Extrusor: Componentes impresora 3D

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En este artículo vamos tratar el tema del extrusor, tipos, partes y usos. Ademas de los diferentes tipos de extrusores que podemos encontrarnos.

¿Qué es un extrusor o conjunto de extrusión de filamento 3D?

El extrusor como la mayoría lo llamamos esta compuesto de 2 partes. 

Para empezar debemos saber, que el extrusor es la parte de la impresora 3D que va tirando, arrastrando, cogiendo, el filamento o material de impresión 3D que estemos usando y el hotend que es la parte que se encarga de fundirlo, para luego depositarlo en la cama caliente y crear nuestra impresión en 3D.

Extrusores

Mejores extrusores impresoras 3D; Mk8 / Titan / Bowden

Extrusor Titan.

 Reducción 3:1. Se diferencia del anterior en el sistema de arrastre. Se desmonta más fácilmente o eso nos parece. Al nivel del extrusor BMG.  

Extrusor BMG Bowden o BMG extruder.

Reducción 3:1. sistema patentado dual-drive que con sistema en 2 ruedas internas de acero para arrastrar el material. Leva lateral para cambio rápido del filamento. El original de la empresa sueca Bondtech.

Extrusor MK8.

Extrusor directo sin reducción de arrastre. Esta un escalón por debajo en nuestra opinión de los otros 2.

¿Qué partes conforman un extrusor?

Tenemos 6 partes principales, a continuación describiremos cada una de ellas, en muchas ocasione s podemos identificar problemas a la hora de trabajar, si estamos familiarizados con cada uno de los elementos que componen el extrusor 

Motor paso a paso: El que hace el trabajo, para empujar el filamento 3D hasta la boquilla.

–  Rodamiento de presión: Esta parte se encarga de hacer presión al filamento 3D, contra el engranaje de tracción para que el filamento entre de manera continua.

Engranaje de tracción:  Rueda dentada de 36 o 40 dientes, que es la empuja el filamento 3D a medida que el motor gira. Me ha pasado alguna vez, que cuando pruebo manualmente el filamento baja sin problemas, y cuando le toca trabajar a la impresora 3D no imprime, porque el filamento esta fuera del engranaje y no baja hasta la boquilla.

Hotend: Esta es la pieza encargada de fundir el plástico para que salga por la boquilla, suele ser un tubo por donde pasa el filamento, si funciona mal, no imprimiremos bien en la vida. Puede ir unido o separado del extrusor, pero ahora lo vemos con más detalle. 

Sensor de temperatura: Nos dice a que temperatura estamos trabajando.

Boquilla de salida: Es por donde sale el filamento fundido, hay que decir que puede tener varias medidas en función del tamaño de la salida (0,5 mm-0,4 mm-etc..), el agujero de salida se llama » NOZZLE». Se pueden adquirir boquillas de distintos tamaños, pues del tamaño del nozzle dependerá una parte de la resolución y calidad de nuestra impresión.

Mejor Hotend impresoras 3D: V6 (JHead) / V6 All Metal / Volcano

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Nozzle
Nozzle

Una regla básica es que el tamaño/altura de la capa que queramos imprimir debe ser el 80% o menos que el tamaño del nozzle.

Abertura del Nozzle x 0,8 = Altura de la capa recomendada.

Tipos de extrusores

A continuación nos vamos a encontrar con un par de tipos de extrusores directos, que son los mas comunes e indirectos o conocidos también como Bowden. Vamos a comentar a cada uno de ellos.

Extrusor directo

Es el mas común de los extrusores en las impresoras 3D,  la característica principal es que toda sus partes van en una sola pieza. 

PROS

– Una sola Pieza. 

– Desmontable.

– Fácil a la hora de atascos o averías.

– Para todo tipo de filamentos

CONTRAS

– Dificulta el movimiento de los ejes X y Z, pues añade un peso considerable 

– Impresiones a menos velocidad. 

Extrusor indirecto o Bowden

Y el indirecto tiene sus partes separadas, no están juntas en una sola pieza, os dejo en la parte de abajo unas fotos, que una imagen aclara mejor las cosas. 

PROS

– Los ejes X y Z, no tienen peso añadido. 

– Puede llegar a tener mas calidad de impresión pues el eje X no tiene peso añadido

– Impresiones más rápidas  

CONTRAS

– Se supone, que no pude imprimir con material flexible, y digo se supone, porque alguna vez he impreso material flexible con este extrusor. No recomiendo hacerlo.

– Sufre más averías.

– El tubo de teflón hay que cambiarlo con el uso.

extrusor

¿Cómo elegir el extrusor?

1 – Lo primero que debemos mirar es si nuestro extrusor es directo ( todo en una pieza ) o indirecto tipo Bowden (extrusor separado del hotend, colocado justo encima).

2- Si es directo, podemos usar un extrusor titan o un titan aéreo, o usar un clónico de uno de estos, que son más baratos que el original. Si es tipo bowden podemos elegir un BMG Bowden, al igual que el anterior, tenemos el original y los clónicos más baratos que el original.

3- Cambiar el hotend o dejar el original. Tened en cuenta que hay kits, que te venden ambas partes y podemos ahorrar algún dinero si elegimos uno de estos kits. Os dejamos unos links algo más abajo.

4- Buscar en Thingiverse algún diseño para colocar nuestras nuevas piezas. Enlace a piezas tipo Bowden multiples impresoras 3D.  O para extrusor directo tipo titan, múltiples modelos de impresora 3d

extrusor-impresora-3D
extrusor directo / Extrusor tipo Bowden

Diferencias entre extrusores MK8,MK9,MK10

Como curiosidad esta son las diferencias entre este tipo de extrusores. Por si alguna vez te lo habías preguntado como yo en su día. Aquí el hilo ( esta en ingles por cierto) con una respuesta muy extensa de los diferentes extrusores Mk de makerbot. Y un vídeo. 

Respuesta del usuario vernon

Principales causas de atascos en el Hotend.

La temperatura.

La principal causa de atasco en un hotend es por la mala elección de la temperatura. La temperatura de impresión correcta es fundamental tanto para el éxito de la impresión como para el rendimiento de la impresora. Si la temperatura de su extremo caliente es demasiado baja, su material de impresión no se fundirá correctamente.

Esto puede causar que el material comience a adherirse a la superficie interior de la boquilla. Esto hace que se acumule presión en el cabezal de impresión.

Finalmente, el motor de extrusión no puede alimentar el filamento en el cabezal y antes de que te des cuenta, la boquilla de tu impresora 3D está obstruida.

Además, imprimir a una temperatura demasiado alta, especialmente con PLA, puede provocar lo que se conoce como «fluencia térmica». Esencialmente, la fluencia térmica se produce cuando las temperaturas más altas se extienden hacia atrás y hacia arriba desde el extremo caliente.

Esto hace que la «zona de fusión» se extienda hacia atrás también, ablandando y fundiendo el material de impresión mucho antes del extremo de la boquilla del extrusor. El termoplástico ablandado aumenta la cantidad de presión necesaria para la extrusión.

Al igual que con la temperatura de impresión demasiado baja, eventualmente el motor de extrusión no puede mantener el ritmo y la boquilla se obstruye.

En casos extremos de impresión a temperaturas demasiado altas – el PLA y filamentos similares pueden llegar a cristalizar en la boquilla

Puedes evitar este problema comprobando siempre que imprimes a la temperatura recomendada para el material que estás utilizando.

El PLA se comporta bien a partir de los 180C y el ABS se comporta bien a partir de los 225C. Experimenta con el material que estás utilizando y encuentra el «punto óptimo» que permita una buena adhesión y estratificación, pero que no cause problemas como la obstrucción.

Además, cuando cambie de material, asegúrese siempre de haber retirado completamente el material anterior y de haberlo enjuagado antes de cambiar las temperaturas de impresión. Si no lo hace, también puede causar una obstrucción de la boquilla más adelante.

La calidad del filamento que estamos usando.

No todos los filamentos son iguales. El filamento de baja calidad no se somete a rigurosas pruebas de tolerancia. Esto puede dar lugar a un producto final que tiene diferentes anchos en la hebra de filamento.

Los segmentos del filamento que tienen un diámetro más grueso no sólo tardarán más en fundirse, sino que también serán más difíciles de extruir y pueden provocar un atasco, aunque hay que reconocer que esto es poco frecuente.

La principal causa de la mala calidad del filamento y su mayor correlación con los atascos frecuentes es lo que hay dentro de la resina.

El relleno más barato y los contaminantes involuntarios que acechan dentro del material pueden acumularse o atascarse directamente dentro de la boquilla a intervalos aleatorios.

¿Se da cuenta de que la boquilla de su impresora 3D sigue atascándose? Nueve de cada diez veces, es probable que se deba a la mala calidad del filamento.

Hay una manera fácil de comprobar la calidad de la consistencia de la extrusión con el filamento que estás utilizando. Coge un par de calibradores y comprueba el diámetro de tu filamento en varios puntos diferentes.

Si encuentras una desviación significativa de las especificaciones de diámetro anunciadas, podría ser el momento de empezar a pensar en obtener tu filamento de una fuente diferente.

No sólo las tolerancias inconsistentes pueden causar problemas con el filamento barato y de baja calidad – como se mencionó anteriormente, la pureza de las materias primas es también un gran problema que a menudo se pasa por alto.

No se sabe cuándo pueden ocurrir estas cosas, así que puede merecer la pena al menos probar una marca de filamento que dé prioridad a la fiabilidad de la impresión y a la calidad del acabado.

Polvo y suciedad

A pesar de tus mejores esfuerzos, el polvo y la suciedad pueden adherirse al filamento y viajar con él hasta el extremo caliente. Una vez allí, se queman con el calor de la boquilla y comienzan a adherirse a la superficie interior de la boquilla en forma de carbónita.

Cuando se acumula suficiente carbono en el interior de la boquilla, puede empezar a reducir la anchura de la abertura de la boquilla, así como empezar a impedir el flujo del material de impresión.

El resultado final puede ser un atasco. En la siguiente sección hablaremos de cómo solucionar este problema.

Cómo desatascar una boquilla de impresión completamente obstruida.

Cuando tienes una boquilla de impresión completamente obstruida, hay varias técnicas de limpieza de boquillas de impresoras 3D que puedes utilizar para desatascarla, dependiendo del material que esté causando el problema.

La primera forma que siempre recomendamos para las boquillas parcialmente obstruidas es utilizar filamento de limpieza con regularidad, sin embargo, eso no desbloqueará una boquilla totalmente obstruida.

Veamos algunos de estos otros métodos para limpiar una boquilla de impresora 3D obstruida.

Sin embargo, si sólo tienes una obstrucción parcial o una ligera falta de extrusión, hay una manera mucho más fácil.

Tirón en frío.

Esta es una técnica que funciona muy bien si tienes una acumulación de carbónita o material carbonizado en tu boquilla que está causando el atasco. También funciona bien si el atasco fue causado por el cambio de un material de impresión de alta temperatura a uno de baja temperatura.

La siguiente solución ha sido apodada el método «atómico» porque utiliza el material de impresión para limpiar la suciedad carbonizada y otros residuos acumulados desde el extremo superior hacia abajo. La clave para una limpieza atómica exitosa es utilizar el material con el que se imprimió por última vez como material para la limpieza.

Este es un truco muy efectivo si tienes partículas o carbón acumulado detrás del orificio de la boquilla, ya que lo saca por la parte de atrás.

  • El primer paso es volver a invertir el material de impresión fuera del cabezal de impresión. A continuación, retira la abrazadera que sujeta el tubo bowden al cabezal de impresión y tira suavemente del tubo del cabezal.
  • A continuación, calienta el cabezal de impresión a la temperatura del último material utilizado. Mientras el cabezal se calienta, corte unos 20 cc del material de impresión de la bobina. Utiliza un corte recto y trata de enderezar el material lo máximo posible.
  • Ahora, coge el trozo de material cortado e introdúcelo hasta el fondo en el cabezal de impresión. Aplica un poco de presión hasta que el material empiece a salir de la boquilla o no pueda introducirse más. Baja la temperatura del cabezal de impresión a unos 145C para nylon u otros materiales de mayor temperatura, 110C para ABS y 90C para PLA.

Aunque encontramos que el método de extracción en frío de la impresora 3D es efectivo, es muy brutal y consume mucho tiempo en su máquina. Sigue leyendo para conocer nuestras medidas preventivas y el uso del limpiador de boquillas para impresoras 3D.

Limpieza con agujas.

Otro método para romper un atasco es esencialmente romperlo utilizando cualquier cosa fuerte y estrecha. Una aguja quirúrgica o de acupuntura, o una cuerda de guitarra de acero B o E alto, son todos excelentes herramientas.

Nuestra herramienta de limpieza de boquillas preferida es una aguja hipodérmica, que se puede conseguir a buen precio en Internet. No hace falta decir que hay que tener mucho cuidado al usarlas. En este momento ya se venden agujas especiales para este cometido. 

Basta con calentar el extremo caliente hasta la temperatura de impresión del material que está obstruido.

Con un par de alicates, inserta con cuidado la aguja o la cuerda de guitarra en la abertura de la boquilla y muévela hacia delante y hacia atrás, para romper y eliminar el material obstruido.

El método del disolvente

Si el material que está causando el atasco es algo fácilmente soluble, retirar la boquilla y sumergirla en el disolvente en cuestión puede proporcionar una solución a los atascos realmente difíciles.

Cada impresora FDM tiene un método ligeramente diferente a la hora de retirar la boquilla de la impresora.

Consulta el manual del usuario para conocer los métodos específicos que se aplican a tu impresora. Una vez retirada la boquilla, colócala en un recipiente lleno del disolvente adecuado.

Por ejemplo, si intentas disolver un atasco causado por el ABS, coloca la boquilla en un recipiente de cristal lleno de acetona. Deja la boquilla en el disolvente durante 24 horas, agitándola cada pocas horas.

Una vez transcurridas las 24 horas, retira la boquilla del disolvente y, con una cuerda de guitarra de acero o una aguja, retira la mayor parte posible de la obstrucción de plástico. Si es necesario, repita el baño de disolvente durante otras 24 horas y vuelva a intentar desatascar el atasco.

A veces es la triste verdad que si este es tu último recurso y sigue sin funcionar en tus boquillas de extrusión, puede que tengas que deshacerte de la boquilla y conseguir una nueva.

A veces, si todo lo demás falla, puede ser necesario comprar una boquilla nueva, que aunque es un poco más cara si tienes un atasco sólido y has probado los pasos anteriores, podría ser tu única opción.

Prevención y nuestra opinión sobre cómo limpiar una boquilla de extrusión

Una de las mejores maneras de limpiar una boquilla del extrusor es no tener nunca un atasco en primer lugar. Como ya hemos dicho, una configuración adecuada de la impresora y un filamento de alta calidad pueden contribuir en gran medida a evitar que se produzcan atascos.

A veces no se puede evitar una acumulación a largo plazo de partículas, polvo y residuos de filamento, que acechan en la boquilla, listos para bloquearla en cualquier momento.

Es entonces cuando necesitas un limpiador de boquillas de impresora 3D eficaz.

Lo más eficaz es utilizar regularmente un filamento de limpieza de buena calidad para eliminar los restos de plástico y los contaminantes que puedan quedar en la boquilla entre los trabajos de impresión.

El uso de un filamento de limpieza para impresoras 3D de buena calidad eliminará realmente todas las boquillas, excepto las que estén completamente bloqueadas.

Los filamentos de limpieza funcionan en un amplio rango de temperaturas. El compuesto de purga del filamento se adhiere a los contaminantes y los elimina mecánicamente cuando el propio filamento de limpieza se extruye a través del extremo caliente.

Es una forma fácil de mantener su impresora, permitiéndole evitar los atascos de las boquillas que pueden retrasar su capacidad de imprimir los objetos que necesita. Puedes ver nuestro filamento de limpieza aquí. Su precio es increíble, ya que sólo cuesta 20 céntimos por purga completa de boquillas.

Conclusiones

Para finalizar la explicación de los diferentes tipos extrusores que podemos encontrar, deciros que tengo amigos que tienen un extrusor para cada tipo de material, tanto directos como indirectos, que cambian según el material a usar. 

Ademas ya tenemos varias impresoras con doble extrusor, tanto como para mejorar la calidad como la velocidad de las impresiones 3D. Hablaremos pronto sobre las ventajas e inconvenientes del doble extrusor. 

Os dejamos un enlace amazon para ver los diferentes precios que pueden tener los diferentes extrusores y sus componentes.

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