Dopo essermi cimentato nella spinosa faccenda di "raddrizzare il piatto in vetronite" avendo per lo scopo montato un comparatore fissato solidamente e rigidamente al montante verticale destro ho scoperto grazie a ciò che la struttura verticale, quindi il sistema composto dai due montanti verticali e quindi di conseguenza il braccio estrusore e il supporto vite filettata ha grossi problemi di rigidità, che anche in presenza di modeste forze orizzontali determinano una flessione che si ripercuote sulla altezza e il posizionamento dell' estrusore con tutte le conseguenze del caso.
Ho pertanto deciso di intervenire creando delle altre strutture atte ad annullare tali flessioni anche in presenza di forze importanti.
Al momento riscontro scostamenti in altezza variabili da 0,1mm per modeste forze tipo ad esempio simulando una semplice vibrazione fino anche a valori di 0,3-0,6 mm
Si tratta di valori secondo me non accettabili.
Essendo la parte verticale quella fondamentale e preponderante per i risultati di stampa.
Come irrigidire la struttura
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dandb
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Re: Come irrigidire la struttura
Buongiorno.
Come accennato, nonostante i profili di alluminio presentano una generosa sezione ho riscontrato una flessione-oscillazione dei montanti verticali.
Sinceramente sono molto perplesso e non mi sarei mai aspettato questo fenomeno, eppure forse i giunti angolari non garantiscono una adeguata rigidità.
Del resto sono convinto che una delle caratteristiche fondamentali delle macchine è quella di presentare una buona e adeguata rigidità.
Per la 3drag inoltre dato il suo design in cui l' asse z ha un ruolo fondamentale credo che la priorità di avere dei montanti-piloni assolutamente rigidi sia indispensabile.
Fatta questa premessa, mi sento di dire che un metodo per aumentare la rigidità verticale mantenendo il design sarebbe quello di aggiungere altri 4 montanti ai 4 vertici e chiuderli con un quadrato superiore con almeno una diagonale, realizzando una struttura cubica.
Probabilmente qualcuno lo ha già fatto "chiudendo" la stampante.
Tuttavia ho deciso di intraprendere un'altra strada più casereccia, non certo economica ma sempre nello stile di usare materiale "particolare"
Così dopo avere utilizzato delle "pentole" per rifare i piatti di alluminio, per la struttura userò dei profilati di alluminio angolari 25x25x2 e piattine da 25x2 e infine il pezzo forte....
reggimensole per arredobagno!!!!
Sono belle e robuste in ottone pieno cromate sezione 10x10 lunghe 145 mm più la solidissima base spessa 5mm, che userò per creare appunto dei punti di "aggancio" sui profilati originali.
La reggimensola utilizzata praticamente è questa:
http://www.cottali.it/ita/Reggimensola-_6.1520.html
E al momento ne ho piazzate circa 8 qua e la, alcune per avere dei punti di appoggio "esterno" altre proprio in funzione di reggimensole per creare dei piani verticali e orizzontali fissi al telaio.
Lo scopo sarà quello dunque di fare in modo che forze che agiscono sui montanti parallele al piano XY non determino flessione dei montanti che poi si ripercuotono sull'asse Z.
Ogni flessione dei montanti si trasmette a tutte le strutture orizzontali quindi la trave e il braccio dell' estrusore che ruotando determina lo scostamento sull'asse Z.
Come accennato, nonostante i profili di alluminio presentano una generosa sezione ho riscontrato una flessione-oscillazione dei montanti verticali.
Sinceramente sono molto perplesso e non mi sarei mai aspettato questo fenomeno, eppure forse i giunti angolari non garantiscono una adeguata rigidità.
Del resto sono convinto che una delle caratteristiche fondamentali delle macchine è quella di presentare una buona e adeguata rigidità.
Per la 3drag inoltre dato il suo design in cui l' asse z ha un ruolo fondamentale credo che la priorità di avere dei montanti-piloni assolutamente rigidi sia indispensabile.
Fatta questa premessa, mi sento di dire che un metodo per aumentare la rigidità verticale mantenendo il design sarebbe quello di aggiungere altri 4 montanti ai 4 vertici e chiuderli con un quadrato superiore con almeno una diagonale, realizzando una struttura cubica.
Probabilmente qualcuno lo ha già fatto "chiudendo" la stampante.
Tuttavia ho deciso di intraprendere un'altra strada più casereccia, non certo economica ma sempre nello stile di usare materiale "particolare"
Così dopo avere utilizzato delle "pentole" per rifare i piatti di alluminio, per la struttura userò dei profilati di alluminio angolari 25x25x2 e piattine da 25x2 e infine il pezzo forte....
reggimensole per arredobagno!!!!
Sono belle e robuste in ottone pieno cromate sezione 10x10 lunghe 145 mm più la solidissima base spessa 5mm, che userò per creare appunto dei punti di "aggancio" sui profilati originali.
La reggimensola utilizzata praticamente è questa:
http://www.cottali.it/ita/Reggimensola-_6.1520.html
E al momento ne ho piazzate circa 8 qua e la, alcune per avere dei punti di appoggio "esterno" altre proprio in funzione di reggimensole per creare dei piani verticali e orizzontali fissi al telaio.
Lo scopo sarà quello dunque di fare in modo che forze che agiscono sui montanti parallele al piano XY non determino flessione dei montanti che poi si ripercuotono sull'asse Z.
Ogni flessione dei montanti si trasmette a tutte le strutture orizzontali quindi la trave e il braccio dell' estrusore che ruotando determina lo scostamento sull'asse Z.
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Re: Come irrigidire la struttura
Pertanto per prima cosa prima di passare alle modifiche ho effettuato una serie di misurazioni per determinare la situazione iniziale di partenza.
Le misure effettuate non si possono considerare "precise" ne sono delle approssimazioni o stime, sono valori che rappresentano o danno una indicazione del comportamento dei montanti applicando delle forze alle loro estremità.
Le misure effettuate di forza e relative deformazione sono quindi "indicative" "qualitative".
Per effettuare la misurazione delle forze impresse ho utilizzato una bilancia elettronica pesa valigie di quelle che si trovano sempre nei negozi cinesi.
Tra i tanti tipi disponibili, io ho utilizzato questa o una simile a questa:
http://m.ebay.it/itm/BILANCIA-PESABAGAG ... nav=SEARCH
Per la misura delle deformazioni ho usato il solito comparatore posizionato sul centro del piatto in vetronite esattamente sotto la perpendicolare della punta dell' ugello.
Il comparatore è montato su una squadra rigida solidamente fissata al montante destro.
Pertanto le deformazioni o gli scostamenti misurati NON sono le deformazioni dei montanti ma sono "gli effetti" trasmessi sull'asse Z dalle deformazioni dei montanti.
Ho effettuato 4 serie di misure per ogni montante.
In pratica sulla estremità superiore di ognuno dei due montanti ho applicato 4 tipi di forze.
Una in direzione dell' asse X con verso positivo (verso destra)
Una in direzione dell' asse X con verso negativo (verso sinistra)
Una in direzione dell' asse Y con verso positivo (verso frontale)
Una in direzione dell' asse Y con verso negativo (verso posteriore)
Cioè 4 forze ortogonali complanari nel piano XY con il centro nella estremità del montante.
Applicando tali forze misuro l' eventuale scostamento trasmesso sull'asse Z.
I risultati ottenuti sono stati questi:
Forze X applicate al montante Destro
XD>
1,2-1,3 Kg 0,1mm
2,2-2,3 Kg 0,2mm
3,3-3,4 Kg 0,3mm
4,2-4,3 Kg 0,4mm
5,2-5,3 Kg 0,5mm
XD<
1,2-1,3 Kg -0,1mm
2,2-2,3 Kg -0,2mm
3,3-3,4 Kg -0,3mm
4,2-4,3 Kg -0,4mm
5,2-5,3 Kg -0,5mm
Forze X applicate al montante Sinistro
XS>
1,0-1,1 Kg 0,1mm
2,0-2,1 Kg 0,2mm
2,7-2,8 Kg 0,3mm
3,5-3,6 Kg 0,4mm
4,3-4,5 Kg 0,5mm
XS<
1,0-1,1 Kg -0,1mm
2,0-2,1 Kg -0,2mm
2,7-2,8 Kg -0,3mm
3,5-3,6 Kg -0,4mm
4,3-4,5 Kg -0,5mm
Si osserva che una forza applicata pari o superiore a circa 3 Kg in direzione X sia in un verso sia in quello opposto, sia sul montante destro sia su quello sinistro, è in grado di "spostare" la stampante.
Pertanto per applicare forze superiori a 3Kg occorre applicare una controforza sulla base.
Mentre occorrono circa 5 kg per creare la coppia che ruota la stampante tenendo fermi i piedini sottostanti al montante su cui si applica la forza.
Forze Y applicate al montante Destro
YD>
3,2 Kg 0,1mm
5,6 Kg 0,2mm
6,6-7,0 Kg 0,3mm
8,0 Kg 0,35mm
YD<
2,2 Kg -0,1mm
3,2 Kg -0,2mm
4,2 Kg -0,3mm
5,7 Kg -0,4mm
8,0 Kg -0,5mm
Forze Y applicate al montante Sinistro
YS>
+|- 4,5 Kg 0 / +|-0,1mm
+|- 5,2 Kg 0 / +|- 0,2mm
+|- 6,3 Kg 0 / +|- 0,3mm
deformazione nulla solo se la forza è esattamente parallela all'asse Y. Se leggermente inclinata genera effetti dovuti sempre alle componenti X
YS<
+|- 4,5 Kg 0 / +|-0,1mm
+|- 5,2 Kg 0 / +|- 0,2mm
+|- 6,3 Kg 0 / +|- 0,3mm
deformazione nulla solo se la forza è esattamente parallela all'asse Y. Se leggermente inclinata genera effetti dovuti sempre alle componenti X.
Anche in questo caso si osserva che una forza applicata pari o superiore a circa 3 Kg in direzione Y sia in un verso sia in quello opposto, sia sul montante destro sia su quello sinistro, è in grado di "spostare" la stampante.
Pertanto per applicare forze superiori a 3Kg occorre applicare una controforza sulla base.
Mentre occorrono invece circa 6,5 kg per creare la coppia che ruota la stampante.
In conclusione si possono riassumere i seguenti comportamenti.
1) forze applicate lungo l' asse X determinano effetti sull'asse Z di circa 0,1mm per 1 Kg applicato in modo circa "lineare"
2) forze applicate lungo l' asse Y determinano effetti sull'asse Z di circa 0,1mm ogni 2 Kg applicati in modo "NON lineare"
3) forze con componente Y che agiscono su un montante NON si trasmettono all'altro montante, cioè la trave non trasmette componenti Y.
4) Componenti X o forze applicate lungo l' asse X si trasmettono completamente o parzialmente da un montante all'altro attraverso la trave.
5) Tutte le forze che si generano internamente , quindi per esempio quelle generate dai motori o dovute alle forze di inerzia sono nocive fino ad un valore di 3Kg, forze superiori a 3Kg determinerebbero lo "slittamento" della stampante sul piano di appoggio.
6) la forza applicata alla estremità superiore del montante che determina la coppia di ribaltamento della stampante vale circa 5Kg sull'asse X e 6,5Kg sull'asse Y.
Infine come ultima misura ho applicato una forza questa volta applicata alla estremità del braccio portaestrusore.
Un peso di 1Kg ha determinato uno scostamento di 0,1mm.
Questa non è lo scostamento del braccio dell'estrusore, ma è sempre l'effetto trasmesso da un montante all'altro considerando che il braccio dell'estrusore poggia sul montante sinistro mentre il comparatore è fissato al montante destro.
Il braccio dell'estrusore risulta sollevato dal piano di vetronite di circa 19cm ossia la punta dell'ugello è a una altezza di circa 12 cm.
Dopo avere effettuato queste valutazioni e queste misurazioni risulta necessario fare in modo di "bloccare" la rotazione dei montanti nei piani XZ e YZ.
Le misure effettuate non si possono considerare "precise" ne sono delle approssimazioni o stime, sono valori che rappresentano o danno una indicazione del comportamento dei montanti applicando delle forze alle loro estremità.
Le misure effettuate di forza e relative deformazione sono quindi "indicative" "qualitative".
Per effettuare la misurazione delle forze impresse ho utilizzato una bilancia elettronica pesa valigie di quelle che si trovano sempre nei negozi cinesi.
Tra i tanti tipi disponibili, io ho utilizzato questa o una simile a questa:
http://m.ebay.it/itm/BILANCIA-PESABAGAG ... nav=SEARCH
Per la misura delle deformazioni ho usato il solito comparatore posizionato sul centro del piatto in vetronite esattamente sotto la perpendicolare della punta dell' ugello.
Il comparatore è montato su una squadra rigida solidamente fissata al montante destro.
Pertanto le deformazioni o gli scostamenti misurati NON sono le deformazioni dei montanti ma sono "gli effetti" trasmessi sull'asse Z dalle deformazioni dei montanti.
Ho effettuato 4 serie di misure per ogni montante.
In pratica sulla estremità superiore di ognuno dei due montanti ho applicato 4 tipi di forze.
Una in direzione dell' asse X con verso positivo (verso destra)
Una in direzione dell' asse X con verso negativo (verso sinistra)
Una in direzione dell' asse Y con verso positivo (verso frontale)
Una in direzione dell' asse Y con verso negativo (verso posteriore)
Cioè 4 forze ortogonali complanari nel piano XY con il centro nella estremità del montante.
Applicando tali forze misuro l' eventuale scostamento trasmesso sull'asse Z.
I risultati ottenuti sono stati questi:
Forze X applicate al montante Destro
XD>
1,2-1,3 Kg 0,1mm
2,2-2,3 Kg 0,2mm
3,3-3,4 Kg 0,3mm
4,2-4,3 Kg 0,4mm
5,2-5,3 Kg 0,5mm
XD<
1,2-1,3 Kg -0,1mm
2,2-2,3 Kg -0,2mm
3,3-3,4 Kg -0,3mm
4,2-4,3 Kg -0,4mm
5,2-5,3 Kg -0,5mm
Forze X applicate al montante Sinistro
XS>
1,0-1,1 Kg 0,1mm
2,0-2,1 Kg 0,2mm
2,7-2,8 Kg 0,3mm
3,5-3,6 Kg 0,4mm
4,3-4,5 Kg 0,5mm
XS<
1,0-1,1 Kg -0,1mm
2,0-2,1 Kg -0,2mm
2,7-2,8 Kg -0,3mm
3,5-3,6 Kg -0,4mm
4,3-4,5 Kg -0,5mm
Si osserva che una forza applicata pari o superiore a circa 3 Kg in direzione X sia in un verso sia in quello opposto, sia sul montante destro sia su quello sinistro, è in grado di "spostare" la stampante.
Pertanto per applicare forze superiori a 3Kg occorre applicare una controforza sulla base.
Mentre occorrono circa 5 kg per creare la coppia che ruota la stampante tenendo fermi i piedini sottostanti al montante su cui si applica la forza.
Forze Y applicate al montante Destro
YD>
3,2 Kg 0,1mm
5,6 Kg 0,2mm
6,6-7,0 Kg 0,3mm
8,0 Kg 0,35mm
YD<
2,2 Kg -0,1mm
3,2 Kg -0,2mm
4,2 Kg -0,3mm
5,7 Kg -0,4mm
8,0 Kg -0,5mm
Forze Y applicate al montante Sinistro
YS>
+|- 4,5 Kg 0 / +|-0,1mm
+|- 5,2 Kg 0 / +|- 0,2mm
+|- 6,3 Kg 0 / +|- 0,3mm
deformazione nulla solo se la forza è esattamente parallela all'asse Y. Se leggermente inclinata genera effetti dovuti sempre alle componenti X
YS<
+|- 4,5 Kg 0 / +|-0,1mm
+|- 5,2 Kg 0 / +|- 0,2mm
+|- 6,3 Kg 0 / +|- 0,3mm
deformazione nulla solo se la forza è esattamente parallela all'asse Y. Se leggermente inclinata genera effetti dovuti sempre alle componenti X.
Anche in questo caso si osserva che una forza applicata pari o superiore a circa 3 Kg in direzione Y sia in un verso sia in quello opposto, sia sul montante destro sia su quello sinistro, è in grado di "spostare" la stampante.
Pertanto per applicare forze superiori a 3Kg occorre applicare una controforza sulla base.
Mentre occorrono invece circa 6,5 kg per creare la coppia che ruota la stampante.
In conclusione si possono riassumere i seguenti comportamenti.
1) forze applicate lungo l' asse X determinano effetti sull'asse Z di circa 0,1mm per 1 Kg applicato in modo circa "lineare"
2) forze applicate lungo l' asse Y determinano effetti sull'asse Z di circa 0,1mm ogni 2 Kg applicati in modo "NON lineare"
3) forze con componente Y che agiscono su un montante NON si trasmettono all'altro montante, cioè la trave non trasmette componenti Y.
4) Componenti X o forze applicate lungo l' asse X si trasmettono completamente o parzialmente da un montante all'altro attraverso la trave.
5) Tutte le forze che si generano internamente , quindi per esempio quelle generate dai motori o dovute alle forze di inerzia sono nocive fino ad un valore di 3Kg, forze superiori a 3Kg determinerebbero lo "slittamento" della stampante sul piano di appoggio.
6) la forza applicata alla estremità superiore del montante che determina la coppia di ribaltamento della stampante vale circa 5Kg sull'asse X e 6,5Kg sull'asse Y.
Infine come ultima misura ho applicato una forza questa volta applicata alla estremità del braccio portaestrusore.
Un peso di 1Kg ha determinato uno scostamento di 0,1mm.
Questa non è lo scostamento del braccio dell'estrusore, ma è sempre l'effetto trasmesso da un montante all'altro considerando che il braccio dell'estrusore poggia sul montante sinistro mentre il comparatore è fissato al montante destro.
Il braccio dell'estrusore risulta sollevato dal piano di vetronite di circa 19cm ossia la punta dell'ugello è a una altezza di circa 12 cm.
Dopo avere effettuato queste valutazioni e queste misurazioni risulta necessario fare in modo di "bloccare" la rotazione dei montanti nei piani XZ e YZ.
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Re: Come irrigidire la struttura
Buonasera e buone feste.
Dopo un po' di tempo necessario per preparare i primi pezzi ho terminato la prima struttura aggiuntiva di irrigidimento.
Si tratta della prima struttura che ha lo scopo di "bloccare" le estremità dei montanti verticali.
In pratica ho creato una struttura a ponte, prolungando i montanti di circa 25 cm e fissati ai montanti per circa 9 cm con 2 viti distanti 7,5 cm che è il massimo braccio che potevo sfruttare.
C'è poi una trave di 81cm che fuoriesce quindi di circa 15 cm a destra e a sinistra.
Un trave di circa 50 cm che va a ricopiare quella esistente che collega originariamente i due montanti ed è posizionata ad una altezza a filo sotto quella originale.
Infine una diagonale che parte dal vertice inferiore sinistro e termina al vertice superiore destro.
Una diagonale che è in pratica di 560 mm.
La struttura è doppia una fissata anteriormente e una posteriormente.
Due viti con un distanziale bloccano tra loro le due semistrutture e i vertici superiori.
Tutte le parti sono realizzate con profilato di alluminio a L 25x25x2 tutte le parti verticali e orizzontali, e 30x30x2 per le due diagonali.
Il risultato ottenuto attualmente devo dire che visto tutto il lavoro l' impegno e il tempo mi sarei atteso qualcosa di più da subito, tuttavia il miglioramento si può registrare e tutto sommato non è proprio male anche perché è solo la parte iniziale di tutto l' irrigidimento.
Questa struttura in pratica riduce la flessione unicamente lungo l' asse X.
ho effettuato quindi qualche misurazione sommaria e i risultati ottenuti sono stati questi:
Forze X applicate al montante Destro
XD>
1,5-1,6 Kg 0,1mm
Forze X applicate al montante Sinistro
XD<
1,2-1,3 Kg -0,1mm
In pratica ho misurato esclusivamente la forza che determina uno scostamento di 0,1mm
Applicando la forza sul montante alla sua estremità con direzione verso l'esterno.
Come si osserva c'è stato un aumento della forza necessaria per ottenere uno stesso scostamento.
Sul montante destro
Da 1,2-1,3kg a 1,5-1,6kg il che significa un aumento della rigidità del 19-20%
Sul montante sinistro
Da 1,0-1,1,1 a 1,2-1,3Kg il che significa un aumento della rigidità del 15-16%
Come detto non ho invece notato significative variazioni con forze applicate in direzione Y, quindi sostanzialmente con valori invariati.
Per aumentare ancora la rigidità lungo X la struttura si completerà di un "pilone sul lato destro che sarà rigidamente collegato alla struttura a trave appena realizzata e andrà a fissarsi sul montante destro e in parte sulla base.
Credo che dovrebbe essere sufficiente altrimenti posso replicare un pilastro anche a sinistra sul lato motore asse Z, in questo caso però la presenza del motore e della slitta Z mi costringeranno a creare una struttura un po' più articolata.
Terminato ciò vedrò come realizzare la struttura per annullare le flessioni sull'asse Y
Dopo un po' di tempo necessario per preparare i primi pezzi ho terminato la prima struttura aggiuntiva di irrigidimento.
Si tratta della prima struttura che ha lo scopo di "bloccare" le estremità dei montanti verticali.
In pratica ho creato una struttura a ponte, prolungando i montanti di circa 25 cm e fissati ai montanti per circa 9 cm con 2 viti distanti 7,5 cm che è il massimo braccio che potevo sfruttare.
C'è poi una trave di 81cm che fuoriesce quindi di circa 15 cm a destra e a sinistra.
Un trave di circa 50 cm che va a ricopiare quella esistente che collega originariamente i due montanti ed è posizionata ad una altezza a filo sotto quella originale.
Infine una diagonale che parte dal vertice inferiore sinistro e termina al vertice superiore destro.
Una diagonale che è in pratica di 560 mm.
La struttura è doppia una fissata anteriormente e una posteriormente.
Due viti con un distanziale bloccano tra loro le due semistrutture e i vertici superiori.
Tutte le parti sono realizzate con profilato di alluminio a L 25x25x2 tutte le parti verticali e orizzontali, e 30x30x2 per le due diagonali.
Il risultato ottenuto attualmente devo dire che visto tutto il lavoro l' impegno e il tempo mi sarei atteso qualcosa di più da subito, tuttavia il miglioramento si può registrare e tutto sommato non è proprio male anche perché è solo la parte iniziale di tutto l' irrigidimento.
Questa struttura in pratica riduce la flessione unicamente lungo l' asse X.
ho effettuato quindi qualche misurazione sommaria e i risultati ottenuti sono stati questi:
Forze X applicate al montante Destro
XD>
1,5-1,6 Kg 0,1mm
Forze X applicate al montante Sinistro
XD<
1,2-1,3 Kg -0,1mm
In pratica ho misurato esclusivamente la forza che determina uno scostamento di 0,1mm
Applicando la forza sul montante alla sua estremità con direzione verso l'esterno.
Come si osserva c'è stato un aumento della forza necessaria per ottenere uno stesso scostamento.
Sul montante destro
Da 1,2-1,3kg a 1,5-1,6kg il che significa un aumento della rigidità del 19-20%
Sul montante sinistro
Da 1,0-1,1,1 a 1,2-1,3Kg il che significa un aumento della rigidità del 15-16%
Come detto non ho invece notato significative variazioni con forze applicate in direzione Y, quindi sostanzialmente con valori invariati.
Per aumentare ancora la rigidità lungo X la struttura si completerà di un "pilone sul lato destro che sarà rigidamente collegato alla struttura a trave appena realizzata e andrà a fissarsi sul montante destro e in parte sulla base.
Credo che dovrebbe essere sufficiente altrimenti posso replicare un pilastro anche a sinistra sul lato motore asse Z, in questo caso però la presenza del motore e della slitta Z mi costringeranno a creare una struttura un po' più articolata.
Terminato ciò vedrò come realizzare la struttura per annullare le flessioni sull'asse Y