El motor paso a paso de la impresora 3D no funciona:¡arreglémoslo!

Aunque creo que conozco bien una impresora 3D, siempre me asusta cuando una máquina falla debido a un posible problema de hardware. A diferencia de cambiar alguna configuración oscura en la rebanadora, mi corazón tiende a dar un vuelco cuando trato con partes mecánicas y eléctricas.

Tarde o temprano, tendrá que lidiar con un motor paso a paso que no funciona correctamente. Si eres como yo, ciertamente prefieres investigar un poco antes de probar cosas potencialmente irreversibles. Aunque vamos a profundizar en cada causa, estas son las causas más comunes de que un motor paso a paso no funcione correctamente.

Es posible que el motor paso a paso de una impresora 3D no funcione debido a una corriente eléctrica insuficiente, una pérdida de continuidad junto con el cableado o un conector, o un controlador del motor paso a paso o un tablero de control defectuosos.

Por supuesto, este breve resumen no es muy útil cuando se trata de resolver su problema, ¡así que comencemos!

Cómo reparar un motor paso a paso que no se mueve

Cuando se trata de problemas relacionados con hardware que no funciona, la ruta recomendada para resolverlos siempre va desde la solución más simple a la más complicada posible. De nada sirve comprobar los ajustes del firmware o modificar configuraciones avanzadas de nuestra impresora si antes no comprobamos que la máquina está encendida. Aunque suene tonto, la mayoría de los problemas generalmente se resuelven a través de comprobaciones casi triviales y muy básicas. cuando se trata de motores paso a paso, esta no es la excepción a la regla.

Antes de comenzar a rastrear el problema que no permite que el motor se mueva, le haré una pregunta:¿el problema se debe al propio motor paso a paso?

Muchos usuarios no lo saben (¿y por qué deberían saberlo?), pero el firmware de la impresora 3D está configurado para evitar que el motor del extrusor se mueva cuando el hotend está frío. Eso significa que antes de intentar moverlo, debes precalentar el hotend a una temperatura superior a la mínima (recomiendo 200 grados, solo para estar seguro).

Ahora que somos conscientes de esto, ¡tratemos de arreglar ese molesto motor!

Motor paso a paso no recibe corriente eléctrica

En primer lugar, debes comprobar que el motor recibe corriente eléctrica. Para hacer eso, no necesita un multímetro ni ninguna herramienta en particular, solo encienda la impresora e intente mover los motores desde el menú.

En las impresoras tipo Marlin, seleccione "Preparar ” -> “Mover eje ” y seleccione el eje del motor que no funciona. Ordene un movimiento suficientemente largo, como 150 mm en los ejes X / Y, o 100 mm en el eje Z. Si durante el movimiento puede mover el motor con la mano, significa que dentro del motor no se está generando el campo magnético necesario para su funcionamiento. Dado que el campo es generado por una corriente eléctrica, lo más probable es que sea un problema de energía.

Compruebe el voltaje suministrado por la fuente con un multímetro. Algunas impresoras funcionan con 12 V, mientras que otras necesitan 24 V. La lectura debe ser estable en todo momento. Si los terminales de la fuente de alimentación no suministran el voltaje necesario, los componentes de la impresora comenzarán a fallar. Reemplace la fuente de alimentación si es necesario.

Una vez hecho esto, asegúrese de que los enchufes de conexión del motor estén correctamente conectados y verifique que no haya pines doblados. Intente verificar la continuidad de cada cable con un multímetro (el video a continuación le muestra cómo hacerlo). La falla en cualquiera de los cables hará que el motor no funcione correctamente. Si encuentra algún cable que no pasa la prueba de continuidad, reemplace el conector.

Compruebe la placa del controlador del motor paso a paso

El siguiente paso para encontrar la causa de la falla es verificar el controlador. Por lo general, un Pololu A4988 se usa Esta pequeña placa regula la potencia del motor paso a paso y sirve como enlace entre la placa de control y el motor paso a paso.

Intente mover el controlador a otro enchufe y vea si el problema se transfiere al motor donde conectó ese controlador. Tenga mucho cuidado al conectar el controlador, ya que sus pines deben estar orientados correctamente (busque el "Habilitar" pin tanto en el controlador como en el tablero y hazlos coincidir). Si lo coloca boca abajo, el controlador o la placa de control se quemarán.

Si encuentra que el problema era el controlador, reemplácelo con el mismo o uno equivalente. Hay modelos más silenciosos y de mayor duración, pero son mucho más caros que el A4988 conductor.

Ahora es el momento de comprobar el tablero de control. Las impresoras RepRap 3d a menudo usan un Arduino Mega + Rampas combinación ya que son la versión más barata y confiable que puede obtener. Deberá obtener otra placa para probar si el problema persiste.

Cómo reparar un motor paso a paso ruidoso/que hace clic

Aumente el voltaje del controlador del motor para lograr el par requerido

Cuando un motor paso a paso tiene que generar un par realmente grande (más alto de lo que puede entregar), dejará de moverse, pero el campo magnético continúa exigiendo que el eje del motor gire. Esto se puede escuchar como uno o más "clics" dentro del motor.

Dado que la placa de control no tiene información sobre la posición del extrusor, la impresión continúa como si nada y el paso se "pierde". Esto produce un desplazamiento de capas en el objeto, o sectores sin filamento depositado cuando el motor que pierde pasos es el motor del extrusor.

La causa más común de pérdida de pasos en los ejes de movimiento es un ajuste de baja tensión en el controlador del motor. Para aumentar el voltaje, los controladores tienen un pequeño potenciómetro en la parte superior. Con un destornillador de punta de cerámica, gire el potenciómetro en el sentido de las agujas del reloj. Al mismo tiempo, el voltaje entregado debe leerse con un multímetro.

El voltaje necesario varía en cada impresora, tipo de motor paso a paso y carga requerida por el motor. Los motores del eje Z y del extrusor a menudo requerirán más tensión que los demás. Algunas personas realizan cálculos para determinar el voltaje según el motor utilizado, pero en mi experiencia esto debe hacerse de forma empírica, aumentando el valor del voltaje hasta lograr un funcionamiento confiable.

Otras causas comunes

• Falta de lubricación en las guías :esto hace que el movimiento exija un par mayor.
• Excesiva tensión en las correas :la correa tira fuertemente del eje del motor, haciéndolo innecesariamente tensado. Las correas deben estar relativamente apretadas, pero asegúrate de no exagerar.
• Temperatura de extrusión baja :si el filamento no está lo suficientemente caliente, no fluirá suavemente a través del hotend, lo que hará que aumente la presión necesaria para la extrusión. Una torre de temperatura es la mejor prueba para establecer la temperatura óptima de impresión.
• Falla en el enfriamiento del barril :si el calor “sube ” a lo largo del cilindro, hace que el filamento se ablande. La parte superior del filamento debe actuar como un pistón, por lo que debe estar lo más frío posible. Cuando este falla, el motor se fuerza más, lo que lleva a perder pasos y generar un atasco en la boquilla. Agregar un disipador de calor y/o un ventilador de refrigeración puede ayudar con este problema.
• La velocidad establecida es excesiva :la aceleración requerida del motor debe estar dentro de sus capacidades. Cuando el motor no cumple con la demanda de movimiento, pierde pasos. Los ejes X/Y son los más afectados por este problema.
• Juego en el eje :si la correa está demasiado floja o el sistema de guía permite una pequeña holgura, los primeros pasos en un cambio de dirección se perderán, provocando una distorsión del objeto.
• Sobrecarga del controlador :Como los conductores manejan corrientes muy grandes, necesitan disipar grandes cantidades de calor. Para esto, los disipadores de calor de aluminio generalmente se unen al chip principal del controlador. Cuando el calor es excesivo, el conductor empieza a funcionar mal y uno de los síntomas más frecuentes es la pérdida de pasos en el motor. Para evitar eso, recomiendo colocar un ventilador de refrigeración apuntando directamente a los controladores.

Otras preguntas frecuentes

¿Puede un motor paso a paso calentarse demasiado?

Si toca los motores durante una impresión muy larga, notará que pueden calentarse bastante. Esto sucede porque parte de la potencia generada por los motores se transforma en energía mecánica y otra parte se pierde en forma de calor.

La carcasa del motor y sus componentes internos están diseñados para soportar mucho calor, pero si se supera una temperatura máxima, podrían dañarse.

La temperatura máxima de funcionamiento de un motor paso a paso siempre se especifica en la hoja de datos del modelo específico. Aunque los valores específicos varían bastante, por lo general se encuentran en el rango de 70 °C a 100 °C.

Como regla general, podríamos decir que si no puedes tocar el motor paso a paso es porque claramente está demasiado caliente. Aunque esto es relativo, es un buen punto de partida. Regular la tensión en los drivers en un punto medio, en el que el funcionamiento sea el esperado pero sin aumentar demasiado la temperatura.

Una vez tengas una buena configuración, te recomiendo que tomes nota de los valores de cada motor paso a paso. En caso de que necesite reemplazar un controlador, no tendrá que volver a realizar esta prueba.

¿Los motores paso a paso requieren mantenimiento?

Los motores paso a paso no requieren mantenimiento. No es necesario entrar en detalles, pero a diferencia de los motores de corriente continua comunes, no tienen escobillas ni partes en contacto que se puedan desgastar. Solo asegúrate de mantenerlo libre de polvo y suciedad. Si usa laca para el cabello para mejorar la adherencia a la cama, asegúrese de cubrir todas las partes electrónicas antes de rociarla.

Cómo reemplazar un motor paso a paso

Si llegaste aquí sin encontrar el problema, lo más probable es que el motor paso a paso esté averiado y necesites reemplazarlo. Para ello, es importante que sepas que la designación NEMA 17 (la más utilizada en impresión 3d) solo se refiere a la distribución de los agujeros roscados de montaje. Dentro de esta gama de motores, existen innumerables variantes que pueden o no coincidir con las especificaciones que necesitas.

Antes de comprar un motor nuevo, consulte con el fabricante de la impresora las especificaciones relacionadas con:

• Tensión de funcionamiento
• Par de torsión
• Grados de rotación para cada paso (número de pasos por revolución)
• Altura del motor (para asegurarse de que encaja en el mismo lugar que el anterior)

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