Todo sobre las boquillas o nozzles en impresión 3D

Cuando hablamos de imprimir un diseño 3D siempre debemos asegurarnos de que diferentes parámetros han sido configurados correctamente, desde calibrar la cama de impresión hasta mantener limpia nuestra impresora. Otro paso que no hay que dejar por alto es la elección de nuestra boquilla o nozzle, pues una elección correcta mejorará la calidad de nuestras impresiones. Aunque la boquilla o nozzle es un elemento diminuto tiene una gran influencia en el funcionamiento de la impresora.

En este post de nuestro blog tienes toda la información disponible sobre las boquillas o nozzles para impresoras 3D.

Resumen del post

1. ¿Qué es una boquilla o nozzle?

2. Tipos de boquillas

    2.1. Según el diámetro de salida

    2.2. Según su material

3. Diferencias entre MK6, MK8, MK10 y E3D V6

4. Trucos y consejos

    4.1. ¿Cómo intentar evitar atascos en la boquilla?

    4.2. ¿Cuándo cambiar la boquilla?

5. Mantenimiento de la boquilla

6. ¿Qué boquillas usamos en Kumótica?

1. ¿Qué es una boquilla o nozzle?

La boquilla de una impresora 3D es un elemento, que forma parte del hotend, a través del cual pasa el filamento calentado que se acaba imprimiendo sobre la cama de la impresora. Generalmente, en las impresoras 3D, la boquilla es una pieza reemplazable. Dependiendo de sus requisitos, puede ser muy beneficioso cambiar la boquilla de la impresora, por lo que recomendamos probar otras boquillas.

2. Tipos de boquillas

Desde que comenzó el fenómeno mainstream de las impresoras 3D, han salido a la luz diferentes tipos de boquillas y variaciones, siempre dependiendo del modelo o fabricante de la impresora 3D.

2.1. Según el diámetro de salida

El diámetro de salida de la boquilla es un factor que afecta directamente a la impresión de nuestras piezas. Cuanto más grande sea el diámetro de la boquilla mayor cantidad de filamento extruido por segundo, peor calidad y mayor velocidad.

La altura de capa también viene definida por el diámetro de la boquilla, siendo esta, generalmente la mitad de dicho diámetro.

Se pueden encontrar boquillas de impresoras 3D con diferentes diámetros, que suelen ir desde los 0,1 mm hasta los 2,0 mm. 

Por línea general, las boquillas más utilizadas en impresora 3D de uso doméstico son las que tienen un diámetro de 0,4 mm. Con esta boquilla se obtiene la mejor relación calidad/velocidad posible. Además se obtienen piezas con un nivel de detalle impecable, pues con las boquillas de este diámetro se suele obtener una altura de capa de 0,2 mm.

Para conseguir la mejor calidad de acabado posible se puede utilizar las boquillas con 0,1 mm de diámetro, que son las que mayor detalle ofrecen. Aunque también depende del nivel de resolución de la impresora 3D.

2.2. Según su material

Las boquillas que se utilizan en la impresión 3D tienen una conductividad térmica bastante elevada, por lo que se fabrican en diferentes materiales metálicos que afectan directamente al proceso de impresión. Además hay muchos filamentos que poseen propiedades abrasivas, de modo que hay que seleccionar el material de la boquilla idóneo para que no se desgaste con el paso del filamento.

  • Boquillas de Latón
  • Las boquillas de latón son las más utilizadas (y las más económicas) en impresoras 3D. El latón, que es una aleación de cobre y zinc, funciona como un buen conductor térmico con un costo bastante bajo. Sin embargo, con materiales abrasivos como el carbono, el metal o las fibras de madera la boquilla suele desgastarse por lo que se vuelve poco precisa.

  • Boquillas de Níquel
  • Las boquillas de níquel tienen mucha más resistencia a los materiales abrasivos que las de latón. Además tienen un coeficiente de fricción bastante bajo, lo que ayuda a que el material fluya mucho mejor y retrasa la adhesión del filamento en la boquilla. Este tipo de boquillas tiene un precio menor que otras con prestaciones similares como las de acero endurecido.

  • Boquillas de Cobre
  • Las boquillas de cobre son muy duraderas y antiadherentes. Por su resistencia a la temperatura, son ideales para trabajar con temperaturas elevadas y en condiciones donde otras boquillas no pueden De hecho, las aleaciones de cobre no comienzan a ablandarse hasta después de los 500°C.

  • Boquillas de Vanadio
  • Estas boquillas solo las produce la marca estadounidense Slice Engineering. Las boquillas de vanadio tienen una excelente resistencia a la abrasión, superior a la de los nozzles de acero endurecido, a cualquier temperatura de trabajo. Además, incorporan un recubrimiento repelente de plástico y resistente al desgaste. Gracias a este recubrimiento, se mantendrán limpias de gotas de plástico fundido que puedan desprenderse y perjudicar el acabado de las piezas impresas.

  • Boquillas de Tungsteno
  • Este tipo de boquillas tiene un abanico de uso muy amplio, pues sirven para prácticamente todo tipo de filamento. Tienen una resistencia muy alta al desgaste y permiten que el plástico fundido fluya mejor. Además, su elevada conductividad térmica permite que la boquilla tenga una temperatura mucho más uniforme en todo su cuerpo. y gracias a ello permitirá que las piezas impresas tengan una mejor superficie y un plástico depositado de manera más homogénea. Y también se gana en tiempo ya que el plástico fundido puede fluir a más velocidad.

  • Boquillas de Acero endurecido
  • Estas boquillas se suelen utilizar cuando imprimimos con materiales abrasivos como el carbono, el nylon o el metal. Presentan unos niveles de dureza y resistencia muy elevados (hasta 10 veces más resistentes al desgaste que las boquillas de latón).
    Sin embargo, no tienen una muy buena conductividad térmica, siendo menor que las las boquillas fabricadas en otros materiales como acero o latón. Y al ser tan duras, la superficie interior de estas boquillas no son tan lisas como otras, lo que lleva a piezas impresas con menor calidad. Con respecto a su precio, suelen ser más caras que otras boquillas como las de latón o acero pero su uso se ve altamente premiado al usar materiales abrasivos.

  • Boquillas con punta de rubí
  • Las boquillas con punta de rubí no son más que boquillas de latón con la punta hecha de rubí. Estas boquillas mejoran notablemente la extrusión de filamentos abrasivos debido a su alta conductividad térmica. La punta de boquillas hechas con rubí se pueden fabricar con mucha más precisión.
    Evidentemente, tienen una resistencia al desgaste brutalmente alta, aun usando materiales abrasivos. Y por consecuencia son el tipo de boquillas más caras del mercado.

3. Diferencias entre MK6, MK8, MK10 y E3D V6

Al estar en el campo de la impresión 3D, estoy seguro de que habrás visto estos términos MK6, MK8, MK10 y E3D V6 sin conocer las diferencias reales. Ahora vamos a exponer y explicar, comparar y responder qué hace que cada boquilla sea diferente.

El nombre 'MK' surgió por la práctica común de distinguir versiones en una serie de productos (abreviatura de Mark ).

Comenzó con la marca Makerbot iniciando su propia serie de hotends utilizando MK como base. Empezó con MK1 y ha llegado hasta MK11 hasta ahora, pero no es muy común en el mercado de impresión 3D convencional. Los principales con los que se habría encontrado son la gama MK8, MK10 y E3D V6.

  • MK6
  • El término MK6 se refiere a una larga serie de partes diferentes. Se refiere al extrusor, hotend y boquilla y estos suelen venir en kit por lo que se pueden montar todos juntos, pero se pueden comprar individualmente. El MK6 se centró más en el filamento de 3 mm, ya que era antes de que el 1,75 mm fuera tan popular como lo es hoy. También se hizo principalmente para imprimir ABS en lugar de PLA.
    La gama MK6 fue el primer hotend disponible comercialmente que se vendió como un kit completo en lugar de individualmente. Tiene un bloque calentador de acero inoxidable, mientras que el kit de actualización MK6+ tiene un bloque de aluminio con un diseño diferente, lo que lo hace más pequeño y liviano. La boquilla MK6 tiene un tamaño de rosca M6, lo que significa que el diámetro de la rosca mide hasta 6 mm.
    Cuando quieras actualizar una determinada pieza solo tienes que asegurarte de que sigue el mismo tipo de roscado (atornillado en parte) y es compatible con tus piezas actuales. Una vez que compre una impresora 3D, sabrá qué rango es compatible. Las extrusoras de MK6 e inferiores realmente no tienen mucha influencia en el mundo de la impresión 3D de hoy en día porque simplemente no cumplían con los estándares de rendimiento y calidad y tenían una tendencia a desgastarse y deslizarse/triturar el filamento.
    Compatibilidad con impresoras 3D MK6: Makerbot, Creality CR10, Ender 3 Pro, Tevo Tornado, Anet A8, Prusa I3, etc.

  • MK8
  • El Makerbot Replicator fue responsable de la nueva configuración del hotend de doble extrusora llamada MK8. Tenía una barra de enfriamiento que era más gruesa que la gama MK7 pero compartía la misma barrera térmica totalmente metálica. La MK8 tenía pequeñas diferencias en la geometría de la boquilla desde dentro y desde fuera, lo que supuestamente tuvo un impacto positivo en el rendimiento de la impresión.
    Una boquilla MK8 tiene lados más afilados y angulados que salen de la punta de la boquilla, lo que significa que no es tan plana como otras boquillas. Tiene un aspecto muy puntiagudo desde los lados hasta la punta. La boquilla MK8 también utiliza el tamaño de rosca M6. Esto significa que se puede usar una boquilla MK8 con una extrusora MK6 y viceversa.
    Compatibilidad con impresoras 3D MK8: igual que MK6 porque tiene la misma rosca M6.

    • MK10
    • MK10 fue un cambio completo del hotend, usando el MK9 como modelo base (usa partes del alimentador MK9). Con esta gama de hotends, tiene barreras térmicas de DE suave junto con un revestimiento de PTFE de 4 mm de DE y 2 mm de DI.
      Una de las principales diferencias es que el MK10 usa hilos M7 en lugar de los hilos M6 que usan todos los modelos anteriores.La razón principal de esto es que un revestimiento de PTFE de 4 mm no tiene suficiente metal para hacer el tubo exterior con roscas M6. No podrás usar la gama MK10 con ningún otro modelo de hotend anterior ya que tienen roscas de diferentes tamaños. Así que asegúrese de no comprar una boquilla MK10 si tiene una extrusora MK8 y viceversa. MK10 es completamente incompatible con todas las partes anteriores del hotend. Cada parte es diferente.
      Compatibilidad con impresoras 3D MK10: Monoprice Maker Select, Wanhao Duplicator i3 (D4, D6), Qidi Tech, Cocoon Create, Flashforge Creator (Dreamer, Finder)

    • E3D V6
    • La gama E3D V6 tiene su propio ecosistema (rosca M6) de piezas que funcionan juntas a la perfección. Es muy conocido por tener piezas de marca confiables y de alta calidad que hacen el trabajo. La boquilla de acero endurecido que vende E3D es una en la que puede confiar al imprimir filamentos abrasivos que rasgarían las boquillas de latón estándar
      En lugar de tener que cambiar constantemente la boquilla cuando desee imprimir con filamento abrasivo, puede instalar esta boquilla, aumentar ligeramente la temperatura y obtener excelentes resultados. Las mejores críticas, el increíble rendimiento y la larga durabilidad son solo algunas de las razones por las que elegiría la boquilla E3D V6. Compatible con cualquier impresora 3D que utilice el ecosistema E3D V6 (rosca M6), incluidas las impresoras 3D Prusa i3 e i3 MK2.
      La geometría interna de las boquillas V6 está optimizada para reducir la contrapresión, lo que garantiza un flujo de filamento suave y fácil al tiempo que mejora la eficacia de la retracción. La punta de superficie plana de la boquilla que aplana la capa se mecaniza a medida para cada tamaño de boquilla. Una punta de boquilla pequeña le brinda alta precisión, y una punta de boquilla ancha ayuda a imprimir sin problemas capas más grandes.
      Compatibilidad con impresoras 3D E3D V6: igual que MK6 y MK8 con rosca M6 de 6 mm.

    4. Trucos y consejos

    4.1. ¿Cómo intentar evitar atascos en la boquilla?

    Para finalizar, dejamos algunos consejos para evitar problemas, no sólo con los nozzles, sino también con todo lo relacionado con la impresora 3D:

    • Recomendamos utilizar siempre materiales de calidad, tanto en filamentos como en componentes. Un filamento de calidad evita muchos problemas de atascos en el nozzle, ya que su tolerancia de diámetro es fiable y la materia prima es de calidad y uniforme. En los componentes ocurre lo mismo, con un nozzle de calidad se obtendrá mejores resultados y durante más tiempo.
    • Otro aspecto que afecta es la suciedad de polvo que puede coger un filamento una vez sacado de su envoltorio inicial, por esto siempre recomendamos utilizar un limpiador de filamento, que aparte prevenir problemas de obstrucción, aumenta la vida del nozzle, que se verá más incrementada con la utilización de una funda de silicona para el HotEnd.
    • Uno de los parámetros que las impresoras 3D necesitan para funcionar correctamente es la altura entre la boquilla y la plataforma de construcción. Si se ajusta la boquilla demasiado alta, se producirá un enfriamiento prematuro del filamento y una mala adherencia del lecho. Por otro lado, un ajuste demasiado bajo provoca una extrusión retrógrada, una condición en la que el filamento no puede fluir correctamente. Además de la calidad de su impresión, la extrusión retrógrada puede atascar su boquilla rápidamente.
    • Utilizar un filamento de limpieza es crucial al hacer un cambio de material y después de utilizar filamentos que contienen fibras, para eliminar todos los restos indeseados que pudieran quedar del último material. En caso de no realizar este proceso de limpieza, el extrusor quedará lleno de fibras que provocarán un atasco en las siguientes impresiones.
    • La boquilla de una impresora 3D suele ser mucho más pequeña que el diámetro del filamento. Esto significa que el filamento necesita estar completamente derretido para que fluya suavemente a través de la boquilla. Si la temperatura de la impresora es inferior a la temperatura recomendada para el filamento que está utilizando, la extrusora tendrá más dificultades para transportar el filamento a través de la boquilla, lo que hará que el material del filamento se enfríe justo dentro de la boquilla.

    4.2. ¿Cuándo cambiar la boquilla?

    Para saber cuándo debemos cambiar una boquilla debemos estar pendientes sobre todo de los siguientes factores.

    • Desgaste. Esta razón no suele ser la normal para cambiar una boquilla pues una sola puede imprimir una gran cantidad de material.
    • Golpes o deformaciones. Si en la boquilla se aprecia alguna deformación por el motivo que sea debemos cambiar la boquilla de nuestra impresora. A veces las deformaciones pueden ser muy sutiles, como agrandar el diámetro de esta sin darnos cuenta al calibrar y pegar demasiado la boquilla a la cama de impresión.
    • Atascos. A veces se quedan restos de material carbonizado en nuestro nozzle. si hemos tenido alguno y estamos seguros de que las demás partes de nuestra impresora 3D están en perfectas condiciones. Seguramente necesitaremos cambiar la boquilla.

    5. Mantenimiento de la boquilla

    Para saber cuándo debemos cambiar una boquilla debemos estar pendientes sobre todo de los siguientes factores.

      • ColdPull
      • Este método es el más sencillo y rápido de realizar. Primero se calienta el extrusor hasta la temperatura de impresión del filamento que ha atascado la boquilla (por ejemplo, PLA 190ºC). A continuación, reducimos la temperatura hasta que esté próxima a la temperatura de transición vítrea del material, para el PLA sobre 90ºC, y así conseguir que solidifique el material y las impurezas que provocan el atasco con el filamento. Ahora es el momento de tirar fuerte del filamento con una mano y con la otra sujetar el extrusor. Se debe repetir este proceso hasta conseguir que el filamento salga libre de impurezas.
      • Desatasco con agujas de precisión
      • Este método es muy eficaz con atascos de media o baja gravedad. El proceso es muy simple, sólo se debe calentar el HotEnd a la temperatura de extrusión del material que ha provocado el atasco, introducir la aguja de precisión entre 10 mm y 30 mm por el nozzle unas 3 o 4 veces. A continuación, se comprueba que se ha liberado el atasco accionando el extrusor una longitud de 100 mm. En caso de no obtener un flujo continuo, se vuelve a realizar el proceso.
      • Desatasco con acetona
      • Este método sólo es eficaz si el atasco se ha producido utilizando ABS. Antes de iniciar el proceso se necesita acetona pura (no quitaesmalte) en un tarro de cristal con tapa. Se retira el nozzle del HotEnd, siempre con el HotEnd caliente para facilitar el proceso y evitar daños en los componentes. Una vez retirado el nozzle se introduce en el tarro con acetona y se deja en el líquido durante 24h. Pasado ese tiempo, retiramos el nozzle de la acetona y nos ayudamos, si es necesario, de una aguja o alfiler para limpiar el interior del nozzle, siempre con mucho cuidado de no dañar las paredes internas. Por último, montamos de nuevo el nozzle en el HotEnd y comprobamos que esté desatascado.

      6. ¿Qué boquillas usamos en Kumótica?

      Después de haber repasado todo los tipos de boquillas o nozzles y de conocer un poco mejor todas sus características, ¿sabes ya cuál es la boquilla que mejor se adapta a tus necesidades?.

      Como habrás podido observar, los diferentes tipos de boquillas responden a distintas necesidades, y por supuesto, a distintos presupuestos. Entendemos que es una misión complicada escoger tu boquilla sin antes conocer toda esta información. 

      En caso de tener cualquier duda puedes hacérnoslo saber en los comentarios y estaremos encantados de ayudaros. Además os recordamos que tenemos una amplia variedad de boquillas y productos para su limpieza. ¡Y ya sabes, ante cualquier duda sólo tienes que dejarnos un mensaje!

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