Impresora 3D escalable

¿Existe una impresora 3D escalable definitiva?

He visto ejemplos de compañías chinas que imprimen casas enteras, y tengo curiosidad sobre las impresoras / filamentos que están destinados (o al menos pueden) ampliarse para (muy) grandes trabajos de impresión.

Dado que la mayoría de las impresoras hobby pueden tomar cientos de horas para algo que todavía se puede tener en nuestras manos, tengo curiosidad por saber si hay diseños para impresoras que estén destinados a extruir material de manera eficiente con un área de impresión fácilmente escalable.

De fuente abierta / libre es preferible; aunque estoy interesado en cualquier diseño que exista, incluido el comercial.

Un gran desafío al escalar cualquier cosa hacia arriba (o hacia abajo) es que no todas las propiedades o características se escalan linealmente.

Considere un caso trivial: un cubo pequeño. Si duplica el tamaño, ha cuadruplicado el área de la superficie y octuplicado el peso.

Si toma un diseño de impresora 3D del tamaño de una computadora de escritorio, y solo duplica el tamaño, pesará 8 veces más. Pero todos los tornillos que lo mantienen juntos son solo 4 veces más fuertes. Por lo tanto, los pernos que soportan peso están efectivamente bajo el doble de tensión (por unidad de área de sección transversal); El factor exacto depende de muchas cosas (orientación, apalancamiento, etc.).

Si aumenta 10 veces, posiblemente sufrirán un estrés 10 veces mayor y probablemente se rompan.

Muchas, muchas partes tendrán problemas similares: las correas de transmisión que son dos veces más anchas y el doble de gruesas aún tendrán la mitad de la resistencia (relativa) y la rigidez que deben superar los motores.

Los motores paso a paso tienen que moverse 8 veces el peso, y querrás que se muevan mucho, mucho más rápido. Pero los steppers pierden torque cuando los haces girar más rápido.

Mi impresora principal es prácticamente una MendelMax 2, pero el eje Y es aproximadamente 6 veces más grande (X y Z son normales). En MM2, toda la plataforma de construcción se mueve a lo largo de Y, en mi impresora pesa mucho más que en un MM2 de tamaño normal, es 6 veces la masa solo por el tamaño, además de que tiene que ser mucho más rígida para evitar que se hunda. distancia. Fui a un motor más grande, pero apenas podía mover el eje. Finalmente conseguí que se moviera a una velocidad bastante normal, pero para imprimir objetos largos realmente debería ser 6 veces más rápido más o menos.

Eso requeriría un motor increíble, y una electrónica realmente grande para conducirlo.

Otro desafío es el material de impresión: la fibra PLA de 20 mm de diámetro sería realmente impresionante, pero un poco difícil de encontrar, y un carrete sería difícil de levantar. El poder necesario para derretirlo lo suficientemente rápido también sería impresionante. Las impresoras de puentes y casas que he visto en informes usan hormigón bombeado a través de una boquilla de aproximadamente 100 mm de ancho (no tengo idea de qué está hecha la boquilla para resistir la abrasión). Vea Mira cómo esta impresora 3D gigante construye una casa para ver algunas fotos y videos geniales.

Ampliar es un proyecto fascinante, pero es más difícil de lo que parece.

Si entiendo su pregunta correctamente, parece que está buscando en algún lugar dentro del reino RepRap . La comunidad RepRap es la principal responsable del auge de la impresión 3D del consumidor en los últimos 10 años, y eso es muy probable porque es de código abierto . Los diseños RepRap son en su mayoría dinámicos (y la mayoría de las partes se pueden imprimir en 3D), por lo que teóricamente podría construir un marco más grande para su máquina y usar un motor de corte que le permita establecer el volumen de construcción. Creo que Slic3r te permite personalizar el espacio de construcción, aunque no estoy seguro.

Hasta donde sé, en este momento, todas las "impresoras 3D" que pueden imprimir casas, puentes, etc. son modelos experimentales (y, a veces, proyectos de arte muy elaborados), simplemente no existen, excepto como creaciones únicas diseñadas como prueba de concepto que muestra que esto se puede hacer.

Tal vez algunos de esos proyectos publicaron sus planes y código, pero no están diseñados para la producción en masa o para uso general, incluso si logra construir otra copia de uno de ellos, probablemente podrá imprimir exactamente el mismo proyecto que imprimió el original.

Usted preguntó específicamente sobre velocidad, material y área de construcción:

Velocidad: la velocidad realmente depende del tamaño de la boquilla de la impresora, la impresora de escritorio típica tiene una boquilla de 0.4 mm, si la reemplaza con una boquilla de 1 mm, la impresora será aproximadamente dos veces más rápida (1.25 área de boquilla frente a 3.14 área de boquilla, suponiendo tiene un hotend diseñado para boquillas más grandes que pueden derretir el plástico lo suficientemente rápido).

Ahora, la "impresora doméstica" no utiliza un hotend de escritorio estándar (vea el material a continuación) y los edificios no tienen detalles finos, por lo que puede hacer que la cabeza sea mucho más grande.

Sin embargo, hasta donde yo sé, los primeros prototipos son aún mucho más lentos que los métodos de construcción convencionales.

Material: las casas generalmente no están hechas de plástico, las impresoras que conozco tienen equipos de soldadura en lugar de un hotend y extruyen acero

Probablemente hay otros métodos, pero apuesto a que todos utilizan materiales de construcción típicos como el acero y no el termoplástico.

Tamaño: y por último, pero no menos importante, obviamente no es práctico construir una impresora con una plataforma del tamaño de una casa, las impresoras de la casa son en realidad robots relativamente pequeños que viajan a través del proyecto de construcción, dejan material detrás de ellos y luego trepan sobre la capa anterior para imprimir La siguiente parte.