Guía experta de extrusores y HotEnds para impresoras 3D: Tipos, marcas y rendimiento

En este artículo vamos a hablar sobre los tipos de extrusores y HotEnd más comunes en el mundo de la impresión 3D. Antes de empezar, hay que aclarar que todo lo citado es resultado de nuestra experiencia usando siempre productos de marcas líderes, como los de E3D Online, empresa especializada en componentes de alta calidad para impresoras 3D: extrusores, HotEnds y boquillas. Este matiz es necesario porque si se usan extrusores y HotEnds de baja calidad, puede que las características que comentamos a continuación no se cumplan.

La función principal del extrusor es mover el filamento desde la bobina al HotEnd de la forma más precisa y a la velocidad adecuada para la impresión 3D, pero existen diferentes clasificaciones. En este post analizaremos las principales.

Tipos de extrusores según el accionamiento

Dentro de los extrusores hay dos tipos según el tipo de accionamiento: Directo y Bowden. En el extrusor directo, como su nombre indica, el filamento va directamente desde el piñón del extrusor al HotEnd. Incluso hay sistemas en los que estas dos partes van juntas, como en el Titan Aero.

Extrusores Directos

Ventajas:

• Imprimen materiales flexibles, tanto PLA Soft o TPU, como TPE (FilaFlex) en 1,75 mm y 2,85 mm.
• Imprimen todo tipo de materiales sin problemas, independientemente de la abrasión que presenten ciertos filamentos. Para imprimir materiales abrasivos, como grafeno, recomendamos usar la boquilla Olsson Ruby, una boquilla de latón con punta de rubí que tiene una vida casi infinita.
• Este sistema necesita longitudes de retracción cortas para obtener buenas impresiones 3D, lo que reduce la probabilidad de atasco.

Desventajas:

• Inercia considerable en el eje por el que se mueven el extrusor y el HotEnd. Este factor aumenta al querer imprimir a altas velocidades al tener que mover el peso de todo el conjunto (extrusor, motor del extrusor y HotEnd), especialmente si la impresora 3D tiene varios extrusores.
• Problemas de temperatura en el motor eléctrico del extrusor. En impresoras 3D cerradas y con cámara temperada, se pueden alcanzar temperaturas en el motor del extrusor que afectan al rendimiento de funcionamiento.

Extrusores Bowden

Ventajas:

• Bajas inercias en el eje de desplazamiento del HotEnd. En el sistema Bowden, al estar el extrusor y el motor anclados al chasis de la impresora 3D, las inercias en el movimiento para imprimir se reducen drásticamente. Esto permite impresiones muy rápidas y de alta calidad.
• Alto poder de arrastre del filamento. La mayoría de impresoras 3D que usan este sistema (BCN Sigmax, 3NTR-A2) tienen un conjunto de piñones (grupo reductor) que aumenta el par de arrastre del filamento, pudiendo mover bobinas mayores de lo normal.

Desventajas:

• Problemas imprimiendo con filamentos flexibles de 1,75 mm. Esto se debe a que al ser un filamento flexible no es posible mantener la presión constante en el filamento a lo largo del tubo PTFE Bowden hasta el HotEnd. En sistemas Bowden de 2,85 mm, sin embargo, es posible imprimir filamentos flexibles a baja velocidad.

Tipos de HotEnd según el diámetro del material

El HotEnd es el encargado de fundir el filamento para fabricar la pieza deseada. Se configura el tipo de HotEnd (V6 o Volcano) y la boquilla según el diámetro del material, dependiendo del tipo de pieza, calidad y acabado que se quiera obtener. Clasificamos los HotEnds en tipos V6 y Volcano y luego mencionamos ventajas y desventajas entre estos dos tipos.

Ventajas y desventajas del HotEnd V6

Ventajas:

• El V6 es el HotEnd más versátil del mercado, válido para todo tipo de impresiones, incluso para materiales flexibles (especialmente con filamento de 2,85 / 3 mm). Con el HotEnd V6 se pueden fabricar todo tipo de piezas con una calidad de acabado excepcional.

Desventajas:

• El diámetro máximo de boquilla recomendado para este tipo de extrusor es 0,80 mm / 1 mm, ya que para diámetros mayores suelen ocurrir problemas de continuidad de flujo.

Ventajas y desventajas del HotEnd Volcano:

Ventajas:

• Gracias a la posición paralela del Cartucho Calefactor respecto a la boquilla, se logra una mayor zona calentada, dando gran control y estabilidad sobre la fusión del filamento. Por todo ello se pueden hacer impresiones 3D con boquillas de mayor diámetro (1,2 mm), lo que conlleva tiempos de fabricación más cortos y la posibilidad de imprimir con mayor altura de capa que en el V6.
• Piezas más resistentes. Al hacer capas más altas con un flujo laminar (sin burbujas) las uniones entre los enlaces químicos del material son más fuertes, dando piezas más rígidas y resistentes.

Desventajas:

• Acabado superficial de bajo detalle. Debido a las altas alturas de capa, las piezas se fabrican con escalones en zonas donde hay superficies curvas a diferentes alturas.

Algunos fabricantes denominan el HotEnd según el sistema de extrusor y el diámetro de filamento que se quiera usar. Por ejemplo, E3D Online usa la designación "universal" para su HotEnd de 1,75 mm (universal direct y universal bowden) en el que el tubo TPFE llega al interior del Heat Break, canalizando el filamento sin interrupciones al bloque de calentamiento. Para el HotEnd de 2,85 / 3 mm simplemente usan la designación "direct" o "bowden".

Por nuestra parte, recomendamos que cada usuario estudie su caso particular según el tipo de piezas y la velocidad con la que quiera imprimir en 3D, pero siempre usando componentes de primera calidad que garanticen calidad en todos sus productos.