Construye tu propio repuesto

Tweet about this on TwitterShare on FacebookShare on Google+Share on LinkedIn

 

La impresión 3D y el manejo de programas CAD se está convirtiendo en una parte fundamental de muchas empresas, e incluso de muchos aficionados a máquinas y aparatos. Esta nueva tecnología está cambiando nuestra mentalidad de “usar, tirar y comprar algo nuevo”, por construirlo nosotros mismos con poco dinero.

Imagínate poder construir tu propia carcasa de móvil ó un nuevo asa para tu frigorífico. Estaríamos hablando de ahorrar una pequeña cantidad de dinero sin tener que pasar por la tienda. Pero imagínate, por ejemplo, aficionados del motor, poder construir los amortiguadores de tu propia moto. La cantidad ahorrada aumenta considerablemente.

Estos son solo algunos ejemplos de los múltiples que podríamos describir a nivel de usuario. Pero ¿y a nivel de empresa? ¿Cuánto dinero podría llegar a ahorrar una empresa con esta nueva tecnología?

Diseñar e imprimir una pieza con una impresora 3D soluciona problemas como conseguir repuestos para máquinas complejas, cuya rotura o desgaste de las piezas puede implicar la reparación de la máquina en un taller especializado, lo que implicaría una mayor inversión; y más aún si se trata de piezas que están sufriendo continuo desgaste y necesitan cambiarse con más frecuencia. Hablamos de construir piezas que no estén sujetas a propiedad intelectual o que estén descatalogadas y no se pueda lograr un repuesto.

Una base de conocimientos en CAD y la DIMA LT solucionan este problema.

Hoy mostramos uno de estos casos, y diseñamos dos engranajes que forman parte de una fotocopiadora industrial:

art11_impresion_3d_fotos1-2

En la siguiente imagen se puede observar el deterioro del engranaje producido por el desgaste:

  • art11_impresion_3d_foto3

  • art11_impresion_3d_foto4

En nuestro caso, nos ayudamos del programa CATIA V5, y paso a paso explicaremos a continuación cómo hemos ido elaborando las piezas.

PROCESO DE DISEÑO

Nos fijamos en el diseño general de un engranaje para comenzar a diseñar. Se trata de piezas relativamente sencillas que se realizan con el módulo Part Design.

Primer engranaje

  1. Realizamos el sketch de uno de los dientes como se muestra en la figura.

  2. Una vez realizado el sketch, extruímos con la herramienta PAD de la paleta SKETCH BASED-FEATURES, consiguiendo el siguiente resultado:

  3. La herramienta CIRCULAR PATTERN repite el número de dientes deseados y su posición.

  4. El cuerpo central se obtiene realizando el sketch circular y la herramienta PAD utilizada en el punto 1.

  5. Para definir el cilindro central y que divide a la pieza en “dos engranajes”, se realiza un sketch rectangular a la distancia a la que tiene que comenzar el hueco, y posteriormente se realiza la opción de vaciado. El vaciado circular lo conseguimos con la herramienta GROOVE, de la paleta SKETCH BASED-FEATURES.

  6. Conseguimos realizar el agujero del cilindro, con la herramienta HOLE de la paleta utilizada anteriormente, y situando el centro del agujero en el punto medio del cilindro.

  7. Finalmente el redondeo se realiza seleccionando las aristas y utilizando la herramienta EDGE FILLET de la paleta DRESS UP FEATURES.

Segundo engranaje

Obviamos que la parte del engranaje se realiza del mismo modo que la pieza anterior.

  1. El siguiente paso es sumarle material para conseguir la parte superior de la pieza, y lo realizamos a través de la herramienta SHAFT de la paleta SKETCH BASED-FEATURES tras haber realizado el sketch.

  2. Con la herramienta HOLE, y el tipo de agujero COUNTERBORED, logramos la figura final.

  3. El pequeño agujero que atraviesa el cilindro central, se realiza de la misma forma que se ha indicado en el otro engranaje.

    Como sabéis, las partes con voladizos tienen una pequeña limitación en la impresión 3D. Cuando la impresora extruye una capa de material que se encuentra “en el aire”; el material tiene una temperatura demasiado elevada para que pueda solidificarse con la rapidez necesaria para mantener la posición en la que el extrusor lo ha depositado.

    La solución es sencilla: utilizamos soportes que sujetan las capas de material y evitan que el material se precipite. Al solidificarse, su pequeño espesor hace que se puedan retirar fácilmente.

    En el caso de estas piezas, nos ayudamos de esferas de espesor 0,7 mm situadas en los límites de las partes en voladizo.

PROCESO DE IMPRESIÓN

Finalizado el proceso de diseño, necesitamos guardar los repuestos como archivos de entrada para la impresora. Utilizaremos formato *.stl o de estereolitografía. Este tipo de archivo es la representación digital de lo que se desea imprimir. Guarda toda la información de la geometría de las piezas, excluyendo otra información como colores y texturas que son innecesarias.

Una vez arrancado el Repetier-Host, Slic3r nos mostrará el Gcode de las piezas y comenzará el proceso de impresión.

Dado que se traza de piezas que están expuestas a la rotura y al desgaste, conviene utilizar un material resistente como ABS (Acrilonitrilo Butadieno eStireno). Este material resiste golpes y cargas sin romperse fácilmente, y provee al sólido de cierta flexibilidad. Aconsejamos un rango de temperaturas de entre 225/250ºC para imprimir con este material, 120ºC para la temperatura de la cama, y el uso de Dimafix para evitar el warping. No olvidemos que se trata de piezas que van a estar sometidas a presiones, por lo que conviene configurar el Slic3r para un relleno honeycomb ó “panel de abeja” con una densidad del 80%.

En el caso de nuestras piezas, el tiempo de duración del proceso ha sido de aproximadamente 90 minutos, y el resultado final ha sido excelente.

5 Comments

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *