Partes una impresora 3D

Si estas iniciándote en el mundo de la impresión 3D, déjame decirte que estas en el lugar correcto, puesto que no hay mejor forma de adentrarse en el mundo de la impresión 3D y conocer a fondo todas sus posibilidades que entendiendo de cerca todas las partes que formas una impresora 3D. Además, ya sois muchos los que nos preguntáis acerca de las diferentes partes de una impresora 3D y que nos comentáis lo confusa que es la información que hay en la red respecto a este tema.

Por eso, en este post de nuestro blog tienes toda la información disponible sobre las partes que conforman una impresora 3D.

Resumen del post

1. Estructura

2. Extrusor y fusor

3. Ejes

4. Varillas y rodamientos

5. Correas

6. Husillos

7. Fuente de alimentación

8. Placa base

9. Panel de control

10. Cama caliente

11. Sensor inductivo

1. Estructura

La estructura de una impresora 3D es el conjunto de todas las piezas que conforman el soporte y la base, sobre la cual descansan el resto de elementos de la impresora 3D. Esto convierte a la estructura en un componente esencial y de gran importancia puesto que es la encargada de aportar la rigidez necesaria para una impresión de precisión.

Además, una estructura correcta garantizará la calibración optima de la impresora 3D. Por consiguiente, una estructura débil puede producir bamboleos durante la impresión, desajustes en la cama, puede no soportar el uso de un extrusor directo, puede limitar la velocidad de impresión, etc. 

2. Extrusor y fusor

El sistema de extrusión es una de las partes mas importantes de una impresora 3D. El extrusor es el encargado de desplazar el hilo de filamento que irá saliendo de la bobina de manera uniforme y consistente Es por eso que el extrusor tiene que ser de una calidad excelente para asegurar una impresión óptima. 

Entre los principales componentes del extrusor se encuentra:

  • Motor. Es el encargado de empujar el filamento del extrusor hasta la boquilla.
  • Disipador de calor. Va unido al motor y sirve para controlar la temperatura de los componentes.
  • Engranaje de tracción. Es una rueda dentada que transmite el movimiento del motor al filamento
  • Rodamiento de presión. Se encarga de ejercer presión sobre el filamento cuando pasa por el engranaje de tracción para conseguir un movimiento continuo.

El fusor o hotend es el elemento de la impresora 3D encargado de fundir el filamento y depositarlo en la cama a través de la boquilla o nozzle. Trabaja en conjunto con el extrusor para asegurarse que el filamento es depositado de manera controlada.

Entre los principales componentes del fusor o hotend se encuentra:

  • Ventilador. Se encarga de enfriar el disipador para que no se atasque la parte superior de la boquilla o nozzle. 
  • Disipador. Es una pieza metálica situada sobre el bloque calentador. Cuenta con unos salientes que se encargan de evitar que el calor se propague hacia la parte superior.
  • Barrel. Es un tornillo hueco que se encuentra en el interior del disipador y es por donde pasa el filamento previamente a ser fundido. Puede ser completamente metálico o tener un tramo de tubo de teflón.
  • Bloque calentador. En esta pieza se conecta el barrel y la boquilla o nozzle. Está compuesta por un termistor y un cartucho calefactor, usado para medir la temperatura y generar calor.
  • Boquilla o nozzle. Es la parte del hotend o fusor por donde sale el filamento fundido. Por lo general son de latón y los podemos encontrar en varios diámetros.

3. Ejes

La mayoría de impresoras 3D de uso doméstico cuentan con 3 ejes, X, Y y Z. Podríamos definir los ejes como los elementos que transmiten los movimientos a la impresora 3D. En el caso del eje X el movimiento es producido por un motor paso a paso que desplaza el extrusor de un lateral a otro. En el eje Y se emplea un mecanismo similar al del eje X pero desplaza la cama de impresión hacia delante y hacia atrás. Y finalmente el eje Z, mediante un par de motores y un par de varillas, mueve el extrusor verticalmente.

4. Varillas y rodamientos

Las varillas son una especie de tubos que guían las partes móviles. Normalmente están fabricados de acero inoxidable o de acero cromado, siendo mucho más recomendable las primeras. Y ojo, porque hay que saber distinguir muy bien entre estos dos tipos de varillas. Mientras que las varillas de acero inoxidable tienen más de un 10,5% de plomo, las varillas de acero cromadas solo tienen una pequeña capa de cromo que las recubre, lo cual hace que se desgasten mucho antes.

En cuanto a los rodamientos, lo mejor es escoger unos de calidad alta pues son unos elementos que tienen una gran influencia en el acabado de la impresión. Además, con unos buenos rodamientos evitarás que estos rayen las varillas y se produzcan atascos y ruidos en la impresora 3D.

5. Correas

Las correas son las encargadas de transmitir el movimiento del motor a las partes móviles de la impresora 3D. Se fabrican en distintos materiales, como de goma o de fibra de vidrio. Las correas de goma tienen un coste irrisorio pero la falta de refuerzo hace que no se tensen correctamente y afecte al acabado final. En cambio, las correas de fibra de vidrio  son de muy buena calidad y aportan la rigidez necesaria para un buen funcionamiento. 

6. Husillos

Los husillos son los elementos que transmiten el movimiento del motor hacia el eje Z, es decir, el movimiento vertical del extrusor. Hay algunas impresoras como las utilizadas en el mecanizado CNC que llevan husillos en los otros ejes. También hay impresoras 3D que llevan los husillos ya incorporados en el motor para evitar oscilaciones en el movimiento del extrusor.

7. Fuente de alimentación

La fuente de alimentación es el elemento encargado de convertir la red eléctrica, es decir, la corriente alterna en corriente continua a un voltaje adecuado a nuestra impresora 3D, siendo normalmente 12V o 24V. De esta forma, alimenta las placas de electrónica encargadas de controlar todos los movimientos de nuestra impresora 3D.

La función de la fuente de alimentación es bien sencilla de intuir y llevar a cabo pero esta debe estar dimensionada correctamente, algo que no se suele tener en cuenta por tal de economizar la adquisición de una impresora 3D.  No olvidemos que hay impresiones que duran días y la mayoría de estas fuentes de alimentación están fabricadas para funcionar en intervalos más cortos por lo que es recomendable escoger una fuente con el doble de potencia nominal que la impresora 3D.

8.Placa base

En cuanto a la placa base, es un elemento indispensable ya que se encarga de controlar todos los componentes de la impresora 3D, de encender y apagar la impresora, de accionar los motores, de interpretar las instrucciones del código y convertirlas en instrucciones para los controladores, etc. La placa base, a su vez, está compuesta por otros componentes:

  • Procesador. Es el encargado de procesar los datos, leer e interpretar las instrucciones y efectuar los cálculos necesarios para realizar la impresión.
  • Controladores. Controlan la potencia de los motores gracias a unos mosfets  que conmutan el voltaje.
  • Conexiones USB. Es una entrada usb a través de la cual podemos introducir nuestro STL para su posterior impresión.
  • LCD con lector de tarjeta SD. Elemento que nos permite imprimir de una forma muy cómoda y autónoma y que también permite realizar infinidad de ajustes.
  • Mosfets. Un MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) es un dispositivo semiconductor utilizado para la conmutación y amplificación de señales electricas.  

9. Panel de control

A través del panel de control podemos interactuar con nuestra impresora 3D, en definitiva podríamos decir que es el elemento de comunicación con la impresora. Nos permite trabajar sobre la impresora, prescindiendo de un ordenador, de manera rápida y directa. Esto también es gracias al lector de tarjetas SD.

Además, el panel de control admite la configuración de bastantes ajustes como el movimiento de los ejes XYZ, calibrar la impresora, ajustar la temperatura de impresión, nivelar la cama, etc.

10. Cama caliente

No todas las impresoras tienen cama caliente, aunque el PLA es el único material que admite imprimir sin usar cama caliente. En el caso de querer utilizar materiales más técnicos o de imprimir en ambientes fríos sería necesario el uso de cama caliente para garantizar la adhesión de las piezas. 

Su función principal es calentar la cama hasta una temperatura específica. Esta temperatura depende del material con el que se desea imprimir. Con esto se consigue que las piezas se adhieran de forma correcta a la superficie de la cama cuando ésta se calienta y que sea más fácil de despegar de la cama cuando ésta se enfría.

Existen varios tipos de cama caliente entre los que destaca:

    • PCB (Printed Circuit Board) (MK2). Estas camas han sido las más utilizadas durante mucho tiempo. Son muy ligeras y económicas, se pueden encontrar en varios tamaños y generalmente se pueden utilizar con 12V o 24V. Sin embargo, estas camas tienen un problema y es que no son tan rígidas ni tan planas como las de aluminio, por lo que no se puede imprimir directamente sobre ellas. necesitan un cristal templado para imprimir sobre ellas con la suficiente rigidez y planitud.
    • Aluminio (MK3). Esta es como la PCB pero con una capa superficial de aluminio. Además de su rigidez y su planitud, la cama de aluminio se calienta más uniformemente que la anterior nombrada. Actualmente son las más utilizadas debido a que el aluminio disipa el calor de forma muy homogénea.
    • Magnética. Vienen preparadas para utilizarse junto con las bases de impresión imantadas, ya que contiene imanes en la parte inferior de la cama. Sólo para utilizarse a 24V, tienen potencia alta, por lo que su calentamiento es muy rápido. El PCB queda en la parte superior, por lo que tiene un calentamiento muy optimizado de la superficie de impresión. Son bastantes rígidas y planas aunque no pueden utilizarse sin superficie de impresión. Además, se suele vender con los cables ya soldados y con las conexiones preparadas.

11. Sensor inductivo

El sensor inductivo es el componente que compensa las desviaciones de la cama caliente. Este sensor ofrece una comodidad enorme ya que ajusta la nivelación de la cama y la distancia a la plataforma de impresión de manera más precisa. 

Para asegurarse de que el sensor funciona correctamente es muy importante confirmar que los motores del eje Z se encuentran alineados, así la base estará paralela a los mecanismos de movimiento. Pues, como antes hemos dicho, este sensor no corrige las desviaciones de la cama sino que las compensa. Por eso, ante una estructura pobre, el sensor compensará los efectos en la primera capa y arrastrara el problema a las siguientes capas. Por eso hay que poner especial atención a que la alineación entre ejes sea la correcta.

12. En Kumótica tenemos el repuesto que necesitas

Aquí en Kumótica vas a poder encontrar piezas de repuesto para tu impresora 3D. Tenemos todo tipo de repuestos para tu impresora 3d, extrusores, camas, ventiladores, boquillas, etc. 

Si estás buscando montar tu propia impresora o si tu impresora 3D presenta algún tipo de fallo en alguno de sus componentes, no dudes en buscar los repuestos en nuestra web para que el problema no vaya a mayores.

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