Proyecto Final FMD 2020 Francisca Estay Lobos
| Título | Proyecto Final FMD 2020 Francisca Estay Lobos |
|---|---|
| Tipo de Proyecto | Proyecto de Curso |
| Palabras Clave | autómata, impresión 3d, corte láser, router cnc |
| Período | 2020-2020 |
| Asignatura | Fabricación con Medios Digitales |
| Del Curso | Fabricación con Medios Digitales 2020 |
| Carreras | Diseño |
| Alumno(s) | Francisca Estay |
| Profesor | Leonardo Aravena |
AUTÓMATA
Un autómata es un objeto que cuenta con un mecanismo interno que le permite realizar movimientos, un mecanismo que imita los movimientos corporales del ser vivo; máquina que imita la figura y los movimientos de un ser animado.
Son juguetes mecánicos en movimiento.
Los autómatas están conformados principalmente por un mecanismo y estos mecanismos funcionan con levas, manivelas, ruedas dentadas o engranajes, entre otros, existen diferentes tipos. En el autómata, el mecanismo (en la mayoría) se encuentra en el interior de la caja, y el objeto animado que se mueve está en el exterior, en la parte superior de la caja, se mueve como resultado del mecanismo.
Link Video autómata mecanismo de levas : https://www.youtube.com/watch?v=gCRZ2YfiTvA&list=PLf9A72aS5rweYo8sscsi77_X1WriqIndE&index=150
Mecanismo de leva
Una leva es una pieza giratoria sujeta a un eje, se colocan distintas levas, que pueden tener variadas formas y tamaños, utilizado para transformar el movimiento rotativo en movimiento lineal. Es parte de una rueda o eje giratorio que golpea una palanca en uno o más puntos de su trayectoria circular.
Propuesta
Mi propuesta es crear un autómata que recree el movimiento de una mariposa cuando vuela, con un mecanismo de levas. El mecanismo consiste en tres levas o ruedas, una en diferente nivel que las otras dos, que van fijas en un eje. El autómata funciona con un mecanismo de elementos giratorios, las ruedas sujetas en el eje y una biela que permite generar el movimiento giratorio, y este movimiento genera un el movimiento lineal, lo que permite que la mariposa se mueva.
El objetivo es que opere a partir de un mecanismo manivela – biela. Al crear este eje giratorio, se elevan otros ejes superiores que son los seguidores de rueda, los cuales permiten elevar la figura en la parte superior de la caja. El movimiento que genera el mecanismo es arriba – abajo.
Los elementos o piezas básicas que conforman el mecanismo del autómata son las siguientes:
- Manivela o eje
- Ruedas o levas
- Seguidores de levas
Estos tres elementos son los que, en conjunto, generan el movimiento del objeto animado.
Para mantener un seguidor de rueda estable, en una caja con mecanismo de levas, se debe generar un soporte que lo mantiene derecho, si es que es necesario, ya que hay autómatas en los que los objetos van sobre la superficie y el mecanismo generan movimientos que no elevan al objeto. Hay diferentes maneras de mantener el movimiento de un seguidor de rueda derecho, lineal y estable.
Se hicieron varias pruebas en bocetos del armado de una caja con el mecanismo en su interior.
Prueba 1 Autómata
Maqueta análoga del mecanismo
La maqueta fue hecha con cartón corrugado y palos de maqueta, funciono bien, el mecanismo permitía mover el objeto, pero al ser un objeto tan liviano, los seguidores de rueda subían, pero no bajaban con facilidad, por lo que recurrí a agregar un peso a los seguidores de rueda. Modifique mediadas en las piezas, algunas se hicieron más pequeñas, como el tamaño de la caja. El eje giratorio y los ejes giratorios se cambiaron a tarugos cuadrados.
Prueba 2 Autómata
Primera prueba corte láser
Teniendo en cuenta que probablemente el láser fundiría un poco de la madera en las piezas, y al haber visto los resultados de corte de una compañera, decidí agregarle a las piezas 1 mm de tolerancia considerando lo que el láser podría fundir.
Resultados: El láser no fundió la cantidad de milímetros que creí que iba a fundir, por lo tanto, las piezas no encajaron entre sí.
Prueba 3 Autómata
Segunda prueba corte láser
Por haber considerado la tolerancia para cortar con láser, las piezas no encajaron entre sí, la caja no se pudo armar. Por lo que pude observar, el láser no corta verticalmente, sino que tiene una leve inclinación, y eso es lo que funde en la madera.
Tras los resultados de los cortes anteriores, decidí volver a las medidas originales, sin la tolerancia considerada.
(Se agregaron centímetros a los costados de las piezas, 0.4 cm más después del sacado rectangular)
Archivo Autocad DXF
Segunda prueba de corte con láser, las piezas encajan bien, a presión como debe quedar para que quede estable. Los sacados cuadrados por donde pasan los seguidores de rueda quedaron muy grandes para los palos, los seguidores se mueven muchos y no logran subir y bajar como corresponde, quedan muy sueltos, además no permiten que la mariposa se mueva bien, quedaron inestables.
Resultados corte láser
Resultado: Se tuvieron que hacer cambios en las piezas del autómata. (1) Los sacados cuadrados de las superficies superiores se achicaron ya que al ser muy grandes no permite que el mecanismo sea lineal hacia arriba y no permite que el objeto se mueva correctamente, quedaban inestables, suelto. (2) Las ancho de las levas se agrandaron, de 0.3 cm a 0.9 cm. Al ser muy delgadas, quedaban muy inestables en el eje.
Última Prueba (5) Autómata
No se pudo continuar los trabajos para cortar con láser, por lo que continúe trabajando con router. Tuve que modificar piezas, tanto en medidas como forma.
Las modificaciones que se hicieron fueron las siguientes: Se cambio el eje central, de un tarugo cuadrado de 4 mm a un tarugo cuadrado de 8 mm. Este cambio fue porque cortar un cuadrado de 4 mm en la router con una fresa de 3 mm no iba a resultar (los cortes cuadrado en las ruedas). También se cambiaron los seguidores de rueda a una sola pieza rectangular de 3mm de grosor y 10 cm de largo. Y se hicieron modificaciones en todas las piezas, adaptarlas para cortarlas en la router con una fresa de 3 mm.
Archivo Autocad DXF
En las esquinas de 90° se agregó una semicircunferencia de 3 mm para que la fresa, que es de la misma medida, pueda pasar y cortar bien la pieza. La plancha número 1 se cortó con terciado de 3 mm, la plancha número 2 se cortó con acrílico de 3 mm, y la plancha número 3 se cortó con terciado de 9 mm.
Últimos resultados corte router
Los últimos cortes de las piezas con router CNC resultaron bien, se usaron para el prototipo final del autómata.
MARIPOSA
Prueba 1 mariposa
La mariposa tiene una forma de unión como una bisagra entre las alas y el eje central. La idea de la articulación de la mariposa la saque de una mariposa 3D de Thingsgivers. Link: https://www.thingiverse.com/thing:2810756
Observación: las alas de la mariposa tienen un eje el cual se une a un sacado circular que hay en el eje de la mariposa, por esos sacados pasa el eje del ala.
Eje que pasa por sacado en el eje de la mariposa.
Resultados primera impresión 3D
Observación: Las piezas de la mariposa en el programa Inventor no quedaron bien alineada a la superficie, por lo que, al imprimirla, se imprimió un volumen extra.
Mariposa en el automata (prueba 4)
Última Prueba (2) mariposa
Tras haber modificado piezas de la caja y mecanismo, también se tuvo que modificar la mariposa. Igualmente, se iban a agrandar sus alas, pero se tuvo que modificar los sacados para los seguidores de ruedas, uno va encajado en el eje central de la mariposa y otros dos van apoyados en las alas.
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El sacado en el ala (1) es para posicionar el seguidor de rueda. El seguidor de rueda se mueve de arriba hacia abajo verticalmente sin moverse hacia otra dirección, por lo que no queda fijo en solo un lugar del ala, sino que el ala es el que se mueve. El seguidor de rueda no puede quedar fijo en el ala porque no permitiría que la mariposa suba y baje de manera correcta. El sacado del eje de la mariposa (2) es para fijar o encajar el seguidor de rueda del centro y así mover la mariposa de arriba hacia abajo. También modifique el grosor de la mariposa, de 0.5 cm a 0.7 cm, al igual que el eje de la bisagra, de 0.2 cm a 0.3 cm. El sacado circular para la bisagra paso de 0.3 cm a 0.4 cm.
Últimos resultados impresión 3D
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La mariposa se imprimió de dos formas: (1) ambas alas alineadas en la superficie, (2) ambas alas elevadas. Se hicieron dos pruebas de impresión porque la primera prueba (alineada a la superficie), consecuencia de corrientes de aire, el objeto tiende a elevar parte de su estructura y se imprime con una leve inclinación (en las alas). Es por eso que se imprimió la segunda prueba (alas elevadas) para que las alas se imprimieran correctamente, sin alteraciones.
Para el prototipo final del autómata, se uso la impresión de la mariposa 1 (alineada completamente en la superficie).
Proceso impresión mariposa 3D
Archivo mariposa
Prototipo Final Autómata Mariposa
Vista frontal
Vista lateral
Prototipo digital
Vista previa
Instructivo Autómata
