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Cómo funciona una impresora 3D

Cómo funciona una impresora 3D

Si has llegado hasta aquí posiblemente tienes una impresora 3D, estás pensando en comprarte una para uso personal o quizá para tu empresa y quieres saber cómo funciona una impresora 3D.

Si te quedas hasta el final vamos a intentar explicártelo de una forma clara y sencilla, ya que parece algo muy complejo, pero realmente no lo es.

Cómo es el funcionamiento de una impresora 3D

Bueno, vamos a entrar en materia y desgranar cómo funciona una impresora 3D, pero antes vamos a aclarar qué es una impresora 3D, así cómo, qué es la impresión 3D.

Una impresora 3D es una máquina capaz de crear objetos tridimensionales a partir de un archivo añadiendo material, por eso le llamamos tecnología aditiva.

 

Funcionamiento de una impresora 3D

 

En este artículo nos vamos a centrar en las impresoras FDM / FFF (filamento), ya que son las más populares en el mercado, dado su precio.

Desde apenas 200 € podemos encontrar algunos modelos básicos, pero que nos ofrecen una buena calidad.

Las impresoras 3D cuentan con 3 ejes tridimensionales X Y Z por los que es capaz de moverse, para conseguir geometrías increíbles:

  • Contamos con el eje Z que es el que va a marcar la altura moviéndose de arriba hacia abajo
  • También tenemos el eje X que es el que se va a desplazar de derecha a izquierda
  • Por último, el eje Y es el encargado de moverse hacia adelante y atrás

 

Qué partes tiene una impresora 3D y cómo funcionan

Ahora que ya sabemos cómo se desplaza una impresora 3D vamos a ver cuáles son sus principales partes y los diferentes tipos.

 

Circuito de filamento

El filamento es empujado por un motor y un engranaje dentado desde la bobina hasta el hotend (lugar por donde sale el filamento fundido).

Este motor se conoce como extrusor o sistema de empuje.

Comentar que contamos con 2 tipos de sistemas de empuje, bowden y directo.

El sistema de extrusión bowden empuja el filamento desde atrás y es guiado hasta el hotend con un tubo de teflón.

Por otra parte, contamos con el sistema de extrusión directa, en este caso el hotend y el sistema de extrusión está todo junto.

 

Hotend parte importante impresora 3D

 

El hotend o fusor es posiblemente una de las partes más importantes en una impresora 3D, y este, cuenta con varias partes.

 

Bloque disipador y ventilador

El bloque disipador junto con el ventilador son los encargados de que el calor no suba hacia arriba, y reblandezca el filamento antes de hora lo que produciría un atasco.

 

Barrel

Esta parte es la que une el disipador con el bloque calentador.

Contamos con 2 tipos de barrel, el más común y barato nos llega desde el tubo de teflón hasta la boquilla y nos limita la temperatura de impresión a 240 – 250 °C ya que se degrada a mayor temperatura.

Por otra parte, tenemos los conocidos como ALL METAL los cuales el tubo de teflón se queda arriba y tienen un pulido especial para evitar que el filamento se adhiera en sus paredes y así evitar atascos.

Es muy importante que elijas un barrel ALL METAL de buena calidad.

 

Bloque calentador

Esta es la pieza donde se instalan el sensor de temperatura y el termistor o cartucho calefactor encargado de calentar el bloque, que a su vez calentará la boquilla.

 

Boquilla

Es la parte por donde sale el filamento fundido con el diámetro que tiene en la punta. En el mercado existen boquillas de varios materiales, latón, acero endurecido, etc.

Las más populares son las de latón, ya que trasmiten muy bien el calor.

 

Estructura de una impresora 3D

La estructura de una impresora 3D, la podemos comparar al chasis de un coche, cuanto más robusto y reforzado esté, más aceleraciones y vibraciones va a absorber.

Esto se traduce en que vamos a poder imprimir más rápido y con mayor calidad en un mejor chasis.

 

Estructura de una impresora 3D

 

Existen diferentes tipos de impresoras 3D FDM con estructuras diferentes cartesianas, deltas y coreXY cada uno de ellos cuenta con características particulares.

 

En el caso de las cartesianas posiblemente sean las más populares, ya que son las más económicas.

En estas impresoras se mueve la base de impresión que hace de eje Y moviéndose adelante y atrás mientras que el eje X se mueve de derecha a izquierda y va subiendo en el eje Z.

 

Por otra parte, tenemos las coreXY en este caso es la base de impresión la que baja mientras que el eje X e Y se desplazan.

Suelen ser más robustas y dar mejor calidad de acabado.

 

Por último nos quedan las deltas, menos populares, ya que el montaje es más complejo, pero son las más rápidas.

En este caso tenemos 3 brazos que se mueven de manera conjunta para realizar desplazamientos e ir subiendo en el eje z.

 

Parte mecánica

Ahora que ya conocemos los diferentes tipos de chasis que podemos encontrar vamos a ver las diferentes partes mecánicas que tiene una impresora 3D y cómo funcionan.

  • Cama caliente: La cama caliente es la encargada de calentar la base de impresión para lograr una mayor adherencia del material a la base, es habitual utilizar adhesivos para impresión 3D
  • Extrusor: Es el encargado de empujar el filamento hasta el fusor y hacerlo llegar a la boquilla de manera constante
  • Fusor: Como su propio nombre indica el encargado de fundir el filamento
  • Motores y correa GT2: Se encargan de dar vida a nuestra impresora 3D haciendo posible que se mueva en los 3 ejes
  • Los rodamientos lineales y radiales: Gracias a estos mecanismos tenemos unos movimientos suaves y precisos
  • Cableado: Los cables nos llevan la información y corriente a todas las partes de la impresora, los hay planos y tradicionales

Parte mecánica impresora 3D

 

Como puedes ver una impresora cuenta con muchas partes por lo que en caso de tener una en nuestra casa o empresa será importante tener algunos recambios o repuestos de impresoras 3D.

 

Parte electrónica

Es la encargada de hacer que todo se mueva de manera correcta. Contamos con una placa y unos drivers insertados en la placa para mover los motores.

En esta placa se instala un Firmware (sistema operativo de la placa) llamado Marlin, el cual se configura previamente.

 

Como crear un modelo para imprimir en tu impresora 3D

Bueno, ahora ya sabemos cómo funciona una impresora 3D, pero hay que ponerla a imprimir y para ello necesitamos obtener un modelo 3D.

Tenemos 3 formas de crear modelos 3D:

  • Digitalización mediante un escáner 3D o fotogrametría puede pasar de un modelo físico a uno digital
  • Otra forma será modelarlo nosotros mismos con programas de diseño 3D gratis, aunque también los hay profesionales de pago
  • Por último, la opción más fácil y rápida es echar mano alguna de las muchas plataformas de modelos 3D que hay en la red como Thingiverse, Cults3D… y descargarlos

Ahora ya tenemos nuestro modelo 3D para imprimir, pero tenemos que dárselo a la impresora en un formato que sea entendible para ella.

Para esto, vamos a necesitar un programa de rebanado que generará un archivo .GCODE en el cual vamos a indicar toda la información del mismo, tal como temperatura, velocidad, altura de capa….

El programa generará un archivo con toda la información y un mapa de coordenadas X Y Z indicando a la impresora donde, y cuanto material tiene que poner en cada coordenada, de esta forma iremos dando forma a nuestra pieza.

En resumen, este .GCODE lo introducimos en la impresora, la boquilla se calienta y el extrusor va empujando el material depositándolo en las coordenadas donde le indica el archivo .GCODE, como si de una manga pastelera se tratara.

 

Ante cualquier problema de funcionamiento en tu impresora 3D puedes enviarnos tu consulta desde el formulario que encontrarás en la página de reparación de impresoras 3D e intentaremos orientarte.

Si os ha gustado este post sobre cómo funciona una impresora 3D, o sigues teniendo dudas déjanos un comentario e intentaremos resolverlas.

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