¿Qué puede hacer?

Algunas personas nos pidieron que describiéramos más detalladamente las capacidades del MKII.

El robot es muy versátil y puede hacer un montón de cosas. Todo depende del “cabezal” (toolhead) que instalemos en él.

Llamamos  cabezal o "toolhead" al adaptador necesario para usar una herramienta determinada en el robot, por ejemplo una herramienta láser o un taladro. Una vez que tienes el cabezal adecuado a la herramienta es muy fácil utilizarla. Simplemente hay que desconectar la herramienta previamente instalada, instalar la nueva y listo.

Ya hemos diseñado algunos cabezales pero además...

cualquiera puede diseñar uno. Son de plástico y se pueden imprimir con cualquier impresora 3D. Así que, si por ejemplo quieres hacer un cabezal para esa fantástica herramienta china que compraste en ebay por unos cuantos euros, puedes hacerlo muy fácilmente simplemente modificando cualquier diseño de cabezal existente e imprimiéndolo en 3D.
 

El robot puede además:

Plotear

El cabezal para plotear fue el primero que hicimos después de montar el primer prototipo. Se puede utilizar muy fácilmente para imprimir PCB simples con un rotulador permanente.

Foto grabado con láser UV

Como su predecesora, el nuevo robot es capaz de foto-grabar en dry-film también con el láser PHR-803T. La mejora más importante aquí ha sido en el método de impresión porque hemos cambiado de imprimir vectorialmente a modo raster.

El modo raster es el método utilizado por las impresoras láser y de inyección de tinta. El vectorial es más utilizado en plotters.

En el modo raster la impresora escanea la superficie de impresión de un lado a otro mientras pulsa el laser e imprime. Este método es más preciso y más rápido que la impresión de vectores con g-code o hp-gl.

Obtuvimos muy buenos resultados imprimiendo PCBs con pistas de un mínimo de 10-12 mils y  separaciones entre pistas de 10 mils o más. Probamos principalmente con dry-film negativo pero hemos añadido la posibilidad en el software de imprimir películas en positivo (aún no probado).

Fabricación de PCBs

El robot ha sido diseñado para imprimir PCBs de una o dos capas. En las de dos capas primero imprimimos un lado y luego le damos la vuelta a la placa para imprimir el otro. Alinear las capas al hacer este tipo de PCBs es siempre una pesadilla así que para evitar el problema hemos construido una mesa de fijación de aluminio (fixture) donde sujetamos firmemente la PCB con pines de precisión. Con la misma mesa y pines alineamos también la PCB para perforar los agujeros y vías con el taladro.

Fabricación de plantillas SMD (stencils)

Además de fabricar PCBs creemos que también podemos imprimir stencils para SMD, pero todavía no lo hemos probado. El proceso para construir estas plantillas con un láser UV es similar al de grabado de PCBs pero utilizando una hoja de metal muy delgada que luego atacamos con el ácido. El resultado es que el acido se come el metal en donde no quedó protegido, dejando lista la plantilla para poder aplicar la pasta de soldar.

Una vez creada la plantilla la puedes fijar con los pines a la propia mesa de imprimir y aplicar manualmente la pasta de soldadura sobre la PCB con una escobilla de goma.

Dispensador de pasta de soldadura

Todavía no lo hemos probado, pero creemos que será fácil agregar un dispensador de pasta de soldadura que es más limpio y eficiente que el método del stencil anterior.

También puedes utilizar esta herramienta para rellenar con pegamento conductor las vías, ya que metalizarlas es otro tema pendiente al hacer PCBs en casa.

Taladrado

El robot puede utilizar cualquier taladro pequeño del tipo Dremel o Proxxon. Muchos de nosotros ya tenemos una de estas herramientas así que ¿por qué no usarla? El principal problema para usarlas en un robot como el MKII suele ser el peso y tamaño, pero hemos encontrado una manera muy elegante para instalar herramientas pesadas de hasta 1Kg, e incluso más.

Ya hemos diseñado un adaptador herramienta para la Dremel Multi, pero es muy fácil diseñar y añadir otros adaptadores para diferentes modelos y fabricantes. De cualquier forma, si tienes una herramienta rara o vieja nos puedes enviar las medidas y podemos diseñar un cabezal para ella.

Impresión 3D

Durante las pruebas hemos utilizado para imprimir en 3D con muy buenos resultados un Gregg Extruder, pero puedes utilizar cualquier otro tipo de extrusor con el cabezal adeduado. El área de impresión no es demasiado grande (70 x 80 mm) pero es suficiente para imprimir pequeños objetos de plástico. Esta herramienta es también un punto de entrada al mundo de la impresión 3D y puedes ahorrar dinero reutilizando la mecánica del robot (o reutilizar tu extrusor 3D en el robot si ya tienes una impresora 3D).

Fresado

El robot puede también fresar materiales blandos como la cera, poliestireno o madera blanda usando cualquier mini-taladro (Dremel, Proxxon) u otros tipos de herramientas más especializadas. Creemos que es posible también grabar las pistas de las PCBs con una fresa en v pero todavía no lo hemos probado. Tampoco hemos probado el límite del robot en cuanto a la dureza de los materiales que puede procesar. Los husillos y los motores Nema 17 que utilizamos desarrollan un buen par así que probablemente podremos fresar materiales más duros.

Pick & Place

¿Por qué no?  Con el cabezal adecuado se podrían colocar pequeñas series de componentes SMD.

Impresión 3D con laser en resina UV

Tenemos un diseño preliminar de un cabezal para este tipo de impresión en 3D utilizando también el PHR-803T. Además creemos que ahorrará resina con respecto a las impresoras de resina UV tradicionales.

Grabado y corte con láser

Algunas personas nos preguntaban si MKII será capaz de cortar contrachapado con el láser PHR803-T. La respuesta es que no puede.

Aunque el diodo láser de 405 nm instalado en el PHR803-T es lo suficientemente potente para cortar algunos materiales, el pickup y su electrónica no están diseñados para los niveles de corriente con los que hay que alimentar el diodo para poder cortarlos. Si lo sobrecargas para intentarlo probablemente lo destruirás.

Para grabar o cortar madera contrachapada con este tipo de diodo láser es necesario instalar el diodo en una carcasa especial (algo parecida a un puntero laser) que incorpora una lente ajustable adaptada a la longitud de onda del laser, y un radiador de calor correctamente dimensionado. Luego se sobrecarga de corriente el diodo cerca de sus límites. Así es posible cortar madera contrachapada blanda muy lentamente de hasta unos 5mm de grosor, pero la vida util del diodo se reduce considerablemente, debido a la sobrecarga de corriente. Hay experiencias de modular el diodo con pulsos para evitar esto con cierto éxito.

Así que la respuesta es sí: MKII puede grabar o cortar pequeños pedazos de madera contrachapada pero necesita la herramienta de corte láser apropiada.

Imprimir comida en 3D

Está de moda ahora! A lo mejor podemos imprimir galletas de chocolate mientras probamos los circuitos!!.

Y mucho más...

Tenemos la intuición de que personas de todo el mundo comenzarán a crear cabezales para el robot y así usarlo en fines muy diversos con herramientas diferentes. Si tienes alguna idea o duda sobre la viabilidad para añadir cualquier tipo de herramienta al robot no dudes en enviarnos un correo electrónico y te diremos si es posible o no y el nivel de complejidad.