Impresoras 3D de cámara pasiva/activa abierta y cerrada

Todos los plásticos, cuando se extruyen a alta temperatura, sufren una contracción durante el enfriamiento que puede estar entre el 0,3 % y el 4 %. Esta contracción puede provocar deformaciones, si el enfriamiento no es suave y homogéneo, dando lugar a problemas como warping, delaminación de capas o deformaciones dimensionales de la pieza.

Tabla 1. Porcentaje de contracción de varios plásticos utilizados en la impresión 3D FFF. Fuente:SpecialChem.com

Para evitar este problema, lo ideal es que la temperatura alrededor de la pieza sea un poco más baja que la temperatura de transición vítrea (Tg) del material durante todo el proceso de impresión, y se debe reducir lentamente a temperatura ambiente después de la impresión. .

Tabla 2:Tg y temperatura de impresión de varios filamentos. Fuente:Filament2print

Aquellos materiales que sufren bajas tasas de contracción (menos del 0,5%) no requieren calentar el entorno de la pieza, ya que los efectos de la contracción son prácticamente insignificantes, por lo que se pueden imprimir perfectamente en 3D abierto impresoras , incluso piezas grandes . Estos materiales son principalmente PLA y la mayoría de filamentos de PETg (pero no otros copoliésteres como PET o CPE), así como sus derivados.

Es posible imprimir materiales con mayores porcentajes de encogimiento en impresoras abiertas, sin embargo esta posibilidad se limita a piezas pequeñas, por lo que con este tipo de materiales es recomendable utilizar impresoras cerradas o impresoras con calentamiento activo. cámara.

Imagen 1:Una impresora 3D abierta. Fuente:Prusa3D

Las impresoras abiertas se recomiendan principalmente para imprimir PLA, PETg y filamentos flexibles.

Impresoras cerradas o impresoras con cámara térmica pasiva

Las impresoras cerradas son aquellas cuya área de impresión está completamente cerrada. Algunos fabricantes utilizan el término cámara calentada pasiva, ya que tienden a acumular el calor generado por la plataforma de impresión.

La temperatura interna que pueden alcanzar estas impresoras varía mucho de una impresora a otra en función del material del que estén hechos, de su volumen, de la temperatura de la plataforma de impresión, de la calidad del aislamiento y de la temperatura de la estancia donde se encuentren. En general, las impresoras de mejor calidad son capaces de proporcionar temperaturas entre 45 °C y 65 °C en el mejor de los casos.

Aunque estas temperaturas no son muy altas, se acercan a la Tg de materiales como Nylon, ABS o ASA, lo que facilita su impresión y permite la producción de piezas de mayor tamaño. Aunque este tipo de impresoras mejoran sustancialmente la impresión de este tipo de materiales, pueden fallar con piezas de gran volumen. Estas impresoras se recomiendan para imprimir piezas de tamaño pequeño a mediano en PETg, ABS, ASA, Nylon o HIPS.

Imagen 2:Una impresora 3D con una cámara térmica pasiva. Fuente:Raise3D

En general, no es recomendable usar PLA en este tipo de impresoras cuando están completamente cerradas, ya que el calor generado puede superar la Tg del filamento, haciendo que se ablande dentro del hotend y provoque un atasco.

Impresoras cerradas con cámara calentada activa

Estas son impresoras 3D capaces de controlar la temperatura dentro de la cámara. Suelen ser más complejos y cuestan más que los anteriores. También incorporan hotends de alta temperatura (400 ºC - 500 ºC) y sistemas de refrigeración líquida.

Hay dos tipos:alta temperatura y baja temperatura.

Cámara calentada a baja temperatura

Las impresoras de cámara calentada activa de baja temperatura suelen permitir temperaturas máximas controladas de entre 80 ºC y 120 ºC. Estas impresoras están diseñadas para la producción de piezas grandes de ASA, ABS, nailon o PC de alta calidad.

Imagen 3:Una impresora 3D con una cámara calentada a baja temperatura. Fuente:3ntr

Aunque este tipo de impresoras 3D a veces se anuncian como compatibles con PEEK, por lo general no son compatibles con todos los tipos de PEEK, solo con algunos PEKK de baja temperatura, y siempre se limitan a piezas pequeñas.

Este tipo de impresoras 3D son ideales para producir piezas de ABS, ASA, Nylon y PC que requieran buena estabilidad dimensional y bajas deformaciones, siendo la mejor opción a la hora de producir piezas técnicas o componentes funcionales con estos materiales.

Cámara calentada a alta temperatura

En general, permiten controlar temperaturas en el rango de 160 ºC - 180 ºC. Estas impresoras están específicamente diseñadas para la producción de piezas en PEEK, PEKK y PEI, por lo que no es habitual utilizar otro tipo de materiales. Este equipo es costoso y requiere personal especializado y capacitado para su uso.

Imagen 4:Una impresora 3D con una cámara calentada a alta temperatura. Fuente Dynamical3D

Al seleccionar un tipo de impresora, es muy importante determinar de antemano qué tipo de piezas y materiales se utilizarán.

Esta guía analiza los conceptos de manera general y no se enfoca en una marca o modelo específico, aunque pueden mencionarse en algún momento. Puede haber diferencias importantes en los procedimientos de calibración o ajuste entre diferentes marcas y modelos, por lo que se recomienda consultar el manual del fabricante antes de leer esta guía.