Cómo funciona una impresora 3D

Cómo funciona una impresora 3D es la pregunta que muchos “makers principiantes” se hacen al iniciarse en el mundo de la impresión 3D y no saben por dónde empezar. Por ello, en este post te explicamos los tips más importantes para que empieces a imprimir como un profesional.


Existen numerosas tecnologías de impresión 3D: FDM SLA, SLS, Materlal Jetting, pero nosotros nos vamos a centrar en las impresoras 3D con tecnología FDM o FFF ya que es la tecnología más barata y asequible con diferencia. Por eso el 90% de las impresoras 3D que te encuentres hoy en día la usan. De hecho hoy en día puedes tener una impresora 3D por 250€.


Una impresora 3D es una máquina CNC, una máquina que se mueve en los tres ejes del espacio XYZ. Los tres ejes se divide en X (ancho) Y (profundo) Z (altura).

  • El eje X se mueve de derecha a izquierda según el giro del motor X
  • El eje Y se mueve de adelante a atrás según el giro del motor Y
  • El eje Z  se mueve de arriba abajo según el giro del motor Z

En el eje XY se modelan las piezas depositando el material plástico fundido y en Z se van desarrollando las capas del objeto tridimensional. El cabezal con una función específica;depositar filamento.

Para imprimir, tienes que conseguir el modelo 3D, a través de un repositorio como Cults o Thingiverse, lo laminamos en un programa de diseño 3D como PrusaSlicer, Simplify o Cura Slicer donde seleccionaremos nuestros parámetros de impresión y material(En siguientes videos explicaremos más detenidamente los programas de diseño 3D) y seguidamente lo exportamos a GCode para imprimirlo en nuestra impresora 3D.



Partes de una impresora 3D y su funcionamiento

Tenemos muchas impresoras 3D FDM. Pero, ¿se diferencian muchas unas de otras? Al final, todas tienen una serie de componentes que no pueden faltar en la impresora 3D.

Los componentes de impresoras 3D se pueden dividir en cuatro partes: CIRCUITO DE FILAMENTO, ESTRUCTURA, MECÁNICA y ELECTRÓNICA

Circuito del filamento

El filamento va desde la bobina hasta el extrusor que  empuja el filamento hasta el fusor.  El extrusor es el motor que alimenta la impresora

La posición del extrusor puede variar dependiendo de si nuestra impresora es tipo bowden o de extrusión directa.

En las que tienen un sistema de extrusión bowden nos encontraremos el empujador en el Eje Z, mientras que en las de extrusión directa nos encontraremos un único bloque compuesto por el empujador y el hotend.  

El tubo bowden hace referencia al tubo blanco que llega hasta el fusor. Este tubo es de teflón, que se utiliza como aislante térmico. Este tubo llega hasta el fusor que es el que se encarga de fundir el filamento. 

El fusor está compuesto por varias partes: la boquilla, el bloque, disipador y el barrel.

El bloque calentador

El bloque calentador se conecta a una resistencia que calienta el filamento. Es un elemento clave y hace que estén conectados todos los componentes del fusor.

El hueco para el cartucho calentador está localizado en un lugar estratégico para asegurar la transmisión de el calor del cartucho calentador al nozzle, de manera uniforme y constante. Además, también dispone del hueco para el termistor.

Bloque Calentador

Disipador

El disipador hace que el calor del bloque calentador no caliente otras partes. Para evitar que se funde el filamento en otras partes, necesitamos un elemento disipador.

disipador

Barrel

El barrel guia el filamento por el disipador hasta la boquilla pasando por el bloque calentador.

Boquilla

La boquilla se podría decir que es el ultimo paso del filamento, ya que es por donde sale el filamento ya fundido.

Boquilla Creality

Estructura

El esqueleto y soporte que soporta todas las fuerzas, vibraciones y aceleraciones de nuestra impresora 3D. Esto determinará lo rápido o despacio que nuestra impresora imprima y el movimiento de los tres ejes.

  • El carro: es lo que va a hacer que el cabezal de la impresora se mueva de izquierda a derecha. Dentro del carro tenemos las correas adheridas a los motores para que el cabezal deslice por él.
  • La plataforma de impresión y cama caliente: la plataforma de impresión hará que la impresora se mueva de delante hacía atrás. La cama caliente es un panel metálico que se calienta a través de una resistencia  para que cuando caiga el plástico fundido, no se contraiga o se enfríe muy rápido.
  • Varillas o guías lineales: es por donde la impresora se mueve de arriba en los ejes.

Mecánica

La mecánica es lo que hará que nuestra impresora 3D pueda moverse en los tres ejes XYZ.

  •  Los motores paso a paso: que a través de unas correas dentadas transmiten movimiento a las partes móviles.
  •  Las poleas y correas GT2:son lo que van a hacer que el movimiento rotativo del motor se convierta en un movimiento lineal en la impresora 3D. la polea va incrustada en el motor.
Polea Rodamiento Creality
  • Los rodamientos lineales y radiales: se deslizan suavemente por la varilla para evitar rozamientos.
  • El extrusor: el extrusor es el encargado de empujar filamento hacia el fusor, para que éste lo funda y lo expulse por la boquilla.
Motor Nema Creality
  • El fusor se encarga de fundir el filamento a una temperatura controlada.
Ultimaker Print Core

Electrónica

  • La placa electrónica es la que controla todo nuestra impresora 3D.
PLACA-BASE
  • El firmware de la impresora 3D: es el programa interno de la impresora 3D que maneja su hardware.
  • Los drivers para gestionar la potencia de los motores paso a paso.
DRIVERS
  • El ventilador axial y el ventilador de capa: El ventilador axial se coloca en el fusor para enfriar su parte superior y que el filamento no se funda antes de tiempo. El ventilador radial expulsa aire justo en la boquilla, para que así el plástico extruido se enfríe y la siguiente capa se deposite sobre una capa endurecida.
Ventilador

Ya sabes que a la hora de preguntarte cómo funciona una impresora 3D, requiere un proceso de aprendizaje, en el que tienes que tener paciencia y practicar mucho con diferentes impresiones, para hacerte con los parámetros y convertirte en todo un experto.

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