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.

Creality Impresora 3D Halot Mage Pro
  • Creality Impresora 3D Halot Mage Pro
  • Creality Impresora 3D Halot Mage Pro
  • Creality Impresora 3D Halot Mage Pro
  • Creality Impresora 3D Halot Mage Pro
  • Creality Impresora 3D Halot Mage Pro
Impresora 3D Oficial Creality Ender 3 Pro con Fuente de alimentación certificada por UL y Placa magnética Flexible para reanudar la impresión 220x220x250mm, Impresora 3D para Principiantes
  • Fuente de alimentación certificada por UL: la Ender 3 Pro viene con una fuente de alimentación de marca certificada por UL, que protege su impresora de subidas de tensión inesperadas, que pueden calentar la cama caliente a 110 ℃ en solo 5 minutos. Servicio al cliente: si tiene alguna inquietud sobre la impresora, no dude en contactarnos a través de un mensaje de Amazon. Responderemos pronto.
  • Placa magnética flexible extraíble: brinde protección completa a la placa de construcción de su impresora 3D y garantice una temperatura constante en toda la superficie de construcción. Fácil de quitar los modelos de impresión después de enfriar.
  • Función de reanudación de la impresión: Ender 3 Pro puede reanudar la impresión desde la última posición registrada del extrusor después de sufrir cortes de energía inesperados.
  • Kit semiensamblado: este kit fácil de instalar viene parcialmente ensamblado, lo que le permite aprender sobre la construcción básica de las impresoras 3D a medida que termina de montarlo. Una divertida experiencia educativa STEM en ingeniería mecánica y electrónica.
  • Función de fuga térmica: la función de fuga térmica está preinstalada en la placa base. No tiene que cargarlo usted mismo.

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.

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:

Root 3 CNC Box Section Linear guide Remix

Lleva una pequeña elevación donde asienta el rodamiento de manera que te ahorras poner una arandela.

Yo todavía no he puesto estas, pero lo haré cuando tenga que cambiarlas.

Está en esta página de Thingiverse.

Alternative Belt Clamp for Root 3 CNC

Facilita mucho el tensado de la correa del eje X. Con la pieza original el tensado se complica mucho.

Esta pieza tampoco la he puesto todavía, pero lo haré en cuando tenga que tocar esta parte de la máquina.

Está en esta página de Thingiverse.

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:

Rebajas
SUNLU Filamento PLA+ para impresora 3D, filamento PLA Plus de 0.069 pulgadas, filamento 3D mejorado de dureza compatible con impresoras 3D FDM, precisión dimensional +/- 0.02 mm, carrete de 2.2 libras
  • ➽【Toughness plus = SUNLU PLA plus, Say No to Brittle 】SUNLU PLA plus no as brittle as normal PLA. Better toughness, brighter color, higher strength;lower shrinkage, lower warping; SUNLU PLA plus filament more easier to print, and odorless, making good print results.
  • ➽【1.75mm 1KG Pack Vacuum Pack PLA + Filament】 1kg spool 1.75mm filament PLA in vacuum packing. SUNLU 3D printer filaments are all vacuumed sealed along with a desiccant pack. This will enable you to easily keep your 3D printer filaments at an optimal storage condition and free from dust or dirt before opening the vacuumed sealed packaging.
  • ➽【Good Layer Adhesion and No Plugging 3D Printing Material 】Better flow of SUNLU no plugging premium 1.75mm PLA+ filament. It has consistent diameter & roundness, less stringing and warping, strong layer adhesion. Article-free and impurity-free. No impurities, no clogged.
  • ➽【High Precision +/- 0.02mm Tolerance】: 1.75mm PLA+ 3D filament(Tolerance Level : ± 0.02mm). Full 1KG 3d printer filament reel, perfect roundness and very tight diameter tolerance , approximately 325m of filament on each spool ease of use, minimal warping, no clogging, no bubbles. Increase your 3d printing objects delicacy.
  • ➽【High Compatiblity &100% Enviromental Material】: Compatible with 99% FDM 3D printers (with heated beds): Reprap, Afinia, MakerBot, PrintrBot, UltiMaker, Airwolf, Makergear, Up!, Lulzbot, Flashforge, Solidoodle, Delta, Mbot, Type A, 3D PEN(3doodler pen). Environmental protection, made from starch raw materials derived from renewable plant resources.
Filamento PLA 1.75mm, SUNLU PLA Filamento de Impresora 3D, Precisión Dimensional +/- 0.02 mm, 1kg Spool, PLA Negro
  • 【Filamentos de PLA mejorados con dureza】 Los filamentos de PLA premium SUNLU tienen las ventajas de una increíble facilidad de impresión Calidad de impresión optimizada, alta pureza con baja contracción y excelente unión de capas, satisfaciendo sus demandas para proyectos de impresión de piezas funcionales con mayor tenacidad.
  • 【Precisión y consistencia dimensional】 Estos resistentes filamentos de PLA son estrictas tolerancias. Diámetro 1.75 mm, precisión dimensional + / - 0.02 mm sin ninguna exageración; 1 kg de carrete (2.2 lb)
  • 【Sin obstrucciones, sin burbujas y fácil de usar】 Secado completo durante 24 horas antes del envasado y sellado al vacío con desecantes en una bolsa de nylon. Temperatura de extrusión / boquilla de filamento de PLA recomendada 215-220 ℃, lecho 70 ℃.
  • 【Amplia compatibilidad】 Funciona y armoniza perfectamente con todas las impresoras 3D FDM comunes de 1.75 mm, gracias a los altos estándares de calidad en términos de precisión de fabricación y la pequeña tolerancia en el diámetro de +/- 0.02 mm.
  • 【Sin riesgos】 Prueba gratuita de un mes, 30 días de devolución de dinero si no está satisfecho. Diámetro del carrete: 8 "- Ancho del carrete: 2.5" - Diámetro del orificio del cubo del carrete: 2.20 "
Rebajas
GEEETECH Filamento PLA 1.75mm para impresión 3D, 1kg Spool, Negro
  • 1. 1 kg de bobina de 1.75 mm de filamento PLA en un empaque al vacío
  • 2. Sin impurezas, sin atasco y irrompible de pla filamento
  • 3. Temperatura de impresión recomendada: 180-210 ℃
  • 4. Tolerancia de diámetro +/- 0.02 mm
  • 5. Respetuoso con el medio ambiente, hecho de materias primas de almidón derivadas de recursos vegetales renovables
SUNLU Filamento PLA+ 1.75 mm, Filamento para impresora 3D PLA Plus 1KG,Mejora de la resistencia,Neatly Wound, Filamento de impresión 3d PLA+, Precisión dimensional +/- 0.02mm, Negro
  • ①【Filamento PLA+ resistente y robusto】El filamento SUNLU PLA+ de 1,75 mm es una versión mejorada de los filamentos PLA normales. Su dureza puede alcanzar más de 11 veces la del filamento PLA. El filamento PLA+ optimizado puede satisfacer sus demandas de proyectos de impresión de alta tenacidad.
  • ②【Neatly Wound Filament】Filamento de impresora 3D PLA+ de SUNLU, redondez perfecta y tolerancias de diámetro muy precisas, buen enrollamiento, sin superposición ni enredo. Alimentación suave y consistente sin obstruir boquillas o extrusores. Mejora la tasa de éxito de la impresión 3D.
  • ③【Precisión dimensional y consistencia】SUNLU tiene un estricto proceso de producción y equipo de control de diámetro para asegurar que el filamento PLA+ tiene una tolerancia de diámetro precisa de +/- 0,02mm, bobina de 1kg (2,2lb).
  • ④【Sin atascos y sin burbujas】Enrollamiento mecánico completo y estricta inspección manual de calidad múltiple (24 horas de secado y sellado al vacío), que aseguran que el filamento SUNLU PLA+ sea fácil de alimentar y con mejor capa de adhesión.
  • ⑤【Equipo profesional de postventa]】SUNLU es una empresa de alta tecnología especializada en I+D, producción y venta de filamento de impresión 3D, impresora 3D, bolígrafo 3D y resina 3D. Ofreceremos un servicio post - venta profesional, elija SUNLU para comprar sin preocupaciones.
Silk PLA Plus Filament, 1.75mm 3D Printer Filament, Shiny Metallic Silk PLA+ 3D Printing 1KG Spool, Dimensional Accuracy +/- 0.02mm, Silver
  • Love 3D Printing: Shiny Silk PLA Plus 3D filament has the advantages of high purity with low shrinkage and superb layer bonding, meeting your demands for different printing projects.
  • 3D Printer Silk PLA Plus Filament Using Tip: Silk PLA Plus 3D Printer Filament Extrusion/Nozzle Temperature 210-220℃, bed 60-70℃. Diameter 1.75mm, dimensional accuracy + / - 0.02 mm without any exaggeration; 1 kg spool (2.2lbs). Spool Width: 2.5", Spool Diameter: 8", Spool Hub Hole Diameter: 2.20".
  • Strong Layer Adhesion and Printing Smooth: With excellent first layer adhesion, improved adhesion between layers, reduced warping, shrinking, curling ,we guarantee a Smooth & Stable Printing Experience.It mades from natural renewable resource, environmental materials and the filament is 100% biodegradable & non-toxic.
  • Compatible with most 3D Pen and FDM 3D Printer: Warhorse 3D SILK PLA+ filament works perfectly with most 1.75mm FDM 3D printers,3D Pen. Come with vacuum packed with desiccant to maintain a low moisture content.
  • Great Brand with Lifetime Warranty: with a promising lifetime warranty, it will be your risk-free choice, please be assured that we’ll always stand behind our products.

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.
Si te ha gustado el artículo te agradeceré mucho si inviertes un minuto en dejar un comentario más abajo.

3 comentarios en «CNC Casera con Arduino II – Mecánica»

    • Muchas gracias, JuanMa.

      Me alegro de que te guste y te resulte útil. Espero que en el futuro sigas encontrando cosas que te parezcan interesantes.

      Responder
  1. Hubieras hecho una guia para guiarnos en el enjambre de tornillos, por piezas … buscando en internet no hay ninguno, y la documentacion de parte del creador deja mucho que desear, a pesar que parece buena maquina a comparacion de MPcnc

    Responder

Deja un comentario