Nueva Pieza: Sillín Bicicleta 1 de 3

publicado en: Fibra de Carbono | 2

En esta nueva entrada, voy a intentar mostrar los trabajos para realizar una pieza de fibra de carbono. En concreto un sillín de bicicleta. El proceso sera en primer lugar el modelado y mecanizado del Máster, o una copia 1:1 de la pieza final. De esta pieza, modelada para facilitar el laminado de la fibra, saldrá el molde en fibra de vidrio, o una copia negativa de la forma que finalmente queremos. Sobre este molde, laminaremos en fibra de carbono, con lo que obtendremos la pieza final, que sanearemos y recortaremos a la medida correcta. Este proceso intentare describirlo como todos los que he publicado. Espero que resulte interesante.

Este es el modelo 3D, que otra vez he sacado de la pagina Grabcad.

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Sobre este modelo 3D, tendré que modificarlo para crear la pieza que usare de Master. Esta modificación consiste en modelar una especie de “faldas” a lo largo del perímetro, para facilitar el laminado de la fibra. La fibra de vidrio, al igual que la de carbono, es una tela de fibras entretejidas, que se empaparan en resinas para que cojan la forma del molde donde se apliquen. El problema esta en las esquinas o ángulos muy prominentes, ya que la fibra tendera a coger la la forma primigenia de la tela, despegarse y no copiar como toca la superficie que pretendemos replicar.
Una geométrica favorable hace que este proceso se simplifique mucho. Si bien las superficies pueden ser de muchas formas, esta es perfectamente valida:

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En la imagen se puede apreciar las superficies de las que hablaba y las superficies que son realmente el sillín. Así sera muy fácil aplicar la fibra, ya que no tendera a despegarse. No he generado las superficies tangentes al sillín, por la sencilla razón de que asi, con el borde generado, sera muy fácil definir el limite de la pieza una vez curada la resina, en la pieza final. Este modelo sera lo que mecanizare con el CNC, y lijare para dejar la superficie perfectamente lisa y acabada.

El mecanizado, sera realizado como siempre, en dos fases principales: Una primera fase de desbaste, y una segunda de acabado. En medio he decidido introducir una fase de contorneado 3D para definir el limite de la pieza. Mas adelante la mostrare con detalle.

Todo el mecanizado, según el programa, tardaba del orden de una hora y cuarto, así que he intentado ahorrar tiempo modificando el mecanizado. Finalmente estos son los datos:

Desbaste: profundidad de pasada: 6mm con una fresa de desbaste de D10mm de cuatro labios. Velocidad de avance 1000mm/min. Mas adelante he comprobado que esto es excesivo, y que prefiero que tarde un poco mas a favor de no forzar tanto la maquina.

Acabado: con una fresa esférica de D10mm he comprobado que el acabado es bastante mejor que con la fresa esférica de D4,5mm, eso si, pegando pasadas de 0,5mm. Si bien es cierto que esta fase va a durar casi 50min. El principal miedo que me daba era el sobrecalentamiento de los motores, pues después de tanto tiempo de mecanizado, se ponen bastante calientes, no tanto como para que no se puedan ni tocar con la mano, pero lo suficiente como para que quemen bastante. Yo calculo unos 60-70ºC Investigare sobre este tema, para ver si son temperaturas de funcionamiento normales. El avance es de 1000mm/min aunque creo que en esta fase podría haber aumentado esta velocidad a 1300 mas o menos.

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Este es el tocho de donde saldrá la pieza. Se compone de dos bloques de Ureol, pegados con loctite (mas que suficiente, en principio) atornillados sobre un mártir de MDF con tres tornillos de rosca chapa. La placa de MDF esta atornillada sobre la bancada.

Esta vez he colocado el cero pieza en el centro geométrico del modelo, como prueba de si seria mas cómodo. He comprobado que no ha sido así, cosa que justificare mas adelante.

El desbaste, por no modelar el tocho, se ha realizado delimitando un perímetro del cual la herramienta no debe sobrepasar. De esta forma la fresadora labrara todo sobre un tocho indefinido, esculpiendo el modelo dentro del tocho. Esto conlleva algunos riesgos, como mas adelante comprobareis.

Este es el vídeo de la primera entrada de la fresa, y el primer nivel de mecanizado del desbaste. Se nota que la maquina trabaja forzada, quizá esos 6mm de profundidad son demasiados. En otros mecanizados, con 5mm y 700mm/min iba bastante bien, pero tardaría mas, claro esta.
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Aun asi, el mecanizado va teniendo buena pinta… Hasta que llego al penúltimo nivel.

resulta que había un movimiento, SOLO UNO, de reposición de herramienta al acabar un nivel, que se salia del limite impuesto, y en la simulación no lo llegue a ver. Resultado, la fresa intenta bajar los 50mm de altura a velocidad de movimiento normal, hasta Z=0, y después moverse hasta empezar el nivel. Total, que clavo la herramienta, y trato de seguir avanzando, flectando toda la estructura, doblándolo todo, y bloqueando los motores. Ahí me asuste bastante, le di a escape a toda prisa, y conseguí detenerlo todo. Eso si, toda la fresa se había quedado forzada y doblada. Con algo de esfuerzo conseguí sacar la fresa de su agujero, no sin antes despegar los dos tochos pegados con loctite. Vamos, la que se había liado en un momento.

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Comprobación de daños: El tocho despegado, pero no es grave del todo, pues se puede volver a pegar prácticamente en la misma posición, y aunque no fuera así, estamos todavía en la fase de desbaste, se pueden soportar ciertos errores. Los motores, se habían forzado, pero parece que siguen funcionando bien. La fresadora, parece que no se ha roto nada, no hay grietas en la estructura, ni se ha roto nada mecánico, pero el eje Y ha cogido holgura. Vaya por dios, esto tendré que corregirlo. No es grave, pero me fastidia tenerla. Cuando acabe esta pieza lo reparare.

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El tocho lo conseguí pegar como toca, eso si, no quería mas problemas, asi que por 5 cochinos milímetros que faltan, he cortado el exceso con un formón, para no tener trozos de material inservible que no hacen mas que molestar.

Pero aqui no acaba todo, he perdido el origen en Z, así que volver a hacer cero y darle al play….

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Peeeero…también se había perdido el origen en los ejes X e Y. Claro, la maquina no se podía mover, pero el programa no lo sabia y continuaba con la ejecución. Y claro, ha ido a a hacer su recorrido, y ha metido ka herramienta en mitad de todo el tocho, genial, lo que me faltaba. Siendo optimista, eso después lo puedo rellenar con masilla de carrocero, y dejarlo funcional. no es tanto problema.
Ahora es cuando me arrepiento de haber puesto el origen donde lo puse, tal y como lo he dicho antes. Porque ahora que? como voy a referenciar respecto a un punto que ya no existe? Complicada cuestión
La única solución que se me ha ocurrido ha sido referenciar con respecto a un hueco bastante definido, buscando las coordenadas en el código (entre 25.000 lineas de código) y saber que ese punto tenia las coordenadas determinadas. Después de perder mas de una hora y pico, he conseguido volver a hacer cero, y asegurarme de que todo sigue donde lo deje. Ahora si, le doy al play y rezo por que vaya todo bien!!

La fase de contorneado que había comentado antes, ha ido muy bien, a pesar de haber tenido que volver a hacer cero, y los errores que ello puede ocasionar:

Y ahora, cambio de herramienta y fase de acabado. Esta es mas segura, espero que vaya todo bien!

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Bueno, finalizada la fase de desbaste, empieza la de acabado, y aquí ya sin problemas. Solo  con la fresa de D10 esférica el acabado es impresionante. Casi no tendré que lijar para dejar la superficie pulida espejo. Eso si, ha tardado casi hora y cuarto, los motores bastante calientes, pero sigo sin saber si es su temperatura normal de funcionamiento.

Ahora esta lista para el lijado, masillado y dejarla pulido espejo. He empezado lijando un poco y aplicando algo de masilla, pero la tengo caducada, y necesitare conseguir mas. Mas adelante iré colgando mas progresos con esta pieza.

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2 Respuestas

  1. La temperatura de los motores nema no deberá de exceder los 80 grados centigrados, aunque es normal que la alcance en mecanizados 3D.
    Mecaniza unos pequeños disipadores y los atornillas en la parte trasera e instalale unos ventiladores de 12 o 24 v de pc orientados a los disipadores y walaaa no pasan de 45 grados en mecanizados de 8 horas en una nave de techo de chapa en verano, un saludo y espero haberte ayudado.

    • Muy buena idea! Si consigo trabajo como para tener que dejarla funcionando mas de una hora, ten por seguro que recurriré a lo que me dices. Gracias!