Puesta en marcha de sistema de diseño de piezas complejas para impresora 3D de concreto.

Abstract

Este documento presenta la solución desarrollada en respuesta al problema de optimización del procedimiento utilizado para la generación y envió de instrucciones de movimiento presente en el proceso de impresión diseñado por exalumnos memoristas de la universidad de Concepción. Ellos diseñaron una impresora 3D de concreto tipo delta y un pequeño software que se encarga de generar instrucciones de movimiento. El primer problema presente en el anterior diseño radicó en que el software fue creado con MATLAB 2013b, lo que lo hace complejo de utilizar hoy en día por cuestión de compatibilidad. El segundo problema se halló en que para realizar el proceso completo se necesitaba usar 4 programas distintos, lo que aumenta la probabilidad de errores, los recursos necesarios y el tiempo requerido para imprimir piezas. Para solucionar estos problemas se desarrolló un software que genere y envíe las instrucciones de movimiento a la impresora, reduciendo el número de programas necesarios a solo 2. Para ello se investigó las herramientas disponibles, escogiendo a los lenguajes de programación Python y QML, junto con el programa rebanador Ultimaker Cura. Luego se listaron los requisitos a cumplir por el software, se diseñaron las pantallas de la nueva interfaz gráfica y se procedió a programarlas. Finalmente se realizó un Factory Acceptance Test (FAT) con los equipos disponibles en el laboratorio de control de procesos. El software respondió satisfactoriamente a las pruebas, manteniendo abierta la conexión entre el computador y la impresora durante todo el proceso. Fue capaz de enviar ordenes de movimiento a la impresora, monitorear impresiones y cambiar valores de parámetros internos de ella cuando se deseaba. Este programa se testeó correctamente en Windows 10, MacOS Big Sur y Ubuntu 22.04.

This Document exhibits the solution developed in response to the optimization problem present in the process of creation and delivery of movement instructions designed by ex-students of the university of Concepcion. They designed a delta concrete 3D printer and a small software that generates the needed printing instructions. The first problem in their design is that this software was made on MATLAB 2013b, which makes it difficult to use today for compatibility reasons. The second problem is found when looking at the process flow, which shows the need for 4 computer programs to print something. This increases the chances of making mistakes, the resources needed, and the time consumed when printing pieces. To solve these issues, a new software capable of producing and sending printing instructions was developed, reducing the required computer programs from four to only two. This started with an investigation of the tools available for this task, settling on Python and QML as the programing languages to use and Ultimaker Cura as the slicer software. Following this, the tasks to be accomplished by the software were listed and its different tabs were designed and later built in code. Lastly, a Factory Acceptance Test was performed operating the equipment available in the process control laboratory. The software behaved appropriately under testing, keeping the communication open between the PC and the printer for the whole process. It was able to send printing instructions, monitor the printing procedure and change the internal parameters of the machine when ordered. This PC program was tested satisfactorily on Windows 10, MacOS Big Sur and Ubuntu 22.04.