Cada pieza de la impresora 3D explicada

Las impresoras 3D pueden resultar abrumadoras para quienes no están capacitados en la ingeniería de máquinas complejas. La calibración y nivelación, la extrusora y muchas partes diferentes de una impresora 3D pueden intimidar a los principiantes. Escribimos esta guía para explicar las diferentes partes de la impresora 3D, sus usos y desenmascarar el mito de que las impresoras 3D son demasiado complicadas.

Cada componente de la impresora 3D se describe brevemente, así como cualquier breve consejo que tengamos sobre el mejor uso de la impresora 3D, por calidad, confiabilidad o cualquier otra ventaja. También hemos incluido componentes de impresoras 3D que recomendamos como de alta calidad y duraderos.

La mayor parte de esta guía se centra en las impresoras 3D FDM estándar, pero también hemos incluido resúmenes de las diferencias entre las impresoras 3D delta y las impresoras 3D de resina .

Partes de la impresora 3D Sección 1: Partes directamente involucradas en la impresión

Extrusora

La extrusora de impresora 3D es donde suceden todos los procesos internos del proceso de impresión. La extrusora consta de muchas piezas más pequeñas, que abarcan el extremo frío y el extremo caliente. Describimos el extremo caliente por separado, ya que en algunos casos el extremo frío y el extremo caliente se colocan en partes separadas de la impresora 3D.

Algunas piezas de impresora 3D extrusora que recomendamos:

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El extremo frío de la extrusora guía el filamento hacia el extremo caliente, sujetándolo y alimentándolo para fundirlo y depositarlo en la cama de impresión. Está compuesto por partes que incluyen:

• Engranaje de transmisión de filamento : también conocido como engranaje de tallado, el engranaje de transmisión de filamento agarra el filamento y lo empuja hasta el extremo caliente. Es una parte importante, ya que los engranajes de baja calidad pueden causar errores y obstrucciones, que son una molestia para tratar.
• Engranaje loco : una rueda que empuja el filamento contra el engranaje impulsor del filamento. Se ve similar al engranaje impulsor y asegura que el filamento se mantenga firmemente en su lugar mientras se empuja a través del extremo frío para que no haya obstrucciones. La mayoría de las impresoras tienen una forma de ajustar la tensión del engranaje loco para que no apriete el filamento demasiado fuerte o demasiado poco.
• Sistema de alimentación: un sistema Bowden o un extrusor de accionamiento directo:

Extrusoras Bowden : Las extrusoras Bowden están configuradas de manera que los extremos frío y caliente estén separados, con el extremo frío generalmente atornillado al costado del marco. Esto tiene ventajas, ya que el extremo caliente es más liviano y, por lo tanto, puede viajar más rápido con menos masa y menos posibilidades de sobrepaso, para que pueda imprimir más rápido . Un tubo de PTFE se usa generalmente para guiar el filamento desde el extremo frío al extremo caliente para fundirlo. Las impresoras Delta 3D siempre se configuran con extrusoras Bowden.

Extrusora directa: las extrusoras directas tienen el extremo frío directamente encima del extremo caliente, y el filamento recorre una distancia más corta. Se cree que las extrusoras directas son mejores para los filamentos flexibles , aunque no siempre es así. También hay menos recorrido para el filamento para que ocurra cualquier error durante.

Extrusoras duales : algunas impresoras 3D tienen dos extrusoras en lugar de una, lo que se conoce como sistema de extrusora dual. Esto permite la impresión de soportes en materiales solubles en agua como PLA que son mucho más fáciles de quitar, o la impresión con dos colores diferentes. Algunas impresoras 3D de doble extrusora , como las de BCN3D, son sistemas independientes de doble extrusora que pueden imprimir dos objetos diferentes simultáneamente.

• También tenemos una guía detallada y separada para extrusoras de impresora 3D .
• También tenemos una guía del comprador para las mejores impresoras 3D de doble extrusora .

Extremo caliente

El extremo caliente de la impresora 3D es donde se funde el filamento para depositarlo. Por una parte tan pequeña, tiene un gran impacto en la calidad de impresión, e invertir en un hot end de buena calidad siempre rinde dividendos.

• También tenemos un artículo detallado y separado centrado en los extremos calientes de las impresoras 3D .

Dependiendo del material que desee imprimir, es posible que necesite un extremo caliente más resistente hecho de metal, en lugar de un extremo caliente estándar de PEEK . Los extremos calientes de PEEK suelen ser útiles hasta alrededor de 230C, lo suficiente para imprimir ABS y PLA , pero no lo suficientemente robustos para materiales más duros como PETG y Nylon . Sin embargo, los extremos calientes de metal pueden soportar temperaturas mucho más altas y son conocidos por su confiabilidad. También pueden crear impresiones con menos exudación y un acabado superficial ligeramente más nítido, y generalmente son más fáciles de limpiar.

Las partes del hot end incluyen:

• Disipador de calor : se asegura de que el filamento no se derrita antes de que llegue a la boquilla, ya que esto puede causar atascos, especialmente con el filamento PLA .
• Ventilador de enfriamiento : enfría el filamento una vez que se deposita en la cama de impresión para que el plástico fundido se solidifique más rápido y mantenga mejor su forma, evitando el aspecto deformado y descuidado. Un ventilador es especialmente importante para las estructuras de puentes y voladizos delicados, y hace que los bordes sean más nítidos. Las piezas impresas sin ventilador comienzan a parecerse cada vez más al Pokémon Muk a medida que la gravedad saca el plástico de su forma natural antes de que pueda endurecerse.
• Bloque y cartucho calefactor : las partes responsables del calentamiento y fusión del filamento.
• Termistor: el sensor que monitorea la temperatura del bloque calentador.
• Boquilla : se explica con más detalle a continuación.

Boquilla

La boquilla de la impresora 3D encaja en el extremo del extremo caliente, y es desde donde se extruye el filamento para llegar a la cama de impresión y formar el modelo. Hay que tomar decisiones sobre qué boquilla usar en su impresora 3D, ya que la calidad de impresión puede variar drásticamente según el tamaño de su boquilla.

Algunas piezas de impresora 3D de boquillas que recomendamos:

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Las boquillas más pequeñas, como las de entre 0,15 mm y 0,4 mm, son más precisas y pueden imprimir detalles con mayor precisión que las boquillas grandes. Los inyectores de impresora 3D más grandes imprimen mucho más rápido y de manera más confiable, y se obstruyen con mucha menos frecuencia. Si desea imprimir detalles finos, opte por lo pequeño; pero si desea impresiones rápidas, hágalo grande.

Además, algunos metales hacen boquillas más duraderas que otras. Las boquillas estándar están hechas de latón y funcionan con la mayoría de los filamentos normales, pero se desgastan rápidamente y deben reemplazarse con bastante frecuencia. Las boquillas de acero inoxidable duran más y las boquillas de acero endurecido duran aún más. Algunos fabricantes incondicionales incluso optan por boquillas con punta de rubí para imprimir materiales abrasivos.

• También tenemos un artículo detallado y separado que se centra en las boquillas de las impresoras 3D .

Cama de impresión

La cama de impresión es la superficie sobre la que se deposita el filamento para crear la pieza terminada. Hoy en día, la mayoría de las camas de impresión se calientan, lo que permite la impresión de filamentos más resistentes como ABS, PETG y PC . Una cama de impresión sin calefacción, como las que se encuentran en la Dremel 3D20 y algunas otras impresoras 3D asequibles , lo limitan solo a la impresión PLA y TPU .

Las camas de impresión calentadas son importantes para evitar deformaciones durante la impresión, ya que el calor de la cama detiene el enfriamiento del plástico demasiado rápido, lo que puede provocar deformaciones.

Las camas de impresión suelen estar hechas de láminas de vidrio, aunque también se usa aluminio. Algunas placas de construcción están diseñadas para ser flexibles, lo que facilita la eliminación de impresiones. En general, la cama de impresión de vidrio se considera más fácil de mantener y más plana.

Cada vez más, las plataformas de impresión de impresoras 3D se pueden nivelar automáticamente sin mucha interferencia manual. Esto es importante, ya que si la cama de impresión está colocada incorrectamente, la calidad de impresión puede verse muy afectada. Algunas impresoras 3D usan nivelación de compensación, mientras que otras requieren nivelación manual ajustando la cama girando manualmente los tornillos en la cama.

Las camas de impresión en las impresoras 3D cartesianas son cuadradas o rectangulares, según el volumen de construcción de la impresora. El volumen de construcción es simplemente el tamaño máximo que la impresora 3D puede imprimir y se especifica en términos de los ejes XYZ. Por ejemplo, una Creality CR-10 puede imprimir 300 x 300 x 400 mm, lo que significa que puede imprimir tamaños de hasta 300 mm en los ejes X e Y, y una altura de 400 mm. En cambio, las impresoras Delta 3D tienen lechos de impresión circulares.

Superficie de la cama de impresión: las superficies se colocan en la cama de impresión para ayudar a que las impresiones se peguen mejor y para que sean más fáciles de quitar. Son clave ya que la primera capa de cualquier impresión se deposita en esta superficie, antes de que las capas posteriores se depositen en la primera capa de filamento. Una primera capa desigual afectará a todas las demás capas, y la parte resultante no será tan nítida y precisa.

Los diferentes filamentos funcionan mejor con diferentes soluciones, y las recomendaciones de redacción para cada tipo de filamento llenarían esta sección. Algunas superficies de uso común incluyen cinta de construcción, superficies BuildTak y película PEI.

Partes de la impresora 3D Sección 2: Partes involucradas en el backend / movimiento

Sistemas de movimiento

• Motor paso a paso : generalmente un motor NEMA17 (aunque los motores NEMA14, NEMA23 y NEMA24 son comunes), el motor paso a paso mueve la extrusora a través de coordenadas en pasos exactos para imprimir con precisión. Son la clave para los movimientos mecánicos de la impresora según lo ordena la placa del controlador.
• Correas : las correas son responsables del movimiento preciso de la extrusora a través de los ejes X e Y. Las correas de una impresora 3D tienen un gran impacto en la precisión y la velocidad de la impresora 3D. En las impresoras 3D delta , funcionan de manera diferente, controlando el eje Z en su lugar. Las correas deben mantenerse con la tensión adecuada, no demasiado apretadas, pero tampoco demasiado flojas, o la calidad de impresión puede verse afectada.
• Varillas roscadas / tornillo de avance : las varillas roscadas controlan el eje Z, mientras que las correas controlan los ejes X e Y. Las varillas roscadas se conectan al motor paso a paso y giran para mover el cabezal de impresión hacia arriba o hacia abajo, aunque algunas impresoras mueven la plataforma de impresión. Algunos se actualizan a tornillos de avance, que son mejores para un movimiento más suave pero cuestan más.
• Topes finales: los topes finales funcionan como un sensor para que la impresora 3D pueda identificar dónde está en relación con cada eje, informándole cuando se ha alcanzado el final del eje.

Placa controladora

A veces llamada placa base o placa base, la placa controladora es la parte de la computadora de la impresora 3D, que envía comandos a las partes de la impresora 3D responsables de la dirección y el movimiento, guiándolas con coordenadas basadas en el archivo STL para imprimir.

La placa del controlador es clave para la impresión de alta calidad, ya que los comandos de movimiento inexactos, sin importar cuán precisas sean las partes de impresión reales de la impresora, conducirán a impresiones descuidadas. Una placa base de alta calidad envía comandos precisos para crear piezas con acabados de superficie nítidos.

No solo envía información de movimiento, la placa controladora también convierte los modelos de impresora 3D en estas coordenadas de impresión y regula la temperatura de la impresora. La extrusora puede imprimir físicamente el filamento, pero la placa controladora es tanto el corazón como el cerebro de la impresora 3D.

Unidad de fuente de alimentación (PSU)

Bastante autoexplicativo, la unidad de fuente de alimentación suministra energía a la impresora para que pueda derretir el filamento e imprimir. Se necesitan fuentes de alimentación más potentes para temperaturas más altas y permiten un mejor movimiento durante períodos de tiempo más largos. Las fuentes de alimentación menos potentes generalmente lo restringen a solo la impresión PLA, ya que no son capaces de mantener la intensidad requerida para la impresión precisa de filamentos como ABS, PETG y Nylon a temperaturas más altas.

También asegúrese de comprar una impresora 3D con el voltaje correcto para su país.

Partes de impresoras 3D Sección 3: Partes involucradas en la estructura y la interacción

Cuadro

Visto como una estética, la mayoría no se da cuenta de lo importante que es el marco de una impresora 3D para determinar la calidad de la pieza. Un marco de alta calidad ayuda en gran medida a la estabilidad, anclando la impresora al suelo y evitando que factores extraños, como las vibraciones, interrumpan la calidad de impresión.

Hoy en día, los marcos suelen estar hechos de metales como el aluminio, pero algunos están hechos de acrílico. Los primeros kits de impresoras 3D FDM , como las primeras impresoras Ultimaker, estaban hechos de madera. Cada vez más, los kits de impresoras 3D están hechos de marcos de plástico que en realidad son impresos por otras impresoras 3D, especialmente con las impresoras RepRap 3D .

Un marco robusto, duradero y pesado es clave para impresiones de alta calidad con acabados superficiales lisos. Algunas impresoras vienen con un marco de impresora 3D cerrado, que mantiene las partes calientes como la cama de impresión y el cabezal de impresión lejos de manos indiscretas, además de mantener la temperatura más constante durante la impresión para ayudar a reducir la deformación. También evitan la entrada de polvo. Las impresoras cerradas se vuelven cada vez más útiles con filamentos más resistentes.

Pantalla o interfaz

Por lo general, una pantalla LCD táctil, pero algunas tienen perillas giratorias, como en la Creality CR-10. Estas pantallas facilitan el uso y la navegación por todas las funciones, opciones y configuraciones de la impresora. Algunas impresoras pueden calibrar a través de esta interfaz, con pantallas de colores capaces de mostrarle estadísticas adicionales durante la impresión en algunas impresoras, como el tiempo restante estimado.

Algunas impresoras también pueden imprimir a través de WiFi, lo que elimina la necesidad de una memoria USB o una tarjeta SD y le permite imprimir de forma remota. La mayoría de las impresoras 3D de escritorio todavía suelen funcionar transfiriendo modelos mediante USB o tarjeta SD, lo que sigue siendo sencillo y eficaz.

Filamento

Los filamentos de impresora 3D son los materiales fundidos y extruidos para crear piezas en impresoras 3D FDM. Los filamentos vienen en carretes circulares y son guiados a través de la extrusora hasta el extremo caliente para ser fundidos y depositados en el lugar correcto a través de la boquilla.

La mayoría de las impresoras 3D ahora usan filamento de 1,75 mm, pero ocasionalmente puede encontrar una impresora configurada para usar tamaños de filamento más grandes.

Los diferentes filamentos se funden a diferentes temperaturas y la mayoría de los filamentos requieren una cama de impresión calentada para una impresión eficaz. Además, los filamentos más resistentes, como PETG y Nylon, requieren extremos calientes de metal de mayor calidad para la impresión, ya que se necesitan temperaturas más altas para fundirlos, lo que los extremos calientes de PEEK no pueden manejar.

• Explicamos todos los diferentes tipos de filamentos en nuestra guía de filamentos de impresora 3D separada.
• Para ABS, tenemos una guía especializada en filamento ABS .
• Para PLA, tenemos una guía especializada para filamentos de PLA .
• Para PETG, tenemos una guía especializada en filamentos PETG .

Parte 4: Piezas adicionales de la impresora Delta 3D

En lugar de motores paso a paso, las impresoras 3D delta utilizan efectores para el movimiento. Estos efectores controlan los tres brazos que mueven la extrusora al lugar correcto para imprimir. Estos tres brazos se encuentran en el centro y se conectan al extrusor, lo que les permite mover el extrusor en cualquier dirección a través de los tres ejes para depositar el filamento.

Piezas de impresoras 3D Sección 5: Piezas de impresoras 3D de resina

Las partes principales de una impresora 3D de resina varían según el tipo ( LCD vs SLA vs DLP) , pero incluyen:

• Cuba de resina : también conocida como tanque de resina, contiene la resina que se va a curar
• Fuente de luz : ya sea un proyector LCD, DLP o una fuente de luz UV SLA
• Plataforma de construcción : donde se forma el objeto sólido y se mueve hacia arriba o hacia abajo cuando se termina cada capa
• Resina : variedad de tipos, como resinas UV sensibles a la luz del día, moldeables
• Rodillo : algunas impresoras de resina tienen un rodillo que se mueve a través de la plataforma construida para asegurarse de que la resina se asiente correctamente.