La mayoría de las impresoras 3D de escritorio se basan en Modelado por deposición fundida, comúnmente conocido como FDM.
La extrusora en las impresoras FDM se encarga de llevar el filamento al extremo caliente y luego extruir el filamento, una capa a la vez hasta que el objeto esté completamente impreso.
La extrusora, que es uno de los componentes más importantes de las impresoras 3D FDM, debe configurarse correctamente para obtener los mejores resultados. Entre los dos tipos de extrusoras disponibles, la configuración de la extrusora Bowden es un poco complicada.
Esto se debe a que el filamento tiene que cubrir distancias más largas antes de llegar al extremo caliente. Por lo tanto, proporciona más tiempo para que el filamento se doble y se mueva.
Esta es la razón principal por la que quienes trabajan con filamentos flexibles deben realizar cambios en la configuración de retracción para evitar el supuración. Hay muchas cosas que los usuarios deben considerar si deciden trabajar con una extrusora de estilo Bowden.
¿Qué es una extrusora Bowden?
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La diferencia entre una extrusora directa y una extrusora Bowden es la ubicación del motor de la extrusora. El extremo frío está montado en el marco de la impresora 3D.
En una extrusora Bowden, el motor que se coloca lejos del extremo caliente se conecta a través de un tubo de PTFE. Este es un tubo de teflón flexible lo suficientemente largo para conectar los dos componentes juntos.
El ensamblaje de la extrusora de la impresora 3D se divide en dos componentes principales, el extremo frío y el extremo caliente.
Muchos creen que el extremo caliente no es parte de la extrusora y que la extrusora simplemente significa el extremo frío. Sin embargo, sin confundirnos, entendamos el montaje completo del extremo frío y caliente.
Extremo frío
El extremo frío es donde ocurre el proceso frío. Esa es la alimentación del filamento al extremo caliente. El extremo frío forma la parte superior de la configuración del extrusor. Aquí es donde se alimenta el filamento. Más tarde, el filamento llega al extremo caliente donde se funde y se deposita en la placa de impresión.
Motores: Los motores son un componente importante del extremo frío. El motor paso a paso más utilizado en las impresoras de escritorio es el NEMA 17 con placa frontal de 1,7 «x 1,7».
Podría haber diferentes tipos de motores NEMA disponibles en una impresora 3D. Algunos están engranados o 0,9 grados por paso o 1,8 grados por paso, etc.
Estos también vienen con diferentes clasificaciones de voltaje, diferentes clasificaciones de corriente y diferentes longitudes. Los diferentes tipos de motores también producen un par diferente. Los requisitos del motor dependerían del tipo de ensamblaje de extrusora que esté utilizando para su impresora 3D.
Engranaje impulsor de filamento: Una vez que el filamento se alimenta al extremo frío, se necesitaría algo para sostener el filamento y luego enviarlo al extremo caliente.
Estos también están disponibles en diferentes variedades. Entre todos, hay dos engranajes impulsores de filamento más comúnmente utilizados: pernos tallados y tallados.
Ocioso: Este es un mecanismo que se utiliza para sujetar el filamento contra el engranaje impulsor. Para hacer esto posible. Se utilizan varias soluciones diferentes, rodamientos, plástico impreso, tubos de PTFE y ruedas de goma.
Hay extrusoras que también utilizan dos engranajes impulsores. Sin embargo, se debe tener en cuenta una cosa: la rueda loca debe configurarse para proporcionar la presión adecuada. De lo contrario, puede provocar problemas de extrusión.
Tubo Bowden: Ya hemos hablado antes del tubo de PTFE. Este es el tubo Bowden que conecta el extremo frío con el extremo caliente. No está presente en la extrusora directa y solo se encuentra con la configuración de la extrusora Bowden.
Hot End
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Bajando hasta el extremo caliente, aquí es donde el filamento se funde y extruye, de ahí el nombre. El conjunto de extremo caliente consta de una cámara calentada, por donde pasa el filamento para fundirlo de forma sólida a líquida.
Es comparativamente un proceso fácil en comparación con el extremo frío, sin embargo, hay más en la máquina de lo que parece.
Para mantener la forma líquida sedosa y perfecta para la deposición, la temperatura óptima y muchas otras cosas son importantes. Una vez que el filamento está en estado líquido, se deposita en la placa de impresión.
Para comprender el diseño del extremo caliente, específicamente el extremo caliente totalmente metálico, esto es lo que puede esperar. Lo primero que debe notar es que el tubo de alimentación de filamento conectado al extremo frío se conecta al disipador de calor.
Por tanto, el filamento se alimenta a la rotura de calor, un tubo de metal no conductor de calor, a través de este disipador de calor.
La rotura de calor permite que el filamento se mueva suavemente a través de la boquilla, lo que permite la extrusión adecuada del filamento.
Como se mencionó anteriormente, el manejo de la temperatura es muy crucial en esta etapa. Por lo tanto, el trabajo de la rotura de calor junto con el disipador de calor es crear una temperatura constante para una extrusión óptima del filamento.
La parte superior del extremo caliente se enfría rigurosamente mediante un ventilador dedicado para evitar que el calor se escape del extremo caliente. Si el enfriamiento no es apropiado, el filamento puede debilitarse antes de que llegue a la cama de impresión, lo que da como resultado un arrastre de calor.
La parte inferior de la rotura de calor se encuentra dentro de un bloque calefactor, junto con un cartucho calefactor, termistor de retransmisión de temperatura y boquilla.
Hay varios otros componentes que entran en juego a la hora de garantizar la correcta extrusión del filamento. Incluye el bloque calefactor para garantizar que el filamento viaje sin problemas a través del tubo de rotura de calor para llegar a la boquilla.
La alta temperatura es el resultado de un cartucho calefactor. Usando la corriente eléctrica, se aumenta la temperatura del cartucho calentador. Por otra parte, hay un termistor colocado dentro del bloque calefactor.
Por último, es la boquilla que contiene una pequeña abertura y una cámara para almacenar el filamento fundido. La apertura de la boquilla es muy precisa y puede variar en diámetro para proporcionar resultados de impresión variados.
Por lo general, las impresoras 3D se envían con boquillas de 0,4 mm. Sin embargo, los usuarios también pueden elegir entre otros tamaños. Uno puede decidir qué tan precisas deben crearse las impresiones. Y, en consecuencia, elija la boquilla que prefiera.
¿Cómo calibrar la configuración del extrusor Bowden?
Aquí hay un proceso paso a paso para comprender la calibración del extrusor de impresora 3D.
- Asegúrese de que la impresora esté conectada al software de corte compatible con su impresora 3D. Tomemos el ejemplo de MatterControl, una aplicación de código abierto. Además, asegúrese de que el extremo caliente junto con la cama caliente no estén encendidos.
- Saque el tubo Bowden del lado que está conectado al extremo caliente mientras lo deja conectado al extremo frío.
- Empiece a alimentar el filamento a la extrusora hasta el final del tubo Bowden hasta que salte un poco.
- Haga un corte en la parte que está saliendo del tubo haciendo un corte plano. Esto ayudará a medir las cosas de manera adecuada en las etapas posteriores.
- En la configuración del botón Extruir / Retraer, disponible con su software de corte o la configuración correspondiente de otro software que utilice, seleccione «100 mm» para extruir 100 mm.
- Una vez finalizado el proceso, tome nota de la medida tomada desde el extremo del filamento hasta el extremo del tubo Bowden. Asegúrese de repetir el paso varias veces durante unas 4-5 veces. Una vez completado, tome un promedio de las medidas. Si la cantidad resultante es superior a 100 mm, la impresora está extruyendo demasiado. Si esos resultados son inferiores a 100 mm, la impresora no está extruyendo.
- El siguiente paso es averiguar el valor que la impresora está considerando para medir la distancia de extrusión. Para hacer eso, busque la ‘Configuración de configuración de EEPROM’ en MatterCOntrol y localice el cuadro «Pasos del extrusor / MM».
- Usando una fórmula, calcule el nuevo valor de Pasos del extrusor / MM. La fórmula es Nuevos pasos por mm = (Pasos actuales por mm) x (100 / (la distancia calculada que recorrió el filamento)).
- Después de calcular los resultados, actualice los Pasos del extrusor / MM. No olvide guardar los cambios.
- Los pasos aún no se han completado. Aunque la calibración está hecha, debe confirmar que los resultados son favorables. Comienza extruyendo filamento de 100 mm y mide de la misma forma que hicimos en el primer paso. Si la medida es exacta, hemos terminado. Si no es así, debe repetir la calibración nuevamente.
La conclusión
Las impresoras 3D están diseñadas con precisión para garantizar que la configuración sea perfecta para producir los mejores resultados. De lo contrario, los modelos impresos no podrán cumplir con las expectativas de los usuarios.
Esa es la razón por la que se cree que la impresión 3D tiene una curva de aprendizaje pronunciada. Con una introducción a las funciones automatizadas, las empresas pueden haber ideado una máquina fácil de usar, sin embargo, aún es importante aprender la calibración básica y la configuración de cada componente.
Los usuarios deben esforzarse por comprender cómo funcionan estas impresoras. Especialmente aquellos que buscan involucrarse en aplicaciones profesionales.
No solo es emocionante aprender la tecnología, sino también gratificante. Componentes como la extrusora juegan un papel muy importante en el funcionamiento de las impresoras 3D.
Por lo tanto, la configuración de la extrusora Bowden es una de las pocas habilidades principales que deben poseer los expertos. Esto ayudaría a mantenerse al tanto de las últimas actualizaciones y brindaría libertad al configurar la impresora en la mejor de sus configuraciones.