Inyectora De Plastico: 28 de pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

În acest proiect se construiește prototipul unei inyectora de plastice pentru amenzi academice

Pasul 1: Design Conceptual Del Prototipo Mecánico

Ante de început cu construcția prototipului electromecanic, se realizează proiectarea în CAD a ansamblului mecanic în care se modelează toate componentele pentru a face proiectul.

Pasul 2: Cotizarea De Cada Component

O dată proiectat și modelat fiecare dintre componentele lor, se cotizează toate materialele necesare pentru construcția lor. A continuarea se selectează o listă a tuturor materialelor, cu baza în modelul anterior proiectat în AutoCAD.

Pasul 3: Adquisición De Cada Componente

El echipament tuvo care discernir că secțiunea critică pentru construcția proiectului era la lungimea de broca. Es por eso que se tuvo que escoger entre tres componentes, la mejor que se ajustará a la aplicación del proyecto. Finalmente, escogimos o broca pentru lemn de 1x10’’ pentru empujar el termoplástico.

La base y las 4 láminas have that ser de metal, due to that estarán expuestas a altas temperatures. Se optó por poner las 4 láminas de aluminio y la base de fierro (pentru abaratar prețuri).

Cele mai multe dintre componentele sale sunt foarte similare la comportamentele folosite într-un CNC. Casi toate pot fi realizate în linie.

A pesar de care cantitatea de componente este mostrada în tabla superioară, este recomandabil să cumpere tornillos și unele componente extras în caz de care se rupă în procesul de construcție.

Pasul 4: Corte Con Agua

Las 4 láminas au fost cortate cu apă la specificațiile CAD.

El corte con agua solo corta las caras principales por lo que los orificios laterales fueron perforados en la fresadora y machuelados de manera manual.

La base fue perforada con broca en la fresadora de manera manual. Se sacrifică măsurile adecvate tomând ca referință la lungimea brocii. Es recomendable permitir cierta holgura în los orificios de la base para dar un margen de error al ansamblului.

Pasul 5: Ensamble De Las Laminas

Las láminas se sujetan la base por medio de dos tornillos que van en la parte inferior de las láminas. Mostrados în imaginea anterioară a dreptului. Las láminas con ½ pulgada de espesor utilizan tornillos M5, în timp ce las láminas con ½ pulgada de espesor utilizan tornillos M3.

Debido a que las 4 láminas have exactamente the mismas mesures era necesar levantar tot mecanismul pentru evitarea căruia a fost de rodare rozara contra bazei. Para esto se usaron tuercas hexagonales de la misma altura pentru elevar a toate las paredes de la base. Mostrado en la imagen superior. Evitând astfel că la pared de rodament rozara cu el suelo.

Pasul 6: Instalarea El Conduit Y El Nozzle

A base de material scrap de aluminio se maquina en el torno el nozzle (mostrado en el CAD). El cilindro es maquinado al diámetro del conduit. Después es perforado y machuelado en el centro para permitir atornillar el perno.

De egal mod el perno este perforat pentru centrul, por ese orificio será extruido el plástico.

Una vez maquinado el nozzle y el perno son soldados al conduit.

Teniendo ahora el conduit con el nozzle se toman las medidas en base a la longitudine de la broca para cortar el conduit a una medida apropiada.

Pasul 7: Instalarea La Boquilla Y El Embudo

După ce se ia parte din scrap del conduit pentru a face o boală pentru unde se va alimenta din plastic. Se face un orificiu în conducta pentru unde va fi la boquilla. La boquilla es soldada al conduit.

Se agreg un embudo care pentru stocarea el plastice care va fi alimentat la conducta pentru mediu de la boquilla. Este se adhiere la boquilla por medio de un par de L’s de aluminio scrap, y por tornillos M3.

Pasul 8: Ensamblarea El Conduit Entre Los Soportes

A continuare se instala el conduit, el nozzle y el perno en las láminas. Para esto se atornilla el perno a través de la pared inyectora, susținând astfel al conduitului între la pared inyectora și la pared de suport.

Pasul 9: Instalarea Los Ejes Lineales

A continuación se instalan los ejes lineales sobre los que va a desplazarse la pared de rodamiento. Se instalează baleruri liniare pentru a facilita deplasarea. Y se utilizează opresori pentru menținerea balerilor și a ejecțiilor în poziția ideală.

Pasul 10: Maquinar El Limite Para Tornillo Sin Fin

După ce mașină o piesă în el torno cu aluminiu scrap. Această pieță are un diametru intern de 9mm și conține un par de opresori pentru susținere fijo al tornillo sin fin evitând că este gire. Esta pieza se monta peste cara de la pared de rodament cu doi tornillos 5M.

Pasul 11: Design De Mecanismo Encargo De Desplazar La Pared Del Rodamiento

El mecanismo más complejo de este proyecto es el encargado de mover el tornillo sin fin haciendo que desplaza la pared de rodamiento. Acest mecanism constă în 3 piese principale; una tuerca, un balero y una polea dentată de 60 diente.

El balero hace funcția de alineară tornillo sin fin și permite că polea dentată și tuerca giren. La polea dentată a fost machinat în el torno pentru a avea un lărgit cu un orificiu major și de această manieră acoplar tuerca sub presiune. La tuerca a fost acoplată sub presiune la polea dentată. Hubo problemas al hacer esto ya que en el primer intento la tuerca se dañó y no permitía el giro del tornillo sin fin. Sin embargo el segundo intento fue exitoso y se logró la unión entre estas dos piezas. El otro lado de la polea dentada fue maquinada para permitir que el aro que sobresale del balero entre. Estos dos fueron unidos con opresores.

Pasul 12: Instalați Steppers NEMA 17

A continuación se instalan los Nemas en ambas láminas de espes de espesor, folosind 4 tornillos 3M por motor. En la flecha del motor se instala o polea dentată de 16 diente.

Debit la care banda dentată nu se tensa suficientă se face un spălător machinat cu aluminiu scrap.

Se montó un espaciador sobre uno de los 4 tornillos M3 care susțin al nema. Ambos motores tuvieron el mismo mecanismo. La imagen anterior sample the polea dentada de 60 dientes that mueve a la broca.

Pasul 13: Adăugați rezistențe pentru calificarea El Conduit

Por último, desde la perspectiva mecánica, se acceptă rezistențele pe care le-a calient la conduit.

Pasul 14: Adăugați Tornillo 5M

Se agrega un tornillo 5M cu o guasa pentru acomodare de cea mai buna maniera a cablurilor, a face cablul.

Pasul 15: Maquinar Los Cuatro Soportes De La Base

Se maquinan 4 patas en el torno a base de aluminio scrap para el proyecto esté nivelado y que no haya interferencia con las cabezas de los tornillos que están en la parte inferior. Estas son instaladas en las 4 esquinas de la base con tornillos M5.

Pasul 16: Limpiar Con Acetona

Por último se limpian todas las caras de las láminas con acetona para quitar orice suciedad.

Pasul 17: Cotizacion De Componentes Electricos

Como primer paso, se necesită obținerea tuturor componentelor electrice pentru proiectarea electrică / electronică a inectorului

Pasul 18: Selectați El Microcontrolador

Las conexiuni în el diagrama pot varia deoarece se poate selecta arduino UNO o el arduino MEGA. Pentru acest proiect, recomandăm să folosim arduino UNO

Pasul 19: Proiectarea circuitului de achiziție de date

Pentru acest subcircuit ne trebuie două componente cheie: El termopar tipo k de ojillo y el módulo MAX6675.

El subcircuito de achiziție de date funcționează cu convertitorul analogic digital MAX6675. Este módulo se alimenta de 5VCD, cei care se dovedesc direct del pin lógico de 5v del Arduino, de este módulo salen tres pines care se conectează la Arduino, el SCK, el CS y el SO, los cuales van conectados al Arduino en el pin 10, 9 și 8 respectiv. Acest módulo este capabil de 700 de grade Celsius. În partea superioară a modulului, prin intermediul unor opresori se conectează el termopar tip K el cual va direct atornilat cu partea care va a fi subiectul temperaturii. La tierra del MAX6675 va direct conectat cu terenul comun al Arduino. El módulo se alimenta de 5VCD, los cuales salen del Arduino

Pasul 20: Proiectarea circuitului de potențialitate

Este subcircuit ne ajută să activez două rezistențe electrice care să califice tubul folosind salide logice ale Arduino. Las resistencias son de 120VCA y 300w, cada una consumă 3A, pentru ceea ce se utilizează doi relevatori de 125VCA y 10A. Los relevadores van conectados a los pines 2 y 3, configurados como salidas digitales, care trebuie să facă schimbarea relevantului conform programării, energizând rezistențele. Pentru a conecta rezistențele la lumina și lumina la relevanți, se utilizează 3 terminal blocks. Los 120VAC los obtuvimos cu o clavie conectată direct la lumină, care va conecta la un terminal block. Por partea de abajo de ese terminal block derivamos las conexiones en paralelo para energizar ambas resistencias. Conectam în serie el contact normal deschis de relevanțe la rezistențele pentru care de această manieră să fie pesar de care erau conectate în paralel, putând să avem control individual între activare. La tierra de los relevadores se conectó a tierra común con la del Arduino. El pin de VCD del módulo de los relevadores se alimenta de 5VCD

Pasul 21: Proiectarea circuitului pentru controlul motoarelor

El subcircuito de motori se dezvoltă în baza a doi drivers a4988 care sirven ca controlori de microstepping de motori a pași. Aceste drivere suportă de 8 la 35VCD care sunt pentru a energiza la motoare. Se furnizează 12VCD pentru cei doi drivere, cu care funcționează fără problema dosarelor Nema 17, care au ca funcționare nominală 12VCD. Pentru funcționarea șoferului, cei doi se alimentează de 5VCD obținute din pin de 5V del Arduino. El voltaje de los motores se suministra los drivers en forma paralela, utilizând terminal blocks pentru conectarea cablurilor exterioare ale sursei de 12VCD. Se utilizează două blocuri terminale de driver pentru a putea conecta motorii la pași. Cada driver are un pin de STEP y DIRECTION, cu acestea se va putea controla pașii și direcția de giro a motorului. Aceste se conectează al Arduino în los pines 7 y 6 para el driver 1, y en 5 y 4 para el driver 2. La tierra de los drivers y la fuente de 12VCD se conectan en común con la tierra del Arduino.

Pasul 22: Crear La Placa PCB

Pentru a crea PCB-ul se utilizează programul gratuit FRITZING, se pot crea propriul PCB urmând instrucțiunile de la pașii anteriori, dar adjuntam circuitul pe care îl utilizăm, împreună cu imaginea de pe piste de dimensiune reală, și dacă doriți să replicăm. Se necesită o fenolică fără perforare de dimensiune 15cm x 15cm (Notă, suntem folosind Arduino UNO). El Arduino lo agregamos para poder ubicar dónde iba y no causar conflictos en las pistas al momento de perforar para sujetarlo a la placa. Dacă se contează cu un módulo de Relevadores de Arduino, se poate ignora circuitul de relevanți de la stânga.

Pasul 23: Recomandări suplimentare pentru designul electric

Recomandăm să utilizăm metoda plăcii pentru generația PCB. Se generează un PDF cu piste a imprima într-o hoja de paper Contac, care este o mână de impresoare pentru a obține piste în hoja. Al tener la hoja impresa, se sujeta a placa de 15 x 15 cm folosind cinta si se procede a plancharla folosind o plancha normal si corriente in 5 minute. Al finaliza el planchado se moja en agua fría y se retira el papel, en caso de que las pistas ya en la placa presenten un error, se recomienda repintar las pistas folosind un indicator Sharpie negro. Al tener ya la placa marcada con las pistas, se procede a sumergir placa în una mezcla de ⅔ ácido férrico y ⅓ agua. La placa trebuie să rămână până când se elimină excesul de cupru. Când se termină procesul chimic, se lava și retira el exces de tinta. După, cu un taladro de mano y una broca milimetrica, se procede a crea orificiile componentelor. Por último, se sueldan the elements electrics to the placa using cautín y estaño.

Pasul 24: Calibracion Del Termopar

Antes de beginar a programar la rutina pentru inyectora, se necesită calibrarea el termopar și analiza tipului de informație pe care lee el microcontrolador. Se recomandă ca în acest pas, să instalezi libreria max66775.h și includerea în proiectul de software care este dezvoltat. Esta le permite leer la temperatura en grados Celsius o Farenheit, dar revise that the information that lee el uC sea la correcta.

Pasul 25: Calibracion De Los Motores De Paso

El prototipo no cuenta with sensores de limite. Por lo tanto, primero necesitara calibrar el motor encargado de trasladar el molde. Primero defina un punct de partida pentru el molde y programe el stepper pentru care se mueva X cantitate de pași până când el molde se cierre complet. Luego definește viteza la care vrea să se mute el motor. Pentru el motor care inyecta el plastico, calibru pașii care are că dar pentru care se poate efectiv el plastic (Haga o estimare).

Pasul 26: Energize Los Relevadores E Implemente El Controlador

Luego de haber probado los útlimos dos elementos, intente mandar señales a los dos relevadores y revise que el sistema esté en la temperatura deseada. Implemente un controlor ON OFF, indicând setul de temperatură dorită în programare.

Pasul 27: Implemente Una Rutina En El Controlador

Luego de haber probado los relevadores, los sensores y ambos motores de pasos, poate programa o rutină pentru inyectora. La forma în care se programează el uC a fost următorul: Los relevadores se energizan calentando el plastico hasta la temperatura de fuzión, el molde se cierra (activă la primer motor), inyectorul se activează activând plasticul derretit (activă la al doilea motor), espera un segundo y el molde se abre nuevamente.

Pasul 28: Implemente Una Máquina De Estados

În cele din urmă, după ce au programat rutina anterioară, intenționează să-i facă un stat. Programe alte șase state pentru îmbunătățirea operativității inyectora. Nosotros hicimos que esta rutina se repite de forma continuă și programăm aceste elemente: Reset (La mașină înapoi la condițiile inițiale), Stop (Paro de emergencia), Molde a la dreapta (mover el molde a la dreapta manual), Molde la stânga, Testeo de temperatura (Solamente controlador ON OFF de temperatura), Extruder testing (calibration of the passi that da extruder for empujar el plastic derretido).