Exercici 5. Instrucció difference

En el disseny de peces amb l'OpenSCAD podem fer forats fent servir la instrucció difference.

1. Obri un arxiu nou. Introduïx la instrucció “cylinder(r=20,h=20,$fn=100);". Prem F5 i podràs veure el cilindre.
2. Introduïx a continuació la instrucció d'un nou cilindre. En este cas més petit, de radi 8 mm i altura 80 mm: “cylinder(r=8,h=80,$fn=100);”. Prem F5 (figura 6).
3. Observa com queden un cilindre sobre l'altre. Modifica la instrucció anterior per incloure-hi el paràmetre center=true i el cilindre petit quedarà centrat en l'origen de coordenades: “cylinder(r=8,h=80,$fn=100, center=true);" (figura 7).
4. La instrucció difference resta una figura de l'altra. Per a això, situa't al començament del programa i escriu “difference(){", i inclou al final del programa una clau de tancament (}). La instrucció difference s'aplicarà a les peces que estiguen incloses entre claus. Prem F5 i observa el resultat (figura 8).
5. Guarda l'arxiu amb el nom UD03_P1_E5_nomcognom.scad. Tens el programa complet en la figura 9, per si el necessites.

Exercici 6. Unió de peces

En l'OpenSCAD, la instrucció union permet unir diferents peces per poder treballar-hi com si foren una de sola.

1. Crea un prisma triangular de costat 40. Per a això, tecleja la instrucció següent: “cylinder(r=40,h=50,$fn=3);". Prem F5.
2. Crea ara un prisma hexagonal de costat 20 i altura 200. Situa'l en l'origen de coordenades. Fes-ho amb la instrucció “cylinder(r=20,h=200,$fn=6,center=true);”. Prem F5. Observa el resultat (figura 10).
3. Situa el cursor a l'inici del programa i introduïx-hi la instrucció “union(){", i inclou al final del programa una clau de tancament (}). Les dues peces queden unides en una de sola. Prem F5.
4. Col·loca novament el cursor al començament del programa i introduïx-hi ara la instrucció “rotate(60,0,0)" per fer girar la peça. Prem F5 i observa que ho fa com una única peça (figura 11).
5. Documenta la pràctica amb la instrucció “//-- exemple d'unió".
6. Guarda l'arxiu amb el nom UD03_P1_E6_nomcognom.scad. Tens el programa complet en la figura 12.
7. Per poder imprimir els dissenys creats amb l'OpenSCAD, has de prémer F6, accedir al menú Archivo i, en el menú Export, seleccionar l'opció Exportar como .STL. Això guardarà en el teu ordinador l'arxiu necessari per al programa laminador. Crea els arxius STL de totes les peces construïdes en esta pràctica.

Exercici 1. Instal·lar el programa

Entra a https://ultimaker.com i, en el menú Products, accedix a Software per seleccionar-hi Ultimaker Cura amb la versió que s'adapte al teu sistema operatiu. Seguix els passos que t'indique el programa per instal·lar-lo en el teu ordinador.

Exercici 2. Ajustar el programa

1. Obri el programa Cura. En primer lloc t'indica que selecciones l'idioma; tria l'anglés (no està disponible en català ni castellà).
2. Selecciona a continuació la impressora 3D que utilitzaràs (figura 19); això dependrà de quina tingues disponible en el teu centre (en el nostre cas, la impressora és una Prusa i3). Quan acabes este procés, apareixerà la pantalla inicial de Cura.
3. Accedix al menú Open file i selecciona l'arxiu STL del cub que vas crear en la pràctica 1.
4. En el costat dret de la pantalla, fes clic a Prepare per tal de calcular el temps que durarà la impressió i la quantitat de plàstic necessària (figura 20).
5. En Print setup, fes clic en Custom (figura 21). En Quality, canvia-hi el valor que apareix per a Layer height per 0.1. Fes clic novament a Prepare perquè el programa recalcule el temps necessari per imprimir la peça. L'opció Layer height modifica el diàmetre del fil de plàstic que ix del broquet. L'opció mínima és 0.1, que és la que proporciona acabats de més qualitat.
6. En la mateixa pestanya, ara en Infill, en l'apartat Infill density, indica-hi 90%. Observa el resultat. El temps de creació de la peça ha augmentat, i també la quantitat de plàstic necessari per crear-la. L'opció Infill density indica a la impressora com omplir els espais de l'interior de la peça. Les impressores 3D estan dissenyades per optimitzar l'ús del material i evitar fer peces massisses quan no cal. Si diem 90% estem indicant que volem que el 90% de l'interior de la peça estiga ple de material plàstic, de manera que la peça serà més pesada. Molt sovint no cal un percentatge tan elevat. En el cas del nostre cub, un 20% seria una quantitat adequada.
7. En l'apartat Speed, canvia-hi el valor de Print speed a 20. El temps d'impressió augmentarà. Modifica també la temperatura d'impressió anant, en l'apartat Material, a Printing temperature. Per a este tipus d'impressores els resultats són millors a 220 °C. En estes condicions, la peça tarda més de tres hores a imprimir-se, però la impressió és de més qualitat (figura 22).
8. Finalment, en l'apartat Support podem triar si necessitem suports per poder imprimir la peça. Estos suports ajuden a imprimir peces amb parts a l'aire, voladisses o molt petites. En el nostre cas no ens calen suports, però sí una plataforma en la base per facilitar la impressió. Així, doncs, en Build plate adhesion tria Brim. Esta opció crea una petita base a la peça, que li dona estabilitat en el procés de creació i que s'elimina fàcilment una vegada impresa (figura 23).
9. Per guardar el projecte, ves a Save to file i assigna-li com a nom UD03_ P3_nomcognom.gcode.

Els repositoris de peces són una alternativa molt interessant al disseny de peces pròpies. Estan formats per moltes peces en format STL que l'usuari pot descarregar-se i utilitzar amb el seu programa laminador. Les peces són de descàrrega lliure i en alguns casos podem retocar-les i adaptar-les a les nostres necessitats en el propi repositori. El més utilitzat és Thingiverse.

Exercici 1. Descarregar arxius

1. Entra a www.thingiverse.com. Per crear-hi un compte, fes clic a Sign In / Join i després a Create an account, i seguix les indicacions fins al final.
2. Una vegada creat el compte, accedix-hi amb el teu nom d'usuari i contrasenya i, en el menú Explore, fes clic a Collections. Selecciona una categoria qualsevol. De tots els dissenys que hi apareixen, pots guardar en el teu compte els que més t'agraden, encara que no els hages d'imprimir ara.
3. Selecciona un d'estos dissenys i fes clic a la icona que té a sota (figura 28). S'obrirà un quadre de diàleg on se't demana que crees una col·lecció o en selecciones una d'existent. Tria Create new collection i a Name escriu el teu nom i cognom. Fes clic a Save (figura 29).
4. Fes clic en el desplegable de la icona You, a la part de dalt de la pàgina, i selecciona My Collections. Ací ha d'aparéixer la peça guardada abans. Fes clic a la imatge per ampliar-la. Després fes clic a Download This Thing! i després a Download All Files. Selecciona en quina carpeta es descarregaran els arxius i fes clic a Aceptar. Així tindràs en el teu ordinador, en format STL, els arxius necessaris de la peça que tu has seleccionat. Per imprimir-los només et caldrà tractar-los amb el laminador per generar l'arxiu GCODE.

Exercici 2. Adaptar peces

1. Ves al menú Explore i fes clic a Customizable Things (figura 30) per seleccionar una peça ja dissenyada i modificar-la al teu gust.
2. Pots modificar qualsevol peça d'esta secció. A continuació t'indiquem com modificar-ne una. En el buscador escriu “customiseable wall sign” (figura 31). Apareixerà la imatge d'un cartell per a la paret. Fes clic en esta imatge i després fes clic a Open in Customizer (figura 32). En la finestra que ix, ves a Content, esborra el text que apareix i escriu el teu nom (figura 33). Modifica les opcions que vulgues; pots canviar les vores del cartell, el tipus de lletra, el lloc on es mostren els forats per penjar-lo, etc.
3. Quan acabes de modificar-lo, fes clic a Create Thing. En el quadre de text que t'apareix, modifica el nom de la peça i guarda-la amb el nom UD03_P5_nomcognom. No deixes seleccionada l'opció Publish Thing, i marca en canvi Email me when it's done, i fes clic a Create Thing (figura 34). El programa t'indicarà que la teua peça s'està generant. Quan s'acabe de generar, rebràs un correu que t'avisarà que ha acabat. També pots veure la peça generada fent clic a Go to my queue (figura 35).
4. Fes clic a View Thing i selecciona Download This Thing. A continuació, Download All Files. Selecciona en quina carpeta es descarregaran els arxius i fes clic a Aceptar.

El procés d'impressió en 3D no és tan fàcil ni tan ràpid com caldria esperar. Segurament, quan imprimisques les primeres peces, no totes tindran l'acabat que esperes. En esta secció analitzarem algunes peces que no han arribat a generar-se adequadament, per tal de determinar les possibles causes dels problemes d'impressió.

Espàtules per extraure peces

Un dels avantatges d'este tipus d'impressores és que podem crear-hi peces per fer-les servir en el procés d'impressió. Una peça molt necessària és una espàtula per extraure les peces calentes.

Observa les espàtules del marge. Els tres models tenen errors d'impressió.

• L'espàtula A es va desenganxar de la base durant el procés d'impressió i es va moure lleugerament. La vora afilada apareix desplaçada en les capes superiors. En esta peça, a més, pots comprovar que en l'opció Infill density es va seleccionar un valor massa baix, i per això es van crear els hexàgons de la imatge.
• L'espàtula B es va imprimir amb un valor més alt en el paràmetre Infill density, més adequat que en el cas anterior a l'hora de donar estabilitat a la peça; però el diàmetre del filament triat va ser molt gran i el fil va quedar massa gruixut, la qual cosa va tindre com a resultat un acabat molt bast en la vora afilada.
• L'espàtula C es va imprimir malament perquè es va desenganxar prematurament de la base d'impressió.

Solució: És important assegurar l'adherència de la base amb laca i determinar adequadament el gruix del fil. Un fil gros proporciona acabats bastos i un fil massa fi fa que augmente el temps d'impressió de la peça.

Aspes per a un motoret

En este cas, es van intentar crear les aspes per a un petit motor.

• La primera peça (figura 4) es va imprimir sense establir la base de suport Brim, amb la qual cosa la peça es va desenganxar molt ràpidament, pel fet de no tindre una base per agafar-se amb força a la plataforma d'impressió.
• En la segona peça (figura 5), un petit embús en el filament plàstic va ser sufi-cient per desequilibrar el moviment de l'extrusor, que va començar a imprimir en una posició equivocada després de les primeres capes.
   

Solució: Per a peces petites, cal establir el paràmetre Brim en el laminador per garantir la subjecció de la peça a la base, i cal fer tasques de manteniment periòdiques, com ara netejar la broqueta de l'extrusor perquè no hi queden restes de material.

Has de tindre present que com més qualitat exigisques per a la teua peça, més temps tardarà la impressora a crear-la. De fet, de vegades, les impressions necessiten tant de temps que el procés d'impressió es controla per sistemes de videovigilància. D'esta manera, si s'observa que hi ha qualsevol error en la generació de la peça, el procés es pot cancel·lar a distància.