Diseño e implementación del circuito de control de una máquina de fabricación aditiva

Abstract

El present treball consisteix en el disseny i desenvolupament d'una placa de control per a una màquina de fabricació additiva que funciona amb tecnologia DLP. Es fa una introducció del terme fabricació additiva i es realitza una anàlisi de totes les tecnologies que formen part d'aquesta mena de fabricació. Després d'explicar amb deteniment totes les tecnologies es comparen les tecnologies més utilitzades, ressaltant les característiques que les diferencien a unes de les altres, i explicant els components pels quals es caracteritzen cadascuna de les tecnologies. A més d'introduir al lector en el món de la fabricació additiva (també coneguda com a impressió 3D) s'explica el component clau de totes aquestes màquines, corresponent a la placa de control, tema principal del present treball i la necessitat d'utilitzar una placa de control apropiada en una màquina d'aquest tipus, a més de la mena de microprogramari i llenguatge de programació que s'utilitza en aquest sector. Finalment es desenvolupa el disseny de la placa de control, analitzant totes les parts essencials que componen la placa i explicant les decisions de disseny preses. Es justifiquen els càlculs realitzats i l'elecció dels components, així com la distribució dels mateixos per la placa i la connexió entre ells.

El presente trabajo consiste en el diseño y desarrollo de una placa de control para una máquina de fabricación aditiva que funciona con tecnología DLP. Se hace una introducción del término fabricación aditiva y se realiza un análisis de todas las tecnologías que forman parte de este tipo de fabricación. Después de explicar con detenimiento todas las tecnologías se comparan las tecnologías más utilizadas, resaltando las características que las diferencian a unas de las otras, y explicando los componentes por los que se caracterizan cada una de las tecnologías. Además de introducir al lector en el mundo de la fabricación aditiva (también conocida como impresión 3D) se explica el componente clave de todas estas máquinas, correspondiente a la placa de control, tema principal del presente trabajo y la necesidad de utilizar una placa de control apropiada en una máquina de este tipo, además del tipo de firmware y lenguaje de programación que se utiliza en este sector. Finalmente se desarrolla el diseño de la placa de control, analizando todas las partes esenciales que componen la placa y explicando las decisiones de diseño tomadas. Se justifican los cálculos realizados y la elección de los componentes, así como la distribución de los mismos por la placa y el conexionado entre ellos.

The present document consists of the design and development of a control board for an additive manufacturing machine that works with DLP technology. An introduction to the term additive manufacturing and an analysis of all the technologies that are part of this type of manufacturing are made. After carefully explaining all the technologies, the most used technologies are compared, highlighting the characteristics that differentiate them from each other, and explaining the components by which each of the technologies is characterized. In addition to introducing the reader to the world of additive manufacturing (also known as 3D printing), the key component of all these machines is explained, corresponding to the control board, the main topic of this work and the need to use a control board appropriate on such a machine, in addition to the type of firmware and programming language used in this sector. Finally, the design of the control board is developed, analyzing all the essential parts that make up the board and explaining the design decisions made. The calculations made and the choice of the components are justified, as well as the distribution of the same by the board and the connection between them.