INTRODUCCIÓN
Cuando hice el Mecanismo calendárico y reloj de sol Bizantino (2015) ya me había planteado hacer un modelo horizontal transparente donde se viera claramente el funcionamiento interior del mecanismo calendárico con todos sus engranajes; el problema era que al tener que encargar las piezas suponía mucho desembolso hacer los dos modelos.
En el verano de 2019 compré una impresora 3D después de ver la de mi compañero de asociación Luis, que fue el que me metió el gusanillo de la impresión 3D. Pensaba que tenía que controlar de electrónica y eso me echaba para atrás, pero en en este momento las impresoras 3D funcionan muy bien. Lógicamente hay que dedicarle un tiempo para zambullirse en este nuevo mundo; para mí una web de referencia es all3dp.
La impresora que elegí fue la Ender 5 y funciona de maravilla. En la web Thingiverse donde se comparten modelos (normalmente archivos stl), tengo unos cuantos diseños compartidos para imprimir: JuanCarlos66 .
El programa que utilizo para definir los parámetros de impresión y rebanar las piezas es el software gratuito Cura de Ultimaker.
Después de coger práctica con la impresora 3D con modelos más sencillos afronté la impresión primero del Cono de Apolonio con focos junior y después el Mecanismo calendárico bizantino transparente.
DISEÑO – DIBUJO 2D Y 3D
La mayoría de las piezas ya estaban diseñadas y modeladas en 3D para el Mecanismo realizado en 2015; aunque hubo que realizar modificaciones en bastantes piezas y también diseñar otras nuevas. Para el modelado 3D se utilizó software de CAD, unas piezas realizadas en Autocad y otras en Sketchup. Todas las piezas se iban a imprimir en PLA por impresión 3D FDM utilizando la Ender 5 con una bobina con un acabado como dorado viejo y no se iban a pintar posteriormente, por tanto, se decide no generar ningún tipo de soporte en las impresiones para evitar su posterior lijado que provocaría partes grisáceas visibles; esto implica que algunos de los engranajes con forma más compleja que se hicieron en 2015 de una sola pieza (con resina VeroBlue por inyección curada por ultravioleta), ahora hay que resolverlos en dos piezas unidas generalmente por un ajuste con apriete. En la imagen la rueda trinquete tiene un taladro inferior que fue el único que se realizó con soporte al quedar totalmente oculto al ajustar la segunda parte de la pieza. Se realizaron ajustes con una diferencia de diámetros de 0.1 mm. Esta pieza dio bastante guerra teniendo que realizar varios modelos debido sobretodo a las paredes tan delgadas del prisma superior que acababan partiendo (hay que pensar que la pieza original era metálica), por tanto, se decide incrementar un poco su grosor.
1. PIEZAS CON MODIFICACIONES
- De las siete piezas que componen los engranajes, dos se mantuvieron, tres se modelaron para poder imprimir en dos partes y, por último, a las dos ruedas dentadas de las posiciones de Luna y Sol se les eliminaron las bolitas dejando un pequeño agujero.
- A la carcasa se le elimina la superficie cilíndrica lateral para poder ver aún mejor el mecanismo. Se le añade una ranura en el agujero central para alojar un nervio que se añade a un pasador para impedir su giro. El cuerpo que recibe el tornillo que sujeta el gatillo del trinquete se rediseñó varias veces debido a que después de apretarle el tornillo partía por la unión de dos capas de la impresión 3D. Se decidió incrementar su sección horizontal hasta comprobar su correcto funcionamiento.
2. PIEZAS NUEVAS
- Se diseña y modela un trípode basado un poco en la forma del reloj de sol pero buscando la sencillez.
- También se diseña un pasador con un pequeño nervio que mantiene el trípode, la carcasa y la tapa superior transparente solidarios (en el Mecanismo bizantino el reloj de sol está unido al eje y, por tanto, debe poder girar, pero en este modelo transparente se prescinde del reloj de sol para centrarse en el mecanismo calendárico).
CONSTRUCCIÓN
PLACA TRANSPARENTE
La primera pieza en realizarse fue la tapa superior de 1,5 mm en plástico transparente. Se marco con un cúter siguiendo la tapa del otro mecanismo, posteriormente se pegó cinta aislante por un lado y después se corto con una sierra fija de cinta o con un taladro el círculos más pequeño, por último se lijaron los cantos.
PIEZAS IMPRESAS EN 3D, LIJADO, MONTAJE Y ADHESIVOS IMPRESOS
Se imprimen las piezas en la Ender 5 con el PLA dorado (Natureworks) comprado a la empresa Filament2print .
Las piezas impresas en dos partes se unen mediante un martillo y un trozo de goma EVA para no dañar la superficie de golpeo, tan sólo en un caso hubo que emplear pegamento instantáneo.
Se insertan los pivotes de los engranajes en los cojinetes de la carcasa, lijando los agujeros en los que no encajan libremente (“ajuste con juego”), esta operación se repite con el resto de agujeros.
Una vez preparadas todas las piezas se procede al montaje completo del mecanismo, comprobando que engranan correctamente todos los engranajes; se realizaron pequeños ajustes de altura en los cojinetes para conseguir un funcionamiento más correcto.
Se imprime el adhesivo transparente del zodíaco y el de fases de la Luna en un papel con un acabado como plateado. Posteriormente se pegan en la posición correcta.
Para rematar el instrumento y, antes de cerrarlo con la clavija se clavan 3 chinchetas que representan la Tierra, la Luna y el Sol en su universo geocéntrico.
PEANA
Se diseña una peana de 16 cm de diámetro y 4 cm de altura con tres hendiduras para apoyar el instrumento. Se dibuja en 3D en Sketchup, se definen parámetros de impresión en Cura y luego se imprime con la Ender 5. Dado que la circunferencia superior está suavizada se adopta una altura de capa variable empezando abajo con 0,25 y rematando arriba con 0,1.
Posteriormente se diseña la rotulación y se imprime en papel adhesivo dorado mate.
USO
Gracias a la tapa transparente podemos observar todo el funcionamiento del instrumento: los engranajes, el disco de la Luna al completo y el gatillo del trinquete se hacen visibles.
El calendario mecánico se activa cada día girando el índice del día de la SEMANA en sentido horario en la parte inferior del instrumento.
Al mover el piñón se activan los dos trenes de engranajes de las imágenes inferiores para reflejar los ciclos celestes indicados.
Por tanto podemos observar:
Día y representación de fase lunar
Gracias a la rueda de 59 dientes que corresponde a dos ciclos del mes sinódico 2 x 29,5 (el real es de 29,53); en concreto se marca un mes de 29 días y otro de 30 días.
Posiciones de Luna y Sol respecto al zodíaco
Arriba a la izquierda el signo Aries y en sentido antihorario la Luna y el Sol irán entrando en los siguientes signos del zodíaco: Tauro, Géminis, Cáncer, Leo, Virgo, Libra, Scorpio, Sagitario, Capricornio, Acuario y Piscis. Cada signo ocupa 30º divididos en tres partes.
Anticiteras y Astrolabios 
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