CNC Casera con Arduino II – Mecánica

Introducción

En este artículo voy a hacer un pequeño repaso a la parte mecánica de la CNC casera con Arduino Root 3.

El montaje mecánico no es complicado, aunque sí que requiere paciencia para ir recolectando los componentes, ya que, probablemente, pidas la mayor parte de las piezas a China y tarden su tiempo en llegar.

En este tipo de proyectos es normal que el tiempo se alargue porque lo más probable es que tengas que hacer varios pedidos, ya que es muy difícil a la primera saber exactamente qué necesitas. Habrá cosas que tendrás que esperar para pedirlas a tener otras en las manos para ir viendo exactamente cómo encaja todo.

Podemos dividir el montaje mecánico en cuatro partes:

1.  Partes impresas en 3D
2. Partes en madera
3. Tubos y rodamientos
4. Ferretería

Intentaré darte algunos consejos sobre cada uno de ellos según vayamos avanzando.

Partes impresas en 3D

Puedes descargar los STL para las piezas impresas en 3D desde la página de Thingiverse del proyecto.

Algunas de las piezas han sido mejoradas por otros colaboradores, por lo que más abajo te daré algunas alternativas que me parecen mejores que las originales.

Puedes encontrar más información interesante en la web de la Root CNC. Te recomiendo que le eches un vistazo para familiarizarte con el material e información que allí hay para que sepas, cuando llegue el momento, con qué puedes contar.

Por supuesto, si tienes cualquier duda adicional, puedes dejar un mensaje aquí, en comentarios, e intentaré responderte.

La impresión 3D lleva mucho tiempo y mucho filamento.

Creo que yo tarde unos cinco días, con la impresora funcionando casi 24 horas al día, y aproximadamente 2Kg de filamento PETG, puede que algo más.

Sobre el tipo de filamento, no lo dudes, imprime las piezas en PETG (a no ser que tu impresora sea de esas que no se llevan bien con el PETG). El PLA no tiene la rigidez suficiente y el ABS seguramente te de muchos problemas de Warping y adherencia, ya que muchas de las piezas son bastante grandes.

No hay mal que por bien no venga, mientras vas imprimiendo piezas, da tiempo a que vayan llegando cosas de China.

La rigidez de las piezas es muy importante. Te recomiendo, en general, un infill de un 50%, como mínimo, y cuatro perímetros, por lo menos.

A la hora de imprimir, la colocación de las piezas sobre la cama de la impresora es importante para que te dé los mínimos problemas posibles. En esta página puedes ver la orientación.

Muchas de las piezas que imprimí con menos infill y menos perímetros no aguantaron mucho tiempo y da mucha rabia tener que andar cambiando piezas al poco tiempo. Además, muchas no tenían las capas bien adheridas y esto después dio problemas.

Estas son las primeras piezas que imprimí; al principio, como te digo, luego cambié muchas de ellas.  Puedes verlas en grande pinchando en cada una de ellas:

Ten en cuenta que las piezas que vas a imprimir tienen mucho plástico y su impresión va a llevar varias horas.

Te recomiendo usar una impresora de calidad. Yo utilizo una Creality CR-10. Aquí te dejo un par de las impresoras Creality más vendidas, completamente recomendables.

No se han encontrado productos.

No hay nada peor que llevar un montón de horas imprimiendo y haber gastado casi un kilo de plástico para, de repente, darte cuenta de que la impresión se ha estropeado por la baja calidad de la impresora y tienes que tirar el plástico y volver a empezar.

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Verás que de algunas piezas hay variaciones:

Primera variación: Por un lado, tienes una primera gran variación dependiendo de si utilizas tubo en medida métrica (en milímetros, como lo usamos en España) y otra para medidas imperiales (pulgadas). Estas piezas tienen que coincidir con el tubo (lo importante es que si el tubo que vas a usar es de 20 mm las piezas que imprimas sean las métricas de 20 mm).

Segunda variación: Dependiendo de las correas de transmisión tendrás que utilizar unas u otras. Depende, básicamente, de si son por ejemplo correas GT2, como las de las impresoras 3D u otro tipo de correas.

Tercera variación: Dependiendo del spindle, motor, Dremel o lo que uses. Hay diferentes piezas dependiendo de por qué te decidas.

Además, de algunas de las piezas, verás que hay versiones hechas por otras personas mejorando algún aspecto o aportando alguna variación. Te recomiendo las siguientes:

Un consejo: Ten cuidado con el filamento que utilizas. Hay mucha diferencia entre filamentos.

Últimamente me está dando muchos problemas el filamento PETG y estoy utilizando, para hacer piezas para la CNC, filamento SUNLU PLA plus.

Te dejo estos enlaces de filamento SUNLU PLA plus en Amazon:

No se han encontrado productos.

Partes en madera

Las partes en madera son solamente cuatro. Son las que sujetan el puente o «gantry» (portal), que es como se le suele llamar en el mundo de las CNC.

Igual que dicen que los alemanes son muy buenos industriales porque hacen los agujeros redondos, estas piezas son las que hacen que todo «cuadre». Que cuando la CNC tenga que hacer un ángulo recto, este sea de 90º y no de 89,9º ni de 90,1º, lo que hace que un círculo salga perfectamente redondo y no como una elipse. En definitiva, que es muy importante la precisión de estas piezas, no tanto su corte externo, sino que la posición de los agujeros sea lo más precisa posible.

Lo ideal es que estas piezas os las haga alguien que ya tenga una CNC. Si no es así, como fue mi caso, lo mejor es que os hagáis unas plantillas de papel, hagáis los cortes y agujeros a mano lo mejor posible y, cuando la CNC ya esté funcionando, volver a hacer las definitivas.

Os dejo unas fotos de la construcción de las primeras piezas, en MDF (las definitivas fueron en contrachapado fenólico, que es mucho más duro y tiene mucha menos flexión).

Tubos y rodamientos

La Root CNC es barata porque, entre otras cosas, en vez de utilizar guías lineales comerciales (que son muy caras) utiliza un ingenioso sistema de «patines» con rodamientos económicos, de los que se usan en los monopatines, que se deslizan sobre unos tubos cuadrados.

Los tubos en la versión normal de la Root 3 son de 20x20mm (hay otras versiones con tubos mayores para darle más rigidez).

Estos tubos pueden ser de acero o de aluminio. Lo importante es que sean lo más rígidos posible.

Yo primero utilicé unos tubos de aluminio de 20x20mm comprados en Leroy Merlin de 1 mm de pared. Aunque la CNC funcionaba, estos tubos no eran suficientemente rígidos y los acabados no eran buenos, la máquina se atascaba algunas veces y daba tirones. A cabo de poco tiempo los cambié por tubos de acero de 20x20mm de 1,5 mm de pared, comprados también en Leroy Merlin.

Mi consejo: nada de tubo de aluminio, comprad el tubo de acero más rígido y con la pared más gruesa que encontréis. Yo es algo que tengo pendiente en la mía, cambiar los tubos por otros de, al menos, 3 mm de pared. El funcionamiento es aceptable con los de 1,5 mm, pero estoy seguro de que con los de 3 mm va a mejorar mucho.

En cuanto a los rodamientos, poco tengo que decir. Yo compré los más baratos que encontré en AliExpress y está funcionando bien. Estoy seguro de que con unos rodamientos de mejor calidad funcionaría mejor, pero, como nunca los he usado mejores, no os puedo decir.

Eso sí, la CNC levanta mucho polvo, mucha viruta, y mucha porquería, sea como sea que sean rodamientos cerrados, ni se os ocurra poner en una CNC rodamientos de los que llevan las bolas al aire.

Ferretería

Tuercas, tornillos, arandelas… una locura… parece que no terminas nunca de comprar tornillos para la Root 3, se podría escribir un libro.

Una de las peores cosas es que no existe una lista de la compra definitiva y en condiciones con modelos y cantidades de tornillos. Hay basarse en la lista que viene con la documentación y después ir investigando y viendo lo que va faltando (te aseguro que tendrás que hacer más de un pedido de tornillos, y probablemente más de dos).

Ir con cuidado porque no solo hay que comprar muchas medidas sino muchos tipos distintos.

Que no se os olviden las arandelas, son muchas y de muchos tipos…

Hay un buen presupuesto en ferretería. Os recomiendo comprar los tornillos en Rationalstock, es donde compro todos los tornillos desde hace años y es el sitio de tornillos más barato que he encontrado a nivel mundial (y con mucha diferencia).

Conclusión

¿Leíste ya la introducción a la CNC? Si no lo hiciste hazlo ahora: CNC casera con Arduino Root 3.

Construir la CNC Root 3 ha sido un proyecto muy bonito e interesante, y es increíble lo que puedes llegar a aprender.

No es difícil, es, simplemente, cuestión de ir paso a paso y con paciencia.

Próximamente escribiré el resto de artículos, con más detalle de la construcción de cada una de las partes. No te olvides de suscribirte para recibir un mensaje cuando estén y no perderte nada.
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