Inyectora De Plastico: 28 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

En este proyecto se konstrukye el prototipo de una inyectora de plasticos para fines academos

Vaihe 1: Diseño Conceptual Del Prototipo Mecánico

Antes de empezar con lación del prototipo electromecánico, se realization el diseño en CAD del encamble mecánico en el cual se modelaron todos los komponentes para hacer el proyecto.

Vaihe 2: Cotización De Cada Componente

Una vez diseñado y modelado cada uno de los komponentit, se cotizaron todos los materiales necesarios para su construction. A Continueción se muestra una list of todos los materiales, con base en el modelo previamente diseñado and AutoCAD.

Vaihe 3: Adquisición De Cada Componente

El equipo tuvo que discernir que la sección crítica para la konstruktio del proyecto era la longitud de broca. Es por eso que se tuvo que escoger entre tres komponentes, la mejor que se ajustará a la aplicación del proyecto. Lopullinen, escogimos una broca para madera de 1x10 '' para empujar el termoplástico.

La base y las 4 láminas tienen que ser de metal, debido a que estarán expuestas a altas temperaturas. Katso optikko por poner las 4 láminas de aluminio y la base de fierro (para abaratar precios).

Kaupungin pormestari, poika, samankaltaisia tai los mismos a los utilizados ja CNC. Casi todos pueden ser conseguidos en línea.

A pesar de que la cantidad de komponentes está mostrada en la tabla superior, on suositeltava vertailukelpoinen tornillos y algunos komponentit extrat en caso de que se rompan en el proceso de konstruointi.

Vaihe 4: Corte Con Agua

Las 4 láminas fueron cortadas con agua a las especificaciones del 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. Katso sacaron las medidas adecuadas tomando como referencia la longitud de la broca. Es suositeltava luvan saaminen holgura en los orificios de la base para dar un margen de error al ensamblar.

Vaihe 5: Ensamble De Las Laminas

Las láminas se sujetan a la base por medio de dos tornillos que van en la parte inferior de las láminas. Mostrados en la imagen anterior de la derecha. Las láminas con ½ pulgada de espesor utilizan tornillos M5, mientras que las láminas con ¼ de pulgada de espesor utilizan tornillos M3.

Debido a que las 4 láminas tienen precentamente las mismas medidas era necesario levantar todo el mecanismo para evitar que la pared de rodamiento rozara contra la base. Para esto se usaron tuercas hexagonales de la misma altura para elevar a todas las paredes de la base. Mostrado en la imagen superior. Evitando así que la pared de rodamiento rozara con el suelo.

Vaihe 6: Instalando El Conduit Y El Nozzle

Perusmateriaaliromu alumiiniseos maquina en el torno el suutin (mostrado en el CAD). El cilindro ja maquinado al diámetro del condit. Después es perforado y machuelado en el centro para allowir atornillar el perno.

De igual manera el perno es perforado por el centro, por ese orificio será extruido el plástico.

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

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

Vaihe 7: Instalando La Boquilla Y El Embudo

Después se toma parte del scrap del condit para hacer un boquilla por donde se alimentará el plástico. Katso yksi orificio en el condit por donde estará la boquilla. La boquilla on myyty al kanava.

Se agrega un embudo que para almacenar el plástico que será alimentado al condit por medio de la boquilla. Este se adhiere a la boquilla por medio de un par de L's de aluminio scrap, y por tornillos M3.

Vaihe 8: Ensamblando El Conduit Entre Los Soportes

A Continuación se instala el condit, el nozzle y el perno en las láminas. Para esto se atornilla el perno a través de la pared inyectora, sosteniendo así al condit entre la pared inyectora y la pared de soporte.

Vaihe 9: Instalando Los Ejes Lineales

A Continuación se instalan los ejes lineales sobre los que va a desplazarse la pared de rodamiento. Se instalan baleros lineales para facilititar el desplazamiento. Jos käytät hyödyllisiä oppaita los baleros y a los ejes -palvelussa, ideaalina.

Vaihe 10: Maquinar El Limite Para Tornillo Sin Fin

Después se maquina una pieza en el torno con aluminio scrap. Esta pieza tiene un diámetro interno de 9mm y contiene un par de opresores para sostener fijo al tornillo sin fin evitando que este gire. Esta pieza se monta sobre la cara de la pared de rodamiento con dos tornillos 5M.

Vaihe 11: Diseño De Mecanismo Encargo De Desplazar La Pared Del Rodamiento

El mecanismo más completejo de este proyecto es el encargado de mover el tornillo sin fin haciendo que desplaza la pared de rodamiento. Este mecanismo consistió de 3 piezas principales; una tuerca, un balero y una polea dentada de 60 dientes.

El balero hace la función de alinear el tornillo sin fin y allowir que la polea dentada y la tuerca giren. La polea dentada fue maquinada en el torno para tener un lado con un orificio pormestari y de esta manera acoplar la tuerca bajo presión. La tuerca fue acoplada bajo presión a la polea dentada. Hubo ongelmia al hacer esto ya que en el primer intento la tuerca se dañó y no lubaía 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 allowir que el aro que sobresale del balero entre. Estos dos fueron unidos con opresores.

Vaihe 12: Instalar Steppers NEMA 17

Jatkuvasti insta los los Nemas en ambas láminas de ¼ de espesor, utilizando 4 tornillos 3M por motor. En la flecha del motor se on asennettu una polea dentada de 16 dientes.

Debido a que la banda dentada no se tensa suficiente se hace un espaciador maquinado con aluminio scrap.

Se montó un espaciador sobre uno de los 4 tornillos M3 que sostienen al nema. Ambos motores tuvieron el mismo mecanismo. La imagen anterior muestra la polea dentada de 60 dientes que mueve a la broca.

Vaihe 13: Agregar Resistencias Que Calientan El Conduit

Por último, desde la perspectiva mecánica, se agregan las resistencias que calientan al condit.

Vaihe 14: Agregar Tornillo 5M

Se on yksi tornillo 5M, jossa on yksi tärkeimmistä manera los -kaapeleista, hacer el cableado.

Vaihe 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.

Vaihe 16: Limpiar Con Acetona

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

Vaihe 17: Cotizacion De Componentes Electricos

Como primer paso, se necesitan conseguir todos los komponentit eléctricos para el diseño eléctrico / electónico de la inyectora

Vaihe 18: Valitse El Microcontrolador

Las conexiones en el diagrama pueden variar porque se puede seleccionar el arduino UNO o el arduino MEGA. Para este proyecto, suosittelemme käyttämään el arduino UNO: ta

Vaihe 19: Diseño Del Circuito De Adquisición De Datos

Para este subcircuito necesitaremos dos komponentit clave: El termopar tipo k de ojillo y el módulo MAX6675.

Tietojen toimittamisen alipiiri digitaalisen MAX6675 -analyysin muuntamiseen. Este módulo se alimenta de 5VCD, los cuales se Province directamente del pin lógico de 5v del Arduino, de este módulo salen tres pines que se conectan al Arduino, el SCK, el CS y el SO, los cuales van conectados al Arduino en el pin 10, 9 ja 8 kunnioitusta. Este moodulo es capaz de leer 700 astetta Celsius. En la parte superior del modeulo, mediante unos opresores se conecta el termopar type K el cual va directamente atornillado con la parte que va a estar subiendo su temperatura. La tierra del MAX6675 on suora yhteys Arduinon tierra comútiin. El módulo se alimenta de 5VCD, los cuales salen del Arduino

Vaihe 20: Diseño De Circuito De Potencia

Este subcircuito nos ayuda a activar las dos resistencias eléctricas que calientan el tubo usando salidas lógicas del Arduino. Las resistencias son de 120VCA y 300w, cada una 3A, por lo que se utilizan dos relevadores de 125VCA y 10A. Los relevadores van conectados a los pines 2 y 3, configurados como salidas digitalles, los cuales accionan el switch del relevador según la programción, energizando las resistencias. Jos haluat käyttää resistencias a la luz y de la luz a los relevadores, käytä 3 riviliitintä. Los 120VAC los obtuvimos con una clavija conectada directamente a la luz, que va conectada a un terminal block. Por la parte de abajo de ese terminal block derivamos las conexiones en paralelo para energizar ambas resistencias. Conectamos en serie el contacto normalmente abierto de los relevadores a las resistencias para que de esta manera a pesar de que estaban conectadas en paralelo, pudiéramos tener control individual entre activarlas. La tierra de los relevadores se conectó a tierra común con la del Arduino. VCD -levyn pin -menetelmä, joka on tarkoitettu 5VCD: n alimentaille

Vaihe 21: Diseño Del Circuito Para El Control De Motores

El subcircuito de los motores se desarrolló en base a dos drivers a4988 que sirven como controladores de microstepping de motores a pasos. Estos kuljettajat soportan de 8 a 35VCD que son para energizar a los motores. Jos suministra 12VCD on los dos -ohjaimet, se toimii huonosti, kun ongelma on moottori Nema 17, los cuales tienen como operationn nominal 12VCD. Ohjaimen kuljettajan toiminnot, 5 VCD: n ja 5 V: n Arduinon nastat. El voltaje de los motores se suministra a los driver en forma paralela, usando terminal lohkot para conectar los kaapelit exteriores de la fuente de 12VCD. Käytä riviliittimiä kuljettajalle, joka on asennettu moottoripyöräilijöille. CADA kuljettaja tiene un pin de STEP y DIRECTION, con estos se podía controlar los pasos y la directcción de giro del motor. Estos se conectan al Arduino en 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 lan tierra del Arduino.

Vaihe 22: Luo La Placa -piirilevy

Luo piirilevyjä käyttämällä FRITZING -ohjelmaa, joka on tarkoitettu käytettäväksi ilmaisella FRITZING -ohjelmalla. Näet tarvitsemasi unen fenolica sin perforar de tamaño 15cm x 15cm (Nota, estamos usando Arduino UNO). El Arduino lo agregamos para poder ubicar dónde iba y no causar konfliktos en las pistas al momento de perforar para sujetarlo a la placa. Si de cuenta con un modulo de Relevadores de Arduino, se puede ignorar el circuit for relevadores de la izquierda.

Vaihe 23: Recomendaciones Adicionales Para El Diseño Eléctrico

Suositellaan PCB: n sukupolven suunnittelua varten. Sukupolvet ja PDF -tiedostot, jotka on hankittu entsyymin avulla ja jotka on kerätty paperille. Al tener la hoja impresa, se sujeta a la placa de 15 x 15 cm usando cinta y se procede a plancharla usando una plancha normal y corriente durante 5 minutes. Al finalizar 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 utilizando un marcador Sharpie negro. Al tener ya la placa marcada con las pistas, se procede a sumergir la placa en una mezcla de ⅔ ácido férrico y ⅓ agua. La placa debe permanecer hasta que se elimó el exceso de cobre. Cuando se termine el proceso químico, se lava y retira el exceso de tinta. Después, con un taladro de mano y una broca milimetrica, se menettely a crear los orificios de los komponentit. Por último, se sueldan los elementos eléctricos a la placa usando cautín y estaño.

Vaihe 24: Calibracion Del Termopar

Antes de empezar a programar la rutina para la inyectora, jos tarvitaan kalibraattoria, joka on termopar ja analysoitu tyyppitiedot que lee el microcontrolador. Katso recomienda que en este paso, instale la libreria max66775.h y la incluya en el proyecto de software que este desarrollando. Esta le permite leer la temperatura en grados Celsius o Farenheit, pero revize que la informacion que lee el uC sea la correcta.

Vaihe 25: Calibracion De Los Motores De Paso

El prototipo no cuenta con sensores de limite. Esimerkiksi lo, tances, primero necesitara calibrar el motor encargado de trasladar el molde. Primero defina un punto de partida para el molde y programe el stepper para que se mueva X cantidad de pasos hasta que el molde se cierre completamente. Luego defina la velocidad a la que desea que se mueva el motor. Para el motor que inyecta el plastico, caliber los pasos que tiene que dar para que empuje efectivamente el plastico (Haga una estimacion).

Vaihe 26: Virkistä Los Relevadores E Implemente El Controlador

Lue lisää haber probado los útlimos dos elementos, intente mandar señales a los dos relevadores y revise que el system esté en la temperatura deseada. Käyttöönotto ja valvonta PÄÄLLÄ POIS, osoittavat lämpötilan asetusarvon ja ohjelman.

Vaihe 27: Implemente Una Rutina En El Controlador

Lue lisää haber probado los relevadores, los sensores y ambos motores de pasos, puede programar una rutina para la inyectora. La forma en que se programó el uC fue la siguiente: Los relevadores se energizan calentando el plástico hasta la temperatura de fusión, el molde se cierra (activa el primer motor), el inyector se activa empujando el plástico derretido (activa el segundo motor), espera un segundo y el molde se abre nuevamente.

Vaihe 28: Implemente Una Máquina De Estados

Lopullinen, desperés de haber programado la rutina anterior, intente hacer de ella un estado. Ohjelma otros seis estados para mejorar la operatividad de la inyectora. Nosotros hicimos que esta rutina se repitiera de forma continua y programamos estos estados: Reset (La máquina vuelve a sus condiciones iniciales), Stop (Paro de emergencia), Molde a la derecha (mover el molde a la derecha manualmente), Molde a la izquierda, Testeo de Temperatura (Solamente controlador ON OFF de Temperatura), Ekstruuderitestaus (calibración de los pasos que da el extruder para empujar el plástico derretido).