Las 10 mejores piezas de impresoras 3D y sus funciones

La impresión 3D es a la vez un pasatiempo que disfrutan millones de personas en todo el mundo y una tecnología de fabricación funcional que puede producir una amplia gama de piezas y productos. Para satisfacer esta demanda, hay una variedad de impresoras disponibles en el mercado. En general, estas impresoras comparten los mismos componentes subyacentes, particularmente en términos de modelado por deposición fundida (FDM). Estas piezas se pueden clasificar en 10 tipos de componentes de máquinas de impresión 3D.

Este artículo describirá las piezas de la impresora 3D que se incluyen en cada una de las diez categorías, así como las funciones de estas piezas de impresión 3D.

1. Placa base o placa controladora

La placa base, también conocida como placa controladora, sirve como eje central al que se conectan todos los componentes electrónicos de la impresora 3D. Las partes clave de la placa base de una impresora 3D se describen a continuación:

• Procesador: Convierte el código de software programado en un conjunto de instrucciones que las otras piezas de la impresora deben seguir para imprimir una pieza. Los procesadores utilizados en las placas base de las impresoras 3D son de 8 o 32 bits.
• Conectores: Vincula todos los componentes electrónicos de la impresora 3D. Pueden tener la forma de bloques de terminales, conectores DuPont o USB.
• Controladores paso a paso: Controle la potencia entregada a las bobinas separadas en un motor paso a paso, permitiendo que el eje del motor gire. Una impresora 3D estándar tiene cuatro controladores paso a paso:uno para cada uno de los ejes x, y y z, y otro para la extrusora de filamentos.
• Comunicaciones: Se requieren instrucciones de Código G para imprimir la pieza. El programa se puede proporcionar a través de Wi-Fi, mediante una conexión de cable duro o mediante una ranura para tarjeta SD.

Las placas base se pueden actualizar simplemente cambiando la anterior y conectando los componentes electrónicos a la nueva placa. Sin embargo, se debe tener cuidado para garantizar que la nueva placa pueda soportar los requisitos de energía de las piezas de la impresora existente.

2. Unidad de fuente de alimentación (PSU)

La unidad de fuente de alimentación (PSU) suministra energía a todos los componentes electrónicos de la impresora. Esta unidad es un transformador y rectificador que reduce la potencia de CA y convierte la potencia más baja de CA en CC. Una fuente de alimentación es la fuente de alimentación para todos los componentes relevantes. A menudo es necesario actualizar una fuente de alimentación si se agregan nuevos elementos a la impresora 3D que tienen mayores requisitos de energía. Tenga cuidado de no reemplazar la fuente de alimentación sin antes confirmar que la placa base puede soportar el aumento de energía.

3. marco

El marco de una impresora 3D es donde se conectan todos los componentes mecánicos, incluida la placa base. El marco suele estar hecho de aluminio, plástico o acero. Cuanto más rígido sea el marco de una impresora 3D, más rápido podrá imprimir la impresora manteniendo la precisión y la calidad. La mayoría de las impresoras 3D tienen tres ejes de movimiento rectilíneo. Esto significa que el extrusor puede moverse hacia la izquierda y hacia la derecha en el eje x y hacia arriba y hacia abajo en el eje z. El tercer eje de movimiento lo proporciona la plataforma de la impresora, que puede moverse hacia adelante y hacia atrás en el eje y. Los motores paso a paso están montados en el marco.

Los marcos de las impresoras 3D se pueden actualizar. Sin embargo, esto suele ser una tarea engorrosa que requiere desmontar y luego volver a montar toda la impresora. Una de las mejoras más sencillas que pueden realizar los usuarios es endurecer los refuerzos y soportes del marco, mejorando así la rigidez y la estabilidad generales.

Una ilustración del marco de una impresora 3D.

4. Interfaz de usuario

Es necesaria una interfaz de usuario para interactuar con una impresora 3D. La mayoría de las impresoras 3D tienen una pantalla básica con algunos botones y diales. Estos son suficientes para seleccionar la pieza a imprimir desde una tarjeta SD y permitir cambiar algunos ajustes básicos, como la temperatura del extrusor o la temperatura de la cama. Las impresoras más avanzadas tendrán pantallas táctiles multicolores con una interfaz fácil de usar. Alternativamente, la impresora se puede conectar a una PC mediante una conexión por cable o mediante Wi-Fi. Se puede utilizar software de control de impresora OEM (fabricante de equipos originales) o de terceros para controlar la impresora y monitorear el estado de impresión.

La interfaz de usuario se puede actualizar a una versión más fácil de usar. Se debe tener cuidado para garantizar que la placa base sea compatible con la nueva pantalla tanto en términos de conexión física de la placa como de sus requisitos de energía. Además, será necesario actualizar el firmware de la placa para que admita la nueva pantalla.

5. Conectividad

La conectividad de una impresora 3D se define por cómo el usuario transmite las instrucciones de impresión del Código G al controlador. Hay tres formas principales de conectarse a una impresora 3D:mediante una tarjeta SD, un cable fijo o mediante Wi-FI. La mayoría de las impresoras vienen con una tarjeta SD y conexiones de cable fijas. Sin embargo, la conexión Wi-Fi sólo está disponible en impresoras más avanzadas. La actualización de una tarjeta SD/cable fijo a Wi-Fi a menudo requiere reemplazar la placa base.

6. Extrusora

La extrusora se utiliza para extraer plástico del carrete de filamento, empujarlo a través de una cámara calentada y luego sacarlo por la boquilla para imprimir una pieza. La unidad extrusora consta de un motor paso a paso, una rueda dentada con resorte para agarrar el plástico, un extremo caliente y una boquilla. Los tres tipos principales de extrusoras son:

• Transmisión directa: Las extrusoras de accionamiento directo normalmente se montan encima del extremo caliente y la boquilla. Este tipo de extrusoras empujan el plástico directamente hacia el extremo calentado y lo sacan por la boquilla.
• Bowden: El extrusor está montado en una ubicación fija en el marco de la impresora. Una extrusora Bowden empuja el plástico a través de un tubo largo y flexible hasta el extremo caliente. Esto permite que la impresora imprima más rápido ya que hay menos peso cerca de la boquilla.
• Extrusores duales: Se colocan dos extrusoras separadas una al lado de la otra, cada una de las cuales suministra un material diferente. Pueden ser de cualquier otro color o se puede utilizar un solo extrusor para imprimir los soportes de las piezas. Tanto las extrusoras de accionamiento directo como las de estilo Bowden se pueden configurar para extrusión dual.

Actualizar un accionamiento directo a una extrusora Bowden se puede realizar de forma relativamente sencilla. Sólo se necesitan unos pocos soportes y tubos adicionales. La actualización a extrusión dual depende de cuántos controladores paso a paso se pueden acomodar en la placa base. También se requerirán puntos de conexión para ventiladores, hot-ends y sensores de temperatura adicionales.

Una ilustración de una extrusora/punta caliente.

7. Controladores de movimiento

El controlador de movimiento es el mecanismo utilizado para mover el extremo caliente de la impresora a lo largo de los tres ejes necesarios para imprimir una pieza. Se utiliza un motor paso a paso para controlar el movimiento debido a su capacidad para mantener un posicionamiento preciso. Sin embargo, los motores paso a paso producen movimiento giratorio. Este movimiento giratorio se convierte en movimiento lineal utilizando un tornillo motor o una correa dentada. El eje z casi siempre se acciona con un tornillo motorizado, mientras que los ejes x e y se pueden accionar con correas dentadas.

Rara vez es necesario actualizar el controlador de movimiento. Los motores paso a paso del equipo original son capaces de controlar la posición de los cabezales de impresión con gran precisión.

8. Material impreso

Las impresoras 3D FDM típicas pueden imprimir utilizando una amplia variedad de materiales en forma de rollos de filamento. Estos pueden tener 1,75 mm o 3 mm de diámetro. A continuación se presentan algunas categorías generales de plásticos que se pueden imprimir:

• Termoplásticos: Los termoplásticos como PLA, ABS y PETG se encuentran entre las materias primas más utilizadas.
• Elastómeros termoplásticos: Los elastómeros son materiales que, como el caucho, siguen siendo flexibles después de la impresión. Estos tipos de plásticos pueden resultar difíciles de imprimir, requieren una extrusora de accionamiento directo y son más caros.
• Termoplásticos rellenos: Los termoplásticos con carga cubren una amplia gama de materiales que son una mezcla de termoplásticos y cargas adicionales, como polvo metálico, fibra de carbono o aserrín. Se utilizan principalmente para crear piezas con una apariencia única y proporcionar mayor resistencia.

Rara vez es necesario actualizar la máquina para imprimir con diferentes filamentos. Sin embargo, en algunos casos se necesitan accesorios especiales. Por ejemplo, puede resultar beneficioso incluir una carcasa con un tubo de ventilación para la impresora para plásticos como el ABS.

9. Cama de impresión

La cama de impresión es el área en la que se construye la pieza impresa. Las camas de impresión pueden variar en tamaño desde 200 x 200 mm hasta 1 m x 1 m. La cama de impresión a menudo se mueve hacia adelante y hacia atrás a lo largo del eje y. La base de impresión puede tener paneles removibles que mejoran la adherencia de la impresión a la base y facilitan la extracción de la pieza después de la impresión.

Hay algunas mejoras disponibles para una plataforma de impresión además de agregar un panel extraíble para mejorar la adhesión. El tamaño de la cama de impresión depende del marco de la impresora.

Una ilustración de una placa de construcción de una impresora 3D.

10. Sistema de alimentación

El sistema de alimentación es la red de tubos por la cual los materiales filamentosos ingresan al extrusor y salen de la boquilla calentada. El sistema de alimentación adecuado puede hacer posible la impresión multicolor sin la necesidad de una extrusora doble. Un sistema de alimentación es un proceso especializado y se puede agregar a una impresora existente.

Una ilustración de un sistema de alimentación.

¿Qué son las piezas de impresión 3D?

Las piezas de impresión 3D se refieren a cualquier componente necesario para el funcionamiento de una impresora 3D. Estos incluyen extrusores, placas base, fuentes de alimentación e interfaces de usuario, entre otros.

¿Dónde se fabrican las piezas de impresión 3D?

La gran mayoría de las piezas de las impresoras 3D se fabrican en China.

¿Cuál es el aspecto más importante de las piezas de impresión 3D?

El aspecto más importante de las piezas de impresión 3D es hacer coincidir las especificaciones de la máquina con sus requisitos. Estudie las especificaciones de la impresora que se está considerando comprar para determinar si puede realizar la tarea de impresión necesaria.

Para obtener más información, consulte nuestra guía de impresoras 3D.

"Una impresora 3D funciona como un sistema electromecánico integrado, donde el control de movimiento, la regulación de la temperatura y la deposición de material operan en coordinación continua. La placa controladora ejecuta comandos de operación de impresión, gestiona la distribución de corriente a los controladores paso a paso y sincroniza la retroalimentación posicional en todos los ejes. Las tolerancias mecánicas en el marco y el conjunto de movimiento afectan directamente la precisión dimensional y el acabado de la superficie. La estabilidad térmica en el extremo caliente y la plataforma de construcción gobierna la adhesión de las capas y la integridad estructural general. La precisión de la fabricación aditiva depende en última instancia de la calibración y la interrelación de estos subsistemas, donde los parámetros del software se traducen directamente en resultados físicos mensurables”.

Cómo identificar piezas de impresión 3D

Algunas piezas de impresoras 3D tendrán un número de serie impreso. Esto es especialmente cierto en el caso de componentes electrónicos, como extrusoras o placas base. Los fabricantes de impresoras suelen incluir las piezas de repuesto y sus ubicaciones para su compra en sus sitios web.

Cómo ensamblar piezas de impresión 3D

La forma más sencilla de ensamblar piezas de una impresora 3D es seguir las instrucciones en línea, especialmente las proporcionadas por el OEM de la impresora. Los manuales de instrucciones de los OEM suelen mostrar una vista ampliada de todas las piezas de la impresora 3D, lo que puede ayudar en el proceso de montaje.

Preguntas frecuentes sobre piezas de máquinas de impresión 3D

¿Es difícil ensamblar piezas de impresión 3D?

 Una impresora 3D básica requiere algunas habilidades técnicas básicas y puede llevar horas ensamblarla desde cero. La mayoría de los fabricantes proporcionan instrucciones detalladas en vídeo sobre cómo construir la impresora de forma segura. Se requiere especial cuidado al trabajar con piezas y sistemas eléctricos.

¿Dónde podemos comprar piezas de impresión 3D?

Las piezas de impresora 3D se pueden comprar en casi cualquier minorista en línea importante, como Amazon, AliExpress o Banggood. Las tiendas de impresión 3D locales pueden tener componentes en stock que se pueden comprar con un ligero margen de beneficio. Una simple búsqueda en Google con las palabras clave "piezas de impresora 3D cerca de mí" puede ayudarle a descubrir dónde comprar piezas de impresora.

¿Cuánto costarán las piezas de impresión 3D?

El costo de las piezas de la impresora 3D depende de la pieza que se compre. La pieza más cara suele ser la placa base y sus componentes relacionados. Una placa base típica cuesta entre 44 y 75 dólares. Tenga en cuenta que una impresora 3D completa puede costar tan solo 280 dólares.

¿Es posible actualizar las piezas de impresión 3D?

Actualizar impresoras 3D es un pasatiempo vibrante con innumerables accesorios disponibles en línea. También hay muchas guías en línea sobre cómo actualizar las piezas de su impresora 3D.

Resumen

Este artículo revisó 10 categorías de piezas de máquinas de impresión 3D y explicó su propósito. Para obtener más información sobre la impresión 3D y cómo Xometry puede ayudar con las piezas de la impresora 3D, comuníquese con un representante de Xometry.

Xometry ofrece una amplia gama de capacidades de fabricación, incluida la impresión 3D y servicios de valor agregado para todas sus necesidades de producción y creación de prototipos. Visite nuestro sitio web para obtener más información o solicitar un presupuesto gratuito y sin compromiso.

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Dean McClements

Dean McClements se graduó con honores en Ingeniería Mecánica y cuenta con más de dos décadas de experiencia en la industria manufacturera. Su trayectoria profesional incluye puestos importantes en empresas líderes como Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace y Hyster-Yale, donde desarrolló un profundo conocimiento de los procesos de ingeniería y las innovaciones.

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