Cómo mejorar las impresoras 3D FDM de gama baja

Hasta hace unos años, las únicas alternativas para iniciarse en el mundo de la impresión 3D eran adquirir una impresora doméstica comercial, cuyo coste en muchos casos era inaccesible, o adquirir las piezas y componentes necesarios para montar una impresora 3D. impresora del proyecto RepRap , ya sea en forma de kit o por separado. Esta última opción era realmente asequible, pero requería un alto conocimiento y experiencia tanto en montaje, programación y calibración para obtener buenos resultados. Esta fue una barrera importante para muchos usuarios cuyo objetivo era solo iniciarse en el proceso de impresión 3D y no en el proceso de construcción y calibración de impresoras 3D.

Imagen 1:Impresora RepRap Mendel. Fuente:reprap.org

Sin embargo, eso ha cambiado. Actualmentees posible comprar impresoras 3D FDM premontadas y preconfiguradas a precios realmente bajos . Marcas como Creality, Tevo, Anycubic, Artillery o Geeetech producen impresoras sencillas y listas para usar con precios por debajo de los 500€ y en algunos casos incluso por debajo de los 300€.

Gran parte de este tipo de impresoras 3D suelen ser equipos de muy baja calidad , con fallos habituales y en muchos casos prácticamente inutilizables, sin embargo, hay unos cuantos modelos que han conseguido una excelente relación calidad-precio y acaparan las buenas críticas en las redes sociales.

Imagen 2 Ender 3 Impresora. Fuente:creality3dofficial.com

Modelos como la Ender 3 y la CR-10s de Creality o la Sidewinder X1 de Artillery se han convertido en la puerta de entrada al mundo de la impresión 3D para muchos usuarios y aunque pueden ser opciones ideales para empezar, pronto muchos usuarios empiezan a serlo. consciente de las limitaciones de este tipo de impresoras.

Ahorro de costes y limitaciones.

A pesar de la buena relación calidad-precio de algunas de estas impresoras 3D, es inevitable que, para obtener precios tan bajos, sea necesario sacrificar la calidad de ciertos componentes.

En general, los principales puntos débiles de estas impresoras son los siguientes:

• La calidad y estabilidad del cuadro.
• La calidad de las bases de impresión.
• El extremo caliente.
• La extrusora.

Algunos propietarios de este tipo de impresoras, que quieren dar el salto a impresiones más complejas o materiales más avanzados, encuentran que su impresora 3D no es capaz de alcanzar las temperaturas adecuadas o que su extrusor no es capaz de tirar correctamente de un flexible material . En estos casos, surge la duda de si dar el salto a una impresora de mayor calidad, con la elevada inversión que supone, o renunciar a utilizar otro tipo de materiales y conformarse con la calidad actual.

Imagen 3:E3D original y boquilla clon. Fuente:Hackaday.com

Sin embargo, hay una solución intermedia: intente mejorar las debilidades y actualizar ciertos componentes clave de la impresora con componentes de alta calidad como los que se utilizan en las impresoras de gama alta. De esta forma, se puede mejorar sustancialmente la calidad de impresión y se puede ampliar la gama de materiales disponibles.

La calidad y estabilidad del marco o estructura

En general, los marcos de estas impresoras suelen ser ligeros y en algunos casos poco robustos . Esto es especialmente acusado en los más económicos , donde en muchos casos se abusa del uso de componentes estructurales plásticos.

Imagen 4:Geeetech i3. Fuente:geeetech.com

Esto implica que es imposible conseguir altas velocidades y aceleraciones sin provocar vibraciones que afecten a la calidad de impresión . Quizás este sea un punto débil menos importante, ya que conociendo la limitación de velocidad de cada impresora 3D y manteniendo la velocidad de impresión por debajo, las vibraciones serán casi inexistentes y la calidad de impresión buena . También es posible mejorar la robustez de la impresora 3D utilizando piezas impresas o mejorar la estabilidad anclando la impresora 3D a una base sólida que minimice las vibraciones.

Calidad de la cama de impresión

No siempre más grande significa mejor. Cuanto mayor sea el volumen de impresión en una impresora, más importante es utilizar componentes de alta calidad . Quizás donde esto se puede ver más claramente es en el muelle de impresión. Actualmente muchas de estas impresoras incluyen una base fabricada con una lámina de aluminio de 2 o 3 mm de espesor con una lámina de plástico en su superficie. Mientras que sobre una base inferior a 25 cm la planitud de la placa de aluminio suele ser bastante buena , oen impresoras 3D de gran formato con bases de 40 cm o 50 cm las bases suelen mostrar poca planitud , especialmente en aquellos con un espesor inferior a 4 o 5 mm. En este caso, aunque estén perfectamente nivelados, suelen aparecer problemas de adherencia o imposibilidad de imprimir en toda la base.

Lo más recomendable es ser realistas sobre el tamaño de impresión que necesitaremos antes de adquirir una impresora y optar por el tamaño más pequeño que se adapte a nuestras necesidades. En la mayoría de los casos, una base de 20 cm x 20 cm o 25 cm x 25 cm es más que suficiente.

Sin embargo, hay ocasionesen las que realmente es necesaria una impresora de gran formato o incluso nos encontramos con una base pequeña que tiene poca planitud . En estas situaciones la solución es bastante sencilla y económica. Para mejorar una base de baja calidad, puedes comprar un cristal del tamaño de nuestra base y colocarlo directamente encima de la base . Los cristales suelen tener una planitud casi perfecta , muy superior a las bases de aluminio. Además, para conseguir la base perfecta podemos colocar sobre su superficie una lámina Buildtak original o PEI que asegurará la mejor adherencia de las piezas.

Imagen 5:Base de adherencia BuildTak. Fuente:Buildtak.com

Otra opción muy interesante para mejorar las bases de impresión hasta 310 mm, es instalar una base magnética de alta calidad como la BuildTak FlexPlate o la base Ziflex . Este tipo de bases no solo mejoran la planitud y adherencia de la base original, sino que también facilitan la remoción de las partes impresas.

Imagen 6:Base flexible Ziflex. Fuente:Zimple3D.com

El hotend

La mayoría de estas impresoras utilizan clones de baja calidad de hotends de marca como el E3D V6 y el volcán E3D. Aunque estéticamente puedan parecer lo mismo, internamente no tienen nada que ver . A diferencia de los hotends V6 originales, estos hotends clónicos no son totalmente metálicos , pero el filamento se conduce a través de un tubo de PTFE de baja calidad. Esto, unido a que la refrigeración de los hoteles no es en muchos casos la idónea, implica que estas impresoras se limiten a imprimir materiales con temperaturas de impresión inferiores a los 260 ºC . Además, la probabilidad de atascos y Heat Creep se multiplica en comparación con un hotend de alta calidad.

Imagen 7:V6 original contra clon. Fuente:spiritdude.wordpress.com

Otras impresoras como Creality usan su propio hotend , y aunque es un componente de buena calidad, no deja de ser un modelo básico limitado a utilizar materiales con temperaturas de impresión por debajo de los 255 ºC.

Imagen 8:Hotend original de Creality. Fuente:creality.com

Actualizando el hotend de una impresora barata puede ser una de las mejoras más importantes que se pueden realizar, sin embargo, también puede ser una de las más complejas . Cuando el hotend de serie es un clon de una de marcas reconocidas como E3D o Slice Engineering, la mejor opción es sencilla y consiste en sustituirlo por su equivalente original . Esto no solo implica la mejora de utilizar un hotend de alta calidad, sino que abre la puerta a disponer de todos los repuestos y accesorios de cada ecosistema , algo de gran importancia a largo plazo si quieres avanzar en el mundo de la impresión 3D. En este caso la única complicación es la necesidad de modificar el firmware de la impresora cuando se reemplaza el termistor . Es importante saber si la impresora que queremos actualizar permite modificaciones de firmware, de lo contrario será necesario mantener el termistor serial.

En los casos en que el hotend es de diseño propio, el proceso puede resultar complicado . En ausencia de un equivalente de alta calidad que permita un reemplazo fácil, puede ser necesario rediseñar y producir nuevas piezas para acomodar un hotend E3D o Slice Engineering. Este proceso puede ser muy complicado para muchos usuarios.

Imagen 9:Adaptación de mosquitos a una Ender 3. Fuente:thingiverse.com/brotherchris

Sin embargo, esto se simplifica para aquellos usuarios de impresoras 3D Creality y otras impresoras 3D que utilizan el mismo hotend, como Tevo Tornado, TronXY X5S, Alfawise U20 o Lotmaxx SC-10.

La marca americana MicroSwiss ha desarrollado un hotend de metal de alta calidad totalmente compatible con el hotend Creality. Este hotend permite imprimir fácilmente filamentos con temperaturas de hasta 285 ºC , consta de un rotura térmica de titanio grado 5 , un disipador de calor de alta calidad y una boquilla de latón niquelado . Además, ofrece una amplia gama de boquillas compatibles en múltiples materiales y diámetros .

Imagen 10:MicroSwiss Hotend All Metal para impresoras Creality. Fuente:Microswiss.com

Extrusor

Muchas de estas impresoras utilizan clones de extrusoras de alta calidad Sin embargo, como en el caso anterior, aunque el aspecto es similar, el rendimiento es mucho menor. Actualizar el extrusor es probablemente la mejora más importante, junto con el hotend y el que puede afectar más a la calidad de impresión final . Por otro lado, en muchos casos puede ser el más complejo y el que más inversión requiere.

Aquí se pueden dar tres situaciones:

• Impresoras extrusoras directas
• Impresoras extrusoras Bowden
• Impresoras extrusoras Bowden convertidas a directas

Impresoras con extrusor directo.

Este caso es similar al de los hotends. Si la impresora tiene un clon de una marca reconocida como Titan Aero o Bondtech BMG, la mejor opción es su equivalente original. Sin embargo, en este caso hay que tener más cuidado y asegurarse de que haya compatibilidad . A diferencia de los hotends, donde en la mayoría de los casos las dimensiones son las mismas que el equivalente original, los extrusores pueden tener diferencias de diseño que hacen imposible el reemplazo directo. La mayoría de marcas como E3D o Bondtech proporcionan planos y medidas de sus extrusoras en sus páginas web, y también es fácil encontrar modelos precisos de estas extrusoras en los principales repositorios de archivos 3D. Se recomienda medir el extrusor de la impresora 3D y compararlo con el original para asegurarse de que se puede reemplazar fácilmente.

Imagen 11:Clon de Titan Aero. Fuente:Aliexpress.com

Cuando el extrusor tenga un diseño propio, será necesario adaptar el carro de la impresora . Se pueden encontrar diseños en los principales repositorios de archivos 3D para adaptar extrusores de calidad como la Titan Aero hasta las impresoras más comunes como algunos de Creality. En el caso de que sea necesario diseñar un nuevo carro, puede ser una buena opción reemplazar el extrusor original por el nuevo E3D Hemera, su sistema de montaje T-Slot integrado facilita su integración en cualquier impresora.