Mejores Sensores de Nivelación de Cama para Impresoras 3D: Precisión, Durabilidad y Versatilidad

Si eres como yo y estás cansado de tener que nivelar la cama manualmente cada pocas impresiones (en realidad no, si consigues las actualizaciones adecuadas probablemente puedas conformarte con nivelarla cada mes más o menos), ¡entonces podrías considerar conseguir un sensor de nivelación de cama para ayudarte!

Hay un par de tipos diferentes y hablaré sobre ellos en esta publicación, así como te daré una visión general de cuáles son más versátiles, precisos, duraderos, etc., y también te daré mi opinión sobre cuál creo que la mayoría de la gente debería elegir.

Así que, sin más preámbulos, ¡empecemos!

¿Qué hace la nivelación automática de cama?

La cama de una impresora 3D no suele permanecer nivelada por muchas impresiones y tendrás que volver a nivelarla manualmente de vez en cuando. Esto generalmente ocurre con impresoras más baratas como la Ender 3, e incluso aunque puedes cambiar los tornillos de nivelación y aumentar el tiempo que la cama permanece nivelada, generalmente tendrás que ajustarla manualmente de vez en cuando.

Tener una cama de impresión correctamente nivelada es probablemente el factor más importante para obtener una impresión exitosa que se adhiera bien a la cama, ya que conseguir la primera capa correcta es lo que generalmente hace o rompe tu impresión.

Afortunadamente, algunas impresoras tienen una función integrada llamada nivelación automática de cama que asegura que cada vez que se inicia una nueva impresión, la distancia entre la cama de impresión y la boquilla se ajusta automáticamente a la altura perfecta, asegurando que cada impresión se adhiera a la cama correctamente sin también aplastarse demasiado.

Las impresoras 3D que cuentan con esta función de auto-nivelación tienen un sensor ubicado cerca de la punta del cabezal de impresión que mide la distancia entre la cama de impresión y la boquilla en puntos específicos antes de que comience el proceso de impresión.

La impresora luego usa esta información para ajustar la distancia entre la boquilla y la cama en toda la superficie, creando una especie de "mapa topográfico" de la cama de impresión, ajustando la posición Z de la boquilla para seguir la superficie de construcción de manera más consistente.

Lo genial es que si tienes una impresora que no viene con este tipo de sensor, puedes instalar uno tú mismo y nunca más tener que nivelar la cama manualmente.

La nivelación automática de cama también ayuda mucho si tienes una placa de construcción ligeramente deformada, lo cual es el caso con muchas impresoras, ya que moverá la boquilla hacia arriba o hacia abajo dependiendo de dónde esté deformada la placa de construcción.

Tipos de Sensores

Los sensores de nivelación automática de cama vienen en todas las formas, tamaños y costes. Hablemos de los diferentes tipos de sensores, entendamos su tecnología y comparemos sus pros y contras para ayudarte a averiguar la mejor opción para ti, ya que algunos funcionan bien en la mayoría de tipos de superficies de construcción mientras que otros no.

Capacitivo

Un sensor capacitivo es un sensor sin contacto que funciona midiendo la capacitancia, que es cuánta energía puede contener el capacitor, que cambia cuando su cara de detección se coloca cerca de un objeto.

Un sensor capacitivo es uno de los sensores más rápidos que existen, y funciona en superficies metálicas y no metálicas e incluso transparentes como el vidrio, ya que puede detectar cualquier superficie siempre que su constante dieléctrica sea mayor que la del aire.

El inconveniente de optar por uno de estos tipos de sensores es que son altamente sensibles a cambios en la temperatura, humedad y tipo de superficie de construcción. Cualquier ligero cambio en estos tres afectará su distancia de detección y, por lo tanto, el nivel de la cama.

Imprimo con una superficie de vidrio el 99% del tiempo, así que este tipo de sensor funciona bien para mí, pero si eres alguien que necesita cambiar la superficie de construcción constantemente, no recomendaría este tipo de sensor.

Inductivo

Un sensor inductivo es un sensor sin contacto que funciona según el principio de la inductancia eléctrica. En términos simples, produce un campo magnético que cambia cuando su cara de detección se coloca cerca de un objeto metálico (creo que ya puedes adivinar que este solo funcionará en superficies metálicas).

Al igual que los sensores capacitivos, el offset Z de los sensores inductivos también necesita ajustarse para compensar cualquier cambio en la temperatura y la humedad, por lo que no se recomienda realmente usar un recinto. Sin embargo, si tienes tu impresora funcionando en un espacio abierto, los sensores inductivos parecen funcionar bastante bien.

Sensor de Efecto Hall Físico

Un sensor de efecto Hall físico tiene un pasador de plástico retráctil (que contiene un imán) y un sensor de efecto Hall.

Para detectar superficies, el sensor tiene que hacer contacto físico con ellas, lo que luego retrae el pasador de plástico, resultando en un cambio en el campo magnético. Este cambio es captado por el sensor de efecto Hall que luego lo expresa en voltios.

Este sensor no se ve afectado por cambios en la temperatura y la humedad, pero es considerablemente más lento que los dos sensores anteriores ya que tiene partes mecánicas móviles que son extremadamente simples, por lo que es menos probable que fallen o se rompan, e incluso las sondas de plástico duran mucho ya que están diseñadas para doblarse y no romperse.

El BLTouch es uno de estos tipos de sensores, y la razón por la que es tan popular es porque funciona en todas y cada una de las superficies y porque la temperatura no lo afecta. Recomendaría encarecidamente a la mayoría de la gente que optara por este tipo de configuración.

Sensor IR (Infrarrojo)

Un sensor infrarrojo (IR) es un dispositivo electrónico que mide y detecta radiación infrarroja en su entorno. Cuando un objeto se acerca al sensor, la luz infrarroja del LED se refleja en el objeto y es detectada por el receptor.

Es un sensor pequeño sin contacto que puede usarse para detectar imperfecciones en superficies metálicas y no metálicas y también puede funcionar en superficies de vidrio, pero se recomienda un respaldo mate.

A diferencia de los sensores capacitivos e inductivos, este tipo de sensor mide la altura hasta la superficie superior de una cama de vidrio, no la distancia a una placa de respaldo, y es ideal para usar donde el espacio es limitado, como debajo del efector de una impresora delta.

Sensor Piezo

Un sensor piezo es un sensor de contacto, similar a un sensor de efecto Hall físico, que se acopla a la propia boquilla o también puede colocarse debajo de la cama de impresión (generalmente usado con impresoras Delta y mucho menos común).

Funciona según el principio de la piezoeléctricidad (la carga eléctrica producida en ciertos materiales sólidos cuando experimentan presión) y esto puede medirse como un voltaje proporcional a la presión.

Los sensores piezo son muy precisos y exactos, especialmente el montado en el hotend, y pueden usarse con cualquier superficie de impresión incluyendo Printbite, PEI, Buildtak, Vidrio, Aluminio, etc.

Duet3D Smart Effector

El Duet 3D Smart Effector es solo para impresoras delta y permite que el hotend de la impresora se use como sonda Z para calcular con precisión la distancia entre la boquilla y la cama, cuidando cualquier imperfección en la superficie.

También simplifica el cableado de los componentes del hotend (termistor, ventiladores y cartucho del calentador).

¿Cuál es más preciso?

Los sensores capacitivos, inductivos y de efecto Hall físico son bastante similares en términos de precisión general, con el sensor capacitivo siendo ligeramente peor. El Duet 3D Smart Effector, el sensor IR y el sensor piezo montado en el hotend son todos un poco más precisos, siendo el piezo montado en el hotend el más preciso.

Sin embargo, el Duet 3D Smart Effector solo es compatible con impresoras delta, así que si estás usando una impresora Cartesiana o Core X/Y no podrás usarlo.

Como acabo de mencionar, no se recomienda el sensor capacitivo si necesitas precisión porque es el que tiene la precisión más baja en comparación con los demás de la lista.

Sin embargo, recomendaría el sensor de efecto Hall físico (BLTouch, etc.) ya que estos no les importa si tu superficie de construcción es vidrio, magnética, etc. porque tienen una sonda que funciona mecánicamente, lo que lo hace el más versátil.

Velocidad de sondeo

Los sensores inductivos y capacitivos tienen la mayor velocidad de sondeo porque ambos son sensores sin contacto y no tienen que sondear o ciclar arriba y abajo para hacer contacto físico con la cama de impresión para obtener la distancia ideal.

Durabilidad

Todos los sensores son bastante duraderos. En teoría, los que tienen partes móviles, como el sensor de efecto Hall físico, tienen más posibilidades de fallar debido al desgaste, pero en realidad, sus mecanismos son extremadamente simples y las sondas están diseñadas para doblarse en lugar de romperse, lo que los hace muy duraderos.

En mi opinión, hay más posibilidades de que tengas que reemplazar tu impresora antes de que haya alguna necesidad de reemplazar los sensores de nivelación automática de cama.

Versatilidad

El sensor de efecto Hall físico es más versátil que los sensores capacitivos e inductivos porque puede detectar todas las superficies y su offset Z no se ve afectado por cambios en la temperatura y la humedad.

Todos los sensores excepto el Duet 3D Smart Effector y los dos tipos de sensores piezo (hotend y bajo la cama) tienen una sonda Z separada. La altura relativa de la boquilla y la sonda Z variará si el cabezal de impresión se inclina mientras se mueve en el plano XY, lo que provocará variaciones aparentes en la altura de disparo con la posición XY. Monte la sonda Z lo más cerca posible de la boquilla para minimizar este efecto.

Los sensores IR tienen una ventaja aquí ya que son lo suficientemente ligeros y pequeños para montarse más cerca de la boquilla.

Mejor sensor de nivelación automática para vidrio

Los sensores de efecto Hall físico son generalmente los sensores más adecuados para camas de vidrio o cualquier otra superficie no metálica (aunque también funcionan extremadamente bien con superficies metálicas porque usan una sonda física para medir la distancia entre la boquilla y la cama). La mayoría de los sensores funcionan bien con una cama de vidrio excepto los inductivos, ya que no podrán detectar el vidrio.

EZABL

EZABL es un sensor capacitivo que ofrece aislamiento eléctrico de la placa base, protección contra fuga térmica y cero deriva de temperatura. Funciona con superficies metálicas y no metálicas, incluidas las transparentes. A $65, es un poco caro pero el coste extra podría valer la pena.

Tiene dos inconvenientes; tendrás que comprar el soporte del sensor por separado o imprimirlo tú mismo, y para actualizar el firmware tendrás que usar Arduino IDE y subirlo a través del puerto USB de la impresora 3D, pero esto no debería ser un problema para makers experimentados ya que es uno de los sensores mejor documentados y con mejor soporte disponibles actualmente.

BLTouch

BLTouch es un sensor mecánico y es definitivamente el sensor de nivelación automática de cama más popular que existe, especialmente para la Ender 3. Sus versiones más nuevas tienen las siguientes tres partes:

1. Microcontrolador a bordo
2. Interruptor solenoide
3. Pasador de empuje físico

Las versiones anteriores tenían sensores de efecto Hall, pero las más nuevas usan un interruptor solenoide en tándem con un microcontrolador para detectar superficies cuando el pasador de empuje se retrae. Puede detectar superficies metálicas y no metálicas, incluidas las transparentes (eso es obvio ya que funciona mecánicamente, pero quería asegurarme de que obtuvieras la información). Cuesta alrededor de $50 y es adecuado para principiantes ya que es fácil de instalar, y hay muchos videos instructivos disponibles en línea para hacerlo.

Kit de Nivelación UPtanium

El kit de nivelación automática Uptanium ofrece lo mejor de ambos mundos. Al igual que EZABL, es un sensor capacitivo, pero al igual que BLTouch es adecuado para principiantes debido a una instalación más fácil. Se aísla eléctricamente y puede detectar superficies metálicas y no metálicas. Cuesta

El único inconveniente es que se vende por alrededor de $65.

Una Consideración Importante

Si tu sonda Z es separada de la boquilla, esencialmente todas las mencionadas anteriormente excepto el Smart Effector y ambos tipos de sensores piezo (hotend y montado en cama), entonces si el cabezal de impresión se inclina mientras se mueve en el plano XY, las alturas relativas de la boquilla y la sonda Z variarán con la inclinación también, causando variaciones aparentes en la altura de disparo con la posición XY.

Este efecto puede reducirse montando la sonda Z lo más cerca posible de la boquilla, pero asegúrate lo más posible de que la sonda Z esté instalada correctamente.

Conclusión

Para la mayoría de la gente, especialmente los que son nuevos en el mundo de la impresión 3D y que no tienen tanta experiencia o conocimiento de electrónica y cómo instalar las sondas correctamente, recomendaría optar por el BLTouch ya que es un dispositivo que ha sido probado por muchas personas diferentes y ¡simplemente funciona! Además, la instalación es súper fácil en comparación con el resto.

¡Espero que esta información haya sido útil!

¡Que tengas un gran día!

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