¿Cuál es la diferencia entre las Extrusión directa y la Extrusión Bowden? Aún no hay puntuaciones.

Extrusión directa y la Extrusión Bowden, diferencias

La magia de las impresoras 3D es simplemente el resultado de una serie de pasos cuidadosamente coordinados y estructurados. Desde el uso de una bobina bien enrollada de un material de filamento de ingeniería hasta un lecho de impresión perfectamente nivelado a la temperatura adecuada, cada paso del proceso de impresión 3D se ajusta y nivela para lograr los mejores resultados. Una parte de la impresora 3D que es responsable de uno de estos pasos cruciales es la extrusora, que entrega el filamento hasta el extremo caliente. En este artículo, describimos en detalle cómo funciona una extrusora, la diferencia entre los dos tipos más comunes de extrusoras y una guía para elegir qué extrusora debes usar.

¿Cómo funciona una extrusora y qué hace?

En pocas palabras, la extrusora es responsable de la entrega del filamento al extremo caliente, donde el plástico se derrite y sale al lecho de impresión. A veces se hace referencia a las extrusoras como el “extremo frío” para diferenciarlo del extremo caliente. Cumplen una función altamente crítica al asegurar una entrega constante y consistente del filamento hasta el extremo caliente. Al ajustar la configuración de la extrusora, el usuario puede controlar la velocidad de impresión de un proyecto en particular, evitando problemas comunes como las manchas o las cuerdas. Las extrusoras también permiten que las impresoras 3D retraigan el filamento, lo cual es una función útil para cuando el extremo caliente tiene que viajar a través de grandes espacios en el diseño.

¿Cómo funciona exactamente una extrusora? Esto se explica más fácilmente describiendo las funciones de los 3 componentes importantes de una extrusora: el motor, el engranaje impulsor y la polea guía.

Los motores utilizados en prácticamente todas las extrusoras para impresoras 3D son motores paso a paso NEMA 17. El nombre NEMA 17 simplemente se refiere a la placa frontal del motor de 1.7″ x 1.7″. Los motores paso a paso se llaman así porque convierten la rotación completa de un motor en una serie de rotaciones iguales del eje del motor. Así, los motores paso a paso permiten a las extrusoras entregar cantidades de filamento incrementadas con precisión hasta el extremo caliente, asegurando una impresión que tiene una composición consistente.

La clasificación de los motores paso a paso puede variar de una impresora 3D a otra, pero un tipo no necesariamente es mejor que el otro. Los requisitos del motor paso a paso para su impresora 3D fueron probablemente elegidos para trabajar mejor con la extrusora y la configuración específica de la impresora.

El engranaje impulsor es lo que’agarra’ el filamento y lo empuja hacia el extremo caliente. El engranaje gira y es impulsado por el motor paso a paso. En las impresoras 3D, los engranajes de accionamiento se tallan con fresa madre o se les cortan los dientes para que puedan agarrarse al filamento. Existe cierta variedad en los tipos de engranajes tallados con fresa madre, debido a los diferentes tipos de ensamblaje de impresoras y extrusoras que existen hoy en día en el mercado.

El tercer componente de las extrusoras es la polea guía. El polín es simplemente la superficie a la que el engranaje de impulsión sostiene el material del filamento contra para permitirle empujar el filamento. Al igual que con otros componentes de la extrusora, se pueden encontrar diferentes tipos de rodillos en las diferentes impresoras 3D. El material más común para las ruedas tensoras son los plásticos impresos, los tubos de PTFE o las ruedas de goma. Algunas impresoras 3D incluso utilizan dos juegos de engranajes de transmisión en lugar de una combinación de engranaje de transmisión y piñón.

El objetivo más importante del par de engranajes de transmisión y de poleas guía es aplicar la presión adecuada al filamento, permitiendo que sea alimentado a una velocidad controlada y consistente hasta el extremo caliente. La falla en cualquiera de estos componentes conducirá a serios problemas de extrusión.

Extrusoras directas vs. Extrusoras Bowden

Con los elementos básicos de las extrusoras vistos ya, abordemos ahora uno de los debates más antiguos en el campo de la impresión en 3D. ¿En qué se diferencian las extrusoras directas de las extrusoras Bowden y cuál es la mejor? Como probablemente puedes ver, responder a esta pregunta es un asunto bastante complicado.

Fieles a su nombre, las extrusoras directas se sitúan justo encima del extremo caliente y extruyen directamente en ellas. Hay muy poca distancia entre la extrusora y el extremo caliente, lo que hace que sea un diseño muy simple con poco espacio para el error. La posición de la extrusora directa justo encima del extremo caliente significa que la distancia entre la extrusora y el extremo caliente se mantiene al mínimo.

Las extrusoras Bowden tienen un diseño drásticamente diferente. En una impresora 3D con una extrusora Bowden, el conjunto de la extrusora se encuentra lejos del extremo caliente y suele estar unido al cuerpo de la propia impresora. Esto significa que el filamento necesita viajar una distancia más larga desde la extrusora hasta el extremo caliente.

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de las extrusoras directas?

La belleza de las extrusoras directas radica en su simplicidad. La corta distancia desde la extrusora hasta el extremo caliente significa que hay muy poco que pueda fallar ya que el filamento es transportado hacia el extremo caliente. Mantener un ritmo constante de extrusión y presión también es mucho más fácil para la extrusora. Las retracciones son más rápidas y efectivas cuando se utilizan extrusoras directas.

Las extrusoras directas son altamente recomendables cuando se trabaja con filamentos flexibles como el Nylon. Ya que la trayectoria del filamento desde la extrusora hasta el extremo caliente es muy corta, hay muy poco espacio para que el filamento flexible se estire o se comprima. Dado que el filamento sólo tiene que desplazarse a corta distancia, el motor paso a paso sólo necesita ejercer un par muy bajo sobre el engranaje de accionamiento.

Sin embargo, la ubicación de la extrusora sobre el extremo caliente significa que se mueve con el extremo caliente a medida que comienza la impresión. La mayor masa del extremo caliente en movimiento le da más impulso mientras está en movimiento, haciendo que los cambios repentinos de dirección sean mucho más difíciles. Por lo tanto, las impresiones realizadas con extrusoras directas pueden mostrar signos de tambaleo, contragolpe o rebasamiento. Imprimir más rápido sólo acentuará aún más las imperfecciones causadas por el movimiento incontrolado del extremo caliente.

Se puede decir que las extrusoras directas requieren menos mantenimiento y son menos propensas a fallas durante la impresión. Sin embargo, es posible que no obtengas los mejores resultados si estás imprimiendo diseños con detalles complejos. También tendrá que regular las velocidades a las que se mueve el extremo caliente, ya que el impulso añadido resultará en más imperfecciones en la impresión final.

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de las extrusoras Bowden?

Las extrusoras Bowden están construidas para aumentar la velocidad. Dado que el extremo caliente es capaz de moverse libremente por el peso de la extrusora, puede operar con velocidades más altas y movimientos más precisos. Los excesos, los bamboleos y el contragolpe no serán problemas significativos cuando se imprima con las extrusoras Bowden. Las extrusoras Bowden funcionan excepcionalmente bien cuando se imprimen diseños con detalles muy complejos.

La principal limitación de las extrusoras Bowden radica en la distancia que debe recorrer el filamento desde la extrusora hasta el extremo caliente. La separación de la extrusora y el extremo caliente conduce naturalmente a cierto retraso o histéresis en el sistema. Sin embargo, los problemas de histéresis se resuelven fácilmente realizando ajustes en el software de impresión o en el firmware de la impresora 3D.

La trayectoria más larga del filamento introduce un poco de “juego” en términos de cómo se comporta el filamento. Una superficie de contacto más larga entre el filamento y el tubo de filamento aumenta la fricción que la extrusora debe superar. Por lo tanto, el motor necesita ejercer un par significativamente mayor sobre el engranaje de transmisión para transportar el filamento hasta el extremo caliente. Algunas impresoras 3D con extrusoras Bowden emplean engranajes de doble accionamiento para satisfacer esta necesidad.

Uno de los problemas más comúnmente citados cuando se utilizan las extrusoras Bowden es que pueden ser especialmente difíciles de usar con filamentos flexibles. El camino más largo entre la extrusora y el extremo caliente significa que hay más espacio para que el filamento flexible se comprima, deforme, deforme y estire, lo que resulta en una velocidad de extrusión inconsistente. Esto puede dar lugar a una serie de problemas de impresión, como manchas, encadenamientos o bloqueos en el extremo caliente.

¿Cuál deberías usar?

Cuando todo se reduce a eso, la pregunta es: ¿qué tipo de extrusora debes utilizar?

Las extrusoras directas son fáciles de usar y entender. El uso de una extrusora directa significa que tendrás menos problemas con los que lidiar y que no tendrás que ajustar demasiado la configuración de tu impresora. La configuración también es menos exigente para el motor, lo que significa que probablemente podrás utilizar un motor de menor potencia.

Sin embargo, las impresiones hechas con extrusoras directas son propensas a las imperfecciones debido al tambaleo del marco y a la reacción y al exceso del ensamblaje del extremo caliente. Las superficies de estas impresiones suelen estar plagadas de ondulaciones, un efecto fantasma de las oscilaciones incontroladas durante la impresión. La impresión a alta velocidad tampoco es posible cuando se utilizan extrusoras directas, ya que esto sólo acentuará aún más el efecto dominó en la impresión final.

Las extrusoras Bowden permiten una impresión 3D más rápida y precisa, pero requieren un poco más de conocimiento técnico y experiencia. La histéresis o efecto de retardo producido por la separación de la extrusora y el extremo caliente afectará tanto a la impresión como a la retracción. Será necesario realizar ajustes en el software o firmware de impresión para superar esta histéresis y obtener la configuración correcta puede llevar algún tiempo. Encima de todo, usar filamentos flexibles con una extrusora Bowden es más o menos buscar problemas.

Si aún no estás familiarizado con la impresión en 3D y no sabes cómo ajustar la configuración de la impresora para obtener los resultados deseados, te sugerimos que te decantes por un modelo que tenga una extrusora directa. Son muy sencillos de manejar, pero tendrás que conformarse con velocidades de impresión lentas o con impresiones de menor tamaño.

Por otro lado, si sientes que te encuentra en un nivel en el que te sientes cómodo ajustando las partes de su impresora 3D y el software correspondiente, entonces puedes empezar a utilizar una extrusora Bowden. Esto te permitirá hacer impresiones más limpias en una fracción del tiempo que te tomará si utiliza una extrusora directa. Hay incluso relatos de usuarios que han utilizado con éxito los filamentos flexibles con las extrusoras Bowden, dado que el filamento pasa por un camino de filamentos totalmente restringido.

Como con la mayoría de las cosas, la elección sólo puede ser hecha por el usuario basado en sus necesidades específicas y sus habilidades actuales. Toma las cosas con calma e informate, y probablemente dominarás el uso de ambos tipos de extrusoras.

Vídeo: ¿Extrusor Bowden o Directo?

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