¿Cómo imprimir en 3D en varios colores o materiales con un solo extrusor?

Muchos usuarios de impresión 3D con tecnología FDM se han hecho esta pregunta en algún momento.

La mayoría de las impresoras 3D FDM de escritorio tener un solo extrusor, por lo que el usuario "pierde" la opción de combinar varios filamentos; por ejemplo, cuando se imprimen piezas complejas utilizando un filamento de construcción y un filamento de soporte o en caso de que la pieza requiera integrar varios colores.

Imagen 1:Florero impreso en 3D con filamentos Fillamentum y Mosaic Palette. Fuente:Fillamentum.

Para solucionar este problema, existen varias soluciones en función de las necesidades del usuario y la complejidad de la pieza. En este artículo explicaremos dos de ellos:

• Usando un software de laminado.
• Usando un dispositivo externo.

Usando un software de laminación

El método más simple es usar el software de laminación para generar archivos .gcode listos para que el usuario cambie el filamento de la impresora en el momento adecuado. De esta forma se pueden imprimir piezas de varios colores o materiales.

En este caso, la impresión multicolor se limitará a capas completas. . Es decir, cada capa aislada será de un solo color (no habrá dos colores por capa). Es muy importante tener en cuenta estas limitaciones a la hora de diseñar la pieza.
Para utilizar este método, se recomienda utilizar Ultimaker Cura , uno de los programas libres más populares en la actualidad; aunque es posible realizar el proceso con otro software de plastificado sin problemas.

1. Para comenzar, debe importar el diseño elegido a Ultimaker Cura.
2. Una vez abierto, debe ajustar los parámetros según el material a utilizar en la impresión de la pieza.
3. En este punto, debe averiguar a qué altura o en qué capa desea cambiar el color/material.
4. Una vez obtenida esta información, vaya a Extensiones>Postprocesamiento>ModificarGcode y presione Agregar secuencia de comandos>Pausa en altura.
5. En la ventana emergente debe elegir pausa por capa o por mm. Según el diseño elegido, será más cómodo utilizar un mando u otro. En cualquier caso, el número que incluimos en el recuadro corresponderá a la capa o altura a la que se realizará el cambio de filamento.
   El término Park Print Head X/Y hace referencia a las coordenadas a las que debe estar el Hotend dirigido en el momento del descanso. Se recomienda utilizar las coordenadas 0/0 (Home) para facilitar el cambio de filamento.
   Además, se deben configurar los parámetros de retracción, velocidad de retracción y Extrude Amount. Los dos primeros dependerán del material utilizado, mientras que para el último se recomienda fijar unos 5 cm; que corresponderá a la cantidad de filamento a extruir después de cambiar el filamento, antes de reanudar la impresión.
   
   

Imagen 2:Interfaz de cura. Fuente:Ultimaker Cura.

Este método no sería viable para imprimir una pieza compleja que requiere material de soporte (ABS + PVA). Si se van a utilizar diferentes materiales, el grado de adherencia entre ellos debe tenerse en cuenta. Si la adherencia no es suficiente, la pieza se separará tarde o temprano en las capas de unión entre materiales.

Usando un dispositivo externo

El método del software del laminador tiene ciertas limitaciones y requiere la participación del usuario durante el proceso de impresión para cambiar el material; no es un proceso automático.

Para solucionar este problema, Mosaic Manufacturing ha desarrollado un dispositivo que permite imprimir con hasta 4 colores o materiales diferentes:Paleta Mosaico . En este caso, es posible incluir hasta 4 colores o materiales diferentes en una misma capa.

Mosaic Palette basa su funcionamiento en la combinación de hasta 8 hebras en una de forma continua .

Para facilitar el funcionamiento y la usabilidad de Mosaic Palette 3 y Mosaic Palette 3 Pro, Mosaic Manufacturing ha desarrollado en paralelo su propio software de laminación:Canvas .

Al importar un diseño en Canvas, las áreas de diferentes colores/materiales se pueden marcar y diferenciar fácil e intuitivamente, al igual que colorear. En este software, también puede crear los perfiles de los diferentes materiales que desea utilizar.

Mosaic Palette 3 y Mosaic Palette 3 Pro reconocen y calculan la cantidad de cada filamento de cada color/material que se necesita usar en cada capa.

¿Cómo funciona?

Para llevar a cabo el proceso de impresión, Mosaic Palette 3 cuenta con cuatro entradas de filamento , y Mosaic Palette 3 Pro tienen ocho entradas de filamento (cada una con su propio extrusor y sensor de filamento).

Una vez que el filamento se alimenta en cada extrusor, se dirige al sistema de corte , que consiste en un cortador giratorio que corta el filamento en la longitud exacta requerida de acuerdo con el programa de laminación de Canvas.

Una vez cortado el filamento, se une el material al que se va a continuar gracias al Splice Core , una resistencia que une los materiales.

Imagen 3:Unión entre dos filamentos. Fuente:Mosaico.

Cuando las piezas de filamento se unen, pasan por una zona de enfriamiento y pasan por la Scroll Wheel, una rueda de ajuste que asegura un diámetro correcto a lo largo de todo el filamento.

¿Qué materiales puedes usar?

Mosaic Palette 3 y Mosaic Palette 3 Pro pueden usar el mismo material en hasta 8 colores diferentes, pero también permiten diferentes combinaciones de materiales .

En la siguiente tabla se muestran algunas de las posibles combinaciones de materiales y su grado de dificultad. En algunos casos se indica que la combinación de materiales es “Experimental”; esto quiere decir que no siempre se puede realizar con éxito, sino que hay usuarios que han impreso con éxito proyectos con estos materiales.

MATERIALES	DIFICULTAD
PLA + PLA	ESTÁNDAR
PLA + PVA	EXPERIMENTAL
PLA + CADERAS	EXPERIMENTAL
PLA + TPU	AVANZADO
PETG + PETG	ESTÁNDAR
PETG + TPU	EXPERIMENTAL + AVANZADO
ABS + ABS	EXPERIMENTAL
TPU+TPU	AVANZADO

Además, Mosaic pone a disposición una gran cantidad de información y recursos en el área de soporte de su sitio web.

Entre estos recursos, puede encontrar configuraciones recomendadas para unir diferentes hilos de materiales, tablas completas de compatibilidad de materiales o resolución de los problemas más comunes.

Tenga siempre en cuenta que la configuración de impresión óptima es diferente para cada impresora, por lo que los valores que comparte Mosaic son solo una guía. Si tiene una buena configuración de impresión con un medio en particular, se recomienda que use esta configuración si combina hilos de este medio.

Mosaic Palette también tiene un espacio en la plataforma Thingiverse, donde sube periódicamente diseños adaptados al uso de varios colores/materiales con Mosaic Palette.

Imagen 5:Diseño apto para descarga gratuita. Fuente:Thingiverse.

Tanto por los resultados finales como por el servicio y recursos gratuitos que ofrece, Mosaic Palette 3 y Mosaic Palette 3 Pro son una opción muy interesante para aquellos usuarios que quieran imprimir con varios colores o experimentar con la impresión 3D de varios materiales con su único extrusor FDM. impresoras 3D.