para fijar las dimesiones de un mueble, hay que tener en cuenta además el lugar de emplazamiento y las facilidades de transporte. Asi, por ejemplo, un aparador ha de quedar adosado a una pared y así tiene que colocarse. Las escaleras y corredores estrechos precisan muebles desmontables. Además de las medidas hay que tener en cuenta la clase de contenido previsto. Así, los productos alimenticios y el calzado necesitan una ventilació abundante. Los objetos sensibles han de guardarse a prueba de polvo, los de valor cen medios con cierre y otros en cambio de modo que sean visibles.

Es también importante para la funcionalidad de un mueble su ejecución correcta, la madera apropiada y el correcto acabado de sus superficies. Para mesas de restaurantes que están sometidos a una gran solicitación, hace falta una construcción fuerte, sólida y se emplea para ello madera dura. Los muebles de cocina y de laboratorio se pintan con barnices o pinturas inatacables que resistan los frecuentes lavados o se forrn con planchas multilaminares prensadas o plásticas.

Si se tienen en cuenta todos estos puntos de vista, efectivamente resulta entonces, un mueble funcional, pero no siempre cumple con los requicitos de belleza que dependen principalmente de la proporsión entre las medias, la elegancia de sus líneas y la conformción de los materiales correctos. También se suman los pequeños detalles secundarios que quedan a la vista, como las molduras , la marquetería, las tallas y también los herrajes, las tallas y las manecillas. Además, el mueble tiene que hacer juego en forma, madera y color con su entorno.

*MESA 1: PLANOS DESPLAZADOS Y CARAS YUXTAPUESTAS

Estudio y propuesta

MUEBLES ARMABLES: Existe un sin número de muebles u objetos compuestos por piezas que se ensamblan facilmente. la forma más básica o común de hacer este ensamble es incertando una pieza en otra a partir de ranuras y así ambas quedan atascadas. Son desarrolladas las patas de la mesa en las esquinas, y se trabaja el NUDO que se genera entre la superficie, las patas y el elemento estructurador que frena el enroscamiento o torsión, ya que el nudo es lo primero que uno se fija al mirar una mesa, al ser la gracia de ella las UNIONES.

ESTUDIO MESA 1.jpg

LA CURVA MESA 1.jpg

PRIMERAS APROXIMACIONES MESA 1.jpg

Planimetrías, cubicación, propiedades de corte, costos

- Largo corte: 68.066 mm lineales - Tiempo de corte: 110 minutos aprox. - Velocidad de corte: 100 mm por segundo - Modo de corte: en 3 capas de igual grosor (5 mm)

Planimetrías

- Axonométrica

- vistas

AXONOMETRICA MESA 1.jpg

VISTAS MESA 1.jpg

ARMADO MES 1.jpg

Cubicación

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Material

También se le llama DM o tablero de fibra de densidad media. Está fabricado a partir de elementos fibrosos básicos de madera prensados en seco. Se utiliza como aglutinante un adhesivo de resina sintética. Presenta una estructura uniforme y homogénea y una textura fina que permite que sus dos caras y sus cantos tengan un acabado perfecto. Se trabaja prácticamente igual que la madera maciza, pudiéndose fresar y tallar incluso los cantos. La estabilidad dimensional, al contrario que la madera maciza, es óptima, pero su peso es muy elevado. Se puede lacar, pintar o barnizar. Se encola (con cola blanca) fácilmente y sin problemas. Es comercializado en grosores desde 2,5 mm a 4 cm o más. La medida del tablero es de 244 x 122 cm. No es apto para exteriores o expuestos a humedad.

Costos

Producto final y observaciones

PRODUCTO FINAL.jpg

*SILLA 1

Al diseñar una silla, primero se debe pensar para qué será utilizada y quien la utilizará, así se podrán definir sus dimenciones (alto, ancho, espesor y ángulos). Èsta en particular es una silla de descanzo, de conversación, donde la postura más cómoda, corresponde a un desplazamiento leve del cuerpo hacia adelante. Es más baja que una silla de trabajo por lo que también insita a estirar levemente las piernas.

La silla fue diseñada para que entrara en los retazos de MDF que sobran de la fabricación de la mesa. Por lo tanto, todas su piezas se adaptan al espacio sobrante.

PLANOS SILLA 1.jpg

*MESA 2: LA ESTRUCTURA QUE DIBUJA LA SUPERFICIE

Estudio y propuesta

El terciado, el contrachapado y las vetas contribuyen, además de las propiedades estructurales de la madera utilizada, un dibujo que embellece.

ESTUDIO MESA 2.jpg

DIBUJO MESA 2.jpg

APROXIMACIONES MESA 2.jpg

Planimetrías, cubicación y propiedades de corte

- Largo corte: 57.893 mm lineales

- Tiempo de corte: 102 minutos aprox.

- Velocidad de corte: 100 mm por segundo

- Modo de corte: en 4 capas de igual grosor

Planimetrías

- Axonométrica

- vistas

AXONOMETRICAS MESA 2.jpg

VISTAS MESA 2.jpg

Cubicación

CUBICACION MESA 2.jpg

Material

TERCIADO MOLDAJE: Tablero contrachapado en madera de Pino Radiata, de caras sólidas y calibradas, sin defectos abiertos. Viene en 15 y 18 mm de espesor y en 1,22 x 2, 44 m. Uso: aplicaciones generales en construcción de vivienda y moldaje de hormigón.

Costos

Plancha terciado moldaje 15 mm: $12.000

Plancha terciado 3 mm: $8.000

Proceso de armado

¿CÓMO PRENSAR PIEZAS QUE CONFORMAN UNA SUPERFICIE DE 1800x900 mm?

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Armado

ARMADO MESA 2.jpg

Producto final y observaciones

PRODUCTO FINAL MESA 2.jpg

*MESA 3

Estudio y propuesta

Las mayores debilidades de la mesa corresponden a zonas de uniones sin respaldo y a la parte más delgada del terciado en las patas. Para la siguiente aproximación se deberá ocupar un terciado más duro y menos flexible, por lo tanto de mejor calIdad.

DEBILIDADES MESA 3.jpg

Las primeras aproximaciones consisten en una mejoría de la mesa 2, cuidando de los detalles para asI perfeccionarla. Ésta vez se plantea una superficie no rectangular, para seguir con la línea de las curvas y elementos irregulares de la mesa 2. También se trabaja la pata, sabiendo que la cara que no se encarga del peso de la mesa, sino que estructura esa cara, no es necesario que llegue hasta el suelo, por lo que se le hace un corte diagonal; así la pata tiene menos superficie de apoyo, y así más posibilidades de estabilidad de la mesa. También se plantea un nuevo dibujo, más acorde a la estructura. Se eliminan los dibujos de las piezas exteriores ya que se coincideran innecesarios. APROXIMACIONES MESA 3.jpg

Planimetrías, cubicación y propiedades de corte

Planimetrías

AXONOMETRICAS MESA 3.jpg

VISTAS MESA 3.jpg

Patas

No es necesario que la cara B (estructuradora de cara A) llegue hasta el suelo, por lo que se le genera un corte diagonal que suaviza la caída así la pata tiene menos superficie de apoyo, y así más posibilidades de estabilidad de la mesa. Además una cara se coloca en diagonal a la otra para darle más volumen a los planos.

PATAS MESA 3.jpg

Cubicación

CUBICACION MESA 3.jpg

Material

TERCIADO COLOR: Es un tablero conformado en un 100% por láminas de madera, su interior está compuesto por resinas que se adhieren entre sí a las láminas con sus vetas entrecruzadas, lo que ofrece resistencias mayores que en su estado natural. Es un tablero que puede ser utilizado en construcción, partes y piezas de muebles, puertas, cajonería, en general todo uso de interiores.

Costos

Terciado color 15 mm. $34.200 / Terciado decorativo 3 mm. $5.510 / Cola fría profesional: $1.990 / Perno hexagonal: $2.325 / Brocha: $950 / Diluyente Duco: $1.850 / Sellador madera al Duco: $4.490 / Terciado estructural 9 mm: $6.988 TOTAL: $58.303

Proceso de armado

ARMADO MESA 3.jpg

Producto final y observaciones

PRODUCTO FINAL MESA 3.jpg

*MESAS/TECNOLOGÍA

*CAPITALISMO FLEXIBLE

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*SOFTWARE LIBRE/CÓDIGO ABIERTO

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*RepRap

Concepto

Máquina de prototipado rápido, que deposita plástico en capas, logrando así el modelado de un objeto en 3 dimensiones.

Filosofía

Software Libre

Lucha por la libertad de nuestros tiempos. Intento de apoderarse del conocimiento de manera no restrictiva y libre

TECNOLOGÍA LIBRE DISPONIBLE A SER ESTUDIADA Y MEJORADA ABIERTAMENTE

FÁBRICA LIBRE

Fábrica Libre RepRap

Tiene más de 20 años, pero ha sido restringida a la gente que ha tenido los medios para pagar por los altos costos de las máquinas. Libre no es gratis, la máquina requiere de componentes que deben comprarse, pero comparada con máquinas similares de tecnologías cerradas y propietarias: una maquina reprap se puede armar por menos de 500 dólares, una maquina de prototipo propietaria cuesta miles de dólares.

Se introduce un nuevo concepto (5 años) FABRICACION PERSONAL, ser libre a la hora de querer hacer cosas.

Los objetos en general son útiles, pero se forman monótonos y excluyentes:

1. son producidos en masa para el usuario promedio

2. su propósito principal es generar lucro, o actúa como vehículo para vender más cosas

3. no se pueden cambiar ni reparar

Economía de la máquina

Marxista - Darwineana

Busca establecer prototipo rápido sustentado en una base enconómica para que la máquina pueda ser traspasada y tener éxito. Manifiesto Comunista: “El proletariado es la clase de los trabajadores asalariados modernos que, al no tener medios de producción propios se reduce a vender su fuerza de trabajo para vivir.”

Una máquina RepRap casi no tienen valor, aunque tiene el potencial de crear riqueza como ninguna otra tecnología que se tiene; consecuencia inevitable de la auto-replicación (replicación exponencial igual que los organismos vivos y no producción de progresión aritmética como la producción de bienes común).

La auto-replicacion y la evolución de la máquina RepRap podria revolucionar la propiedad, el proletariado, los medios de producción.

Copiar y auto-replicar

Máquinas de prototipo comunes: son de producción en masa. Mucho para muchas personas. RepRap no busca producir en masa, sino que ésa fabrica llegue a las casas y puedan tener medios para producir sus propios productos Puede reproducirse en 1 dia.

Autoreplicacion.jpg

CREAR FÁBRICAS // CREAR OBJETOS // REPLICAR FÁBRICAS

Diagnóstico que planteaba Karl Marx: los medios de producción están en muy pocas manos y concentrados por capitales, la reforma es a partir de expropiar esos medios de producción. La máquina plantea darle medios de producción a las masas (masas producen) en vez de expropiar (El Marxismo dice que la manera de solucionar este problema es que el proletariado se apodere de los medios de producción por medio de la revolución).

Licencia

COPYLEFT

Todo lo contrario al COPYRIGHT Se puede corregir el código o programa, se pueden modificar y volver a subir los cambios para que los demás se puedan beneficiar de lo corregido, así, la máquina EVOLUCIONA por las contribuciones de los usuarios. (movimiento colaborativo)

GPL

Licencia que permite que los programas sean usados, copiados, modificados y distribuidos de manera libre. Permite que cualquiera pueda accederlo, estudiarlo y usarlo como quiera.

Historia

Constructor Universal Von Neumann

Van neumann.jpg

Computadora conectada a un robot de manufactura (máquina que fabrica); ésta combinación, podría ser capaz de copiarse a si misma. Diseña una máquina que además de producir lingotes de hierro (para la extracción de mineral de hierro en la superficie de martes. El mineral lo convierte en lingotes), y los trabaja para autorreplicarse, construyendo una máquina igual a ella. El rendimiento de la máquina será menor que si solo se dedicara a convertir el mineral, pero al cabo de un tiempo (generación) no se tendrá una sino dos máquinas trabajando. Tras dos generaciones tendrá cuadro, tres generaciones ocho maquinas y así sucesivamente. Se trata de una población que crece de forma exponencial.

Evolución

Evolucion reprap.jpg

RepRap ha disminuido en tamaño.

Existe una analogía con la naturaleza ya que RepRap puede reproducirse a si misma, pero no lo puede hacer por ella misma: así como los virus, requiere de algo más: existe una relación de mutualismo, entre la máquina y el hombre, la máquina está concebida para generarle bienes al hombre (proveer objetos) y el hombre ayudará a la máquina a reproducirse. (Algo similar sucede con las abejas y las flores, polinización y miel). Así como los humanos, RepRap requiere de vitaminas, componentes que no se pueden generar por si mismo: los componentes que RepRap no puede fabricar por si misma son circuitos y tarjetas electrónicas, chips, motores y tornillos. Ésta necesidad de vitaminas reduce en la medida que la máquina evoluciona.

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Tecnología

- Tecnología que se replica

- Una fábrica que puede hacer más fábricas

- Manufactura como Agricultura: Semillas que pueden generar más productos.

- APROPIACIÓN de la tecnología. crear y mejorar.

- tecnología libre disponible a ser estudiada y mejorada abiertamente.

- Si la maquina se replica y evoluciona, el precio va a tender a cero.

- Si el proyecto es exitoso, podría generar muchos cambios en la forma en que accedemos a los bienes: del código al objeto, nuevo consumo

- Menos necesidad de transporte.

- Menos dinero si cultivamos nuestro propio plástico.

- Menos fábricas (fabrica-casa)

Materia prima

Plástico:

PLA: petróleo

ADS: maíz (proyecto sustentable) - cultivar.


Del Software al objeto

La máquina convierte un modelo realizado a través de un programa 3d, a un objeto fisico. 1. Modelo 3d (.stl)

(Thingiverse: planos descargables)

2. Luego se necesita Código G que son coordenadas en los 3 ejes. (corta el objeto en capas y determina un recorrido).

3. La máquina derrite el polímero, entra como una fibra de 3 mm de espesor, en un compartimiento que se calienta en entre 120 (ideal)-190º. La máquina mueve el cabezal en dos dimenciones (x,y), además de elevarse (z) por lo que va haciendo el objeto por capa.

Software para impresión en RepRap

  1. RepRap - Oficial del proyecto RepRap - Windows
  2. ReplicatorG - Multiplataforma
  3. RepSnapper - Multiplataforma usado actualmente

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Scanner 3D

Experiencia de armado

Mientras el hombre la ensambla puede aprender:

- cómo funciona.

- de qué está hecha.

- qué problemas tiene y qué se puede mejorar.

ENTENDER LAS MÁQUINAS POR DENTRO

Características

Precio

$520

Coste de servicio al año

Lubricante ocasional: $10. Se imprimien las propias piezas de recambio de material

Tamaño

500 MM (W) x 400 mm (D) x 360 mm (H)

Peso

7 Kg.

Materiales

PLA, HDPE, ABS y más. Usa filamentos de 3 mm de diámetro.

Velocidad

15 cm cubicos sólidos por hora.

Presición

Resolución del cabezal 0.5 mm, 2 mm tamaño característico mínimo, 0.1 mm posicionamiento de presición, capa thk 0.3 mm

Acabado

Limpio

Volúmen de las partes a replicar

1110 cms. cúbicos

Piezas

Barras / Rodamientos / Correas / Piezas del extrusor / Cierres / Motores / PBC - Electrónica / Chapa fina / RP / Chapa Gruesa / Varilla roscadas

Grafico piezas.jpg

Listado de Piezas RepRapeadas

Armazón ejes X,Y,Z

Las fotos corresponden a capturas de pantalla usando Meshlab. Se encuentran listadas todas las piezas "RepRapeadas" (impresas en otra RepRap) necesarias para armar toda la estructura y ejes X,Y,Z. El extrusor se muestra por separado.

Archivos descargables en formato STL

Extrusor

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Electronica de la RepRap

Producción

Piezas creadas por usuarios de las diferentes evolcuiones de la RepRap. Éstos modelo también son Open Source y sus planos son descargables desde: http://www.thingiverse.com/ ,la página más visitada y usada por usuarios RepRap. La mayoría de las piezas corresponden a experimentaciones recreativas, pero hay algunas que tienen uso como lo son: candados con llave, apretadores, perros de ropa, colgadores de ropa, manillas de puerta, pitos, atornilladores, etc.

*RepRap E.ad

Partes del 1º prototipo RepValp

Producción

- La RepRap E.ad es una Prusa Mendel que corresponde al tercer modelo de éstas máquinas.

- Actualmente la máquina está construída, funcionando y produciendo.

Calibración de Hardware

Durante el periodo posterior al armado de la máquina (según la información Open Source) aparece una fase en la cual el usuario debe encargarse de caligrar su propia máquina de acuerdo a la perfección de las piezas que quiera lograr. Los mayores inconvenientes presentados en la RepRap E.ad consisten en la calibración los ejes X e Y, manifestandose un descontrol en el eje Z. Para ésto se genera un soporte de aluminio para la cama caliente y se alínea la cama con el extrusor, generando así que la pieza no se despegue de la cama al extruir el plástico.

Calibración de Software

Dependiendo de las características que se desea que tenga la pieza extruida, y debido a que no hay mucha información Open Source sobre la calibración del Software, depende del usuario experimentar sobre las regulaciones propias del extrusor (especialmente) como lo son la temperatura, la separación entre línea y línea, el ancho de la línea extruida, la posición de la pieza en la cama caliente y otras regulaciones para alcanzar la máxima presición de la pieza extruida.


Experimentación

Las primeras experimentaciones corresponden a piezas de la misma máquina que han cedido o se han roto a través del tiempo. Otros elementos corresponden a piezas que verifican la utilidad de la máquina en la producción de piezas irregulares.

{{Proyecto

Video de funcionamiento

Videos de la RepRap funcionando en el taller de la escuela.

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Uso y capacidad

A través de la experimentación con la máquina, se buscan las mejores utilidades de la misma, y éstan corresponde a la “rápida” y unitaria producción de piezas irregulares, capaces de resistir tensiones y fuerzas aplicadas a ellas. Es una forma expedita de realizar componentes y corresponde al uso de un nuevo material barato y maleable.

Por un lado, dependiendo de la separación entre línea y línea, se pueden realizar piezas muy duras y por otro lado también, al ser plástico, contiene una propiedad de flexibilidad.

Es capáz de duplicarse a si misma, y lo mejor sería poder tener 2 de ellas funcionando, para que una reprodusca piezas de la otra en caso de falla, quiebre o desgaste por el uso. Al mismo tiempo es oportuno tener dos de ella para poder aumentar la pruducción de elementos; incluso éstas se pueden dejar imprimiendo sin que el usuario esté constantemente verificando, siempre y cuando se haya llegado al nivel de calig¡bración adecuado para crear buenas piezas. Además, se pueden dejar imprimiendo varias piezas en la misma cama, para no tener que enviar una por una los archivos de las piezas y asi mismo los correspondientes Códigos G de cada pieza.

Es importante la posición en la que se extruye la pieza, ya que al ser plástico, éste chorrea, por lo que debe tener siempre una superficie de apoyo para que la línea de plástico extruida se una siempre a otra línea o a la cama caliente. Así, su mayor expresión corresponde a pizas cercanas al cubo o piezas las cuales tengan una cara principal y no tanto ejes diferentes.

*POSTULACIÓN FONDART

Actualmente se está desarrollando la postulación a un Fondart de Diseño (DISEÑO CREACIÓN REGIONAL) con fecha 25 de Noviembre.

El proyecto consiste en la apertura de la tecnología CNC a pequeños productores de la quinta Region. El proyecto comienza con la manufactura de 7 máquinas Router CNC (Open Source), con sus respectivos catálogos (en Español) de armado y uso. Posteriormente se hará un workshop a modo de poder entregar la informacion a aquellos actores productivos (artistas, diseñadores, arquitectos, artesanos, carpinteros, colegios técnicos, universidades..) sobre qué significa ésta tecnología, el modo de uso de la maquinaria, sus posibilidades y capacidades, y terminará en la experimentación de la tecnología, que reflejará el cambio global en el modo de la producción que genera esta tecnología y el modo en que es capáz de integrarse a los oficios y generar una infinita gama de nuevas posiilidades en la generación de piezas y productos dentro de cada área. Luego se hará un concurso en donde se eligirá el mejor producto replicable realizado por los participantes y a los ganadores se les regalará una máquina. Finalmente, se hará una exposición pública de los productos para el resto de la comunidad, así se mostrará la tecnología no solo a los productores sino a los usuarios de los productos, el resto de la gente, para poder familiarizarlos con ésta tecnología que actualmente revoluciona el mundo y que en chile, por sus altos costos aún no es común.