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Cómo es una impresora 3D: partes esenciales de las impresoras 3D

partes importantes de una impresora 3d

Muchos clientes y fans de la impresora 3D nos han hecho la misma pregunta: ¿Qué partes de la impresora 3D son importantes y cuáles son clave para mejorar mi impresora 3D?.

En internet hay mucha información acerca de los materiales de impresión 3D y partes mecánicas de la impresora 3D, sin embargo, muchas veces hay demasiada y llega a ser confusa.

En este artículo intentamos ser lo más precisos posible sobre la mecánica de la impresora 3D y de los componentes de la misma.

En el caso de que quieras ver reseñas de las mejores impresoras 3D del mercado, visita nuestro blog: https://impresora3d.pro/

Partes principales: estructura de la impresora 3D

La estructura metálica de una impresora 3D es imprescindible que sea de buena calidad, de ello depende el resultado final. Si la estructura fuera de mala calidad, nuestra impresora 3D tendría varios problemas.

estructura de aluminio impresora 3d

El primero de ellos será la inestabilidad de impresión. Es horrible si la estructura de la impresora 3d es inestable, produce imprecisiones que acabarán por fastidiarte las figuras finales. Para combatir el movimiento de la bobina, vienen muchas veces incluido en la estructura un soporte para imprimir en la mesa y no en la base de la impresora 3d.

Otro problema importante podría surgir cuando la cama caliente no se ajuste bien con el cabezal de la impresora 3D. Eso provocaría que la figura no quede pegada a la cama caliente, o peor, que el cabezal destroce la base de tu impresora.

Si tu impresora 3D tuviera una estructura débil, no soportaría un extrusor en movimiento directo, necesitaría de un extrusor bowden. Esto nos limita en el uso de materiales para imprimir y nos impide tomar el control del proceso de impresión.

¿Cuál es el mejor para tu impresora 3D?¿Extrusor bowden o directo?

El extrusor de una impresora 3d juega un papel importante. Dependerá del extrusor los materiales que podamos utilizar y la precisión con la cuál nuestra impresora 3D creará los modelos.

Zanjemos este debate, es mucho mejor el directo, ya que el bowden nos producirá atascos, imprecisiones y no podrá imprimir con tantos materiales como el extrusor directo.

extrusor bowden impresora 3d


Te puedes permitir un extrusor Bowden en algunas ocasiones, impresiones multimateriales o en impresoras 3d con sistemas CoreXY o tipo Delta. Para que entiendas, algunas impresora 3d baratas utilizan el extrusor bowden porque sus estructuras no soportan el movimiento de los directos.

  • Poleas dentadas: estas poleas son las que transmiten la energía del motor de la impresora al filamento. El mejor tipo de estas poleas, a pesar de que tienes variedad para elegir, es la de doble polea. El filamento patina menos y aumenta la fiabilidad de tu impresora 3d.
hotend impresora 3d
  • Hotend: gracias al fusor o hotend el filamento recibe el calor para que la impresora 3D pueda empezar. Algo habitual es que los mecanizados sean de mala calidad y esto hace que el hotend no funcione como debería. Tendremos que tener en cuenta el diseño del barrel o garganta, que es donde se mantiene y dirige la temperatura. Gracias a ella nuestra impresora 3d será más fiable y profesional. Otra cosa a tener en cuenta es que el disipador térmico funcione correctamente si no queremos que se nos fastidie la impresión 3D. Por último, procura tener boquillas que no nos molesten en el proceso, busca siempre algo de mejor calidad, lo agradecerás.

¿Cómo es una impresora 3d según su movimiento?

Podemos diferenciar entre tres tipos de impresoras: las impresoras 3d cartesianas, impresoras 3d tipo Corexy e impresoras 3d tipo Delta.

Impresora 3D cartesiana

Es la impresora 3d más común de todas, caracterizadas por tener cada eje independiente uno del otro. Las ventajas de una impresora 3d cartesiana son: fácil de montar, problemas más fáciles de detectar y su carga de procesamiento es la más baja.

impresora 3d cartesiana
IMPRESORA 3D CARTESIANA

Algunas impresoras 3d mueven la cama en Y y en Z dejando la cama caliente estática, otras solo la Z. Todo depende de la marca de la impresora 3d hayas comprado.

Principal limitación: si imprimes con impresoras grandes, la masa de movimiento requerida aumentará tanto que la impresora 3d se hará lenta y pesada. Para ello hay más tipos de impresora.

Impresora 3d tipo CoreXY

Este tipo de movimiento se está haciendo trending topic en el mundo de la impresión 3D. Tiene algunas ventajas a considerar.

La masa de movimiento que hemos mencionado anteriormente en este caso se reduce incluso en impresoras de tamaño grande. Si comparas el tamaño de la impresora 3d de este tipo y las dimensiones que puede llegar a imprimir, quedas más que satisfecho.

impresora 3d tipo corexy

Hay algo que decir en su contra, eso sí. El procesador necesario debe de ser muy potente en comparación a las impresoras 3d cartesianas por ejemplo. Además, si eres novato no te aconsejamos este tipo de impresoras, son difíciles de montar y reparar en caso de fallo o imperfección.

Impresora 3d tipo Delta

Las impresoras de este tipo se hicieron muy populares. Su velocidad de impresión tan acelerada les hizo un hueco en el mercado de las impresoras 3d. Además de los pocos componentes necesarios para esta impresora 3d hicieron que su precio se abaratara. Eso sí, su movimiento tan complejo hace que tenga ciertos problemas.

impresora 3d tipo delta

Ventaja: El uso de un extrusor Bowden y la reducción de la masa de movimiento, hace que esta impresora 3d haga el trabajo a velocidad de locura. Su única ventaja.

Estas impresoras 3d son poco prácticas, aunque la velocidad de impresión sea rápida. No es aconsejable utilizar filamento blando ya que necesita velocidades más lentas de impresión, además es muy probable que ocurran imprecisiones con esas velocidades de impresión.

Otras partes importantes de la impresora 3d: las correas y poleas

Si nos remontamos a la primera impresora 3d, veremos que esta utilizaba correas de tipo T (dientes rectos), desajustando el movimiento de los ejes. Con las correas GT2 que diseñaron más tarde el problema se solucionó, con un movimiento de ejes mucho más preciso. Hay diferentes correas GT2:

  • Correas de goma: Las más asequibles en cuanto al precio, hasta parece gracioso, sin embargo al no tener refuerzos produce una impresión 3d imprecisa.
  • Correas GT2 reforzadas con fibra de vidrio: las correas más usadas en impresoras 3d de todo el mundo. La fibra de vidrio le aporta rigidez y estabilidad en la impresión.
  • Correas GT2 reforzadas con fibra de vidrio y con recubrimiento anti-desgaste: correas igual que las anteriores, sin embargo, estas consiguen durar más de lo normal, algo que nosotros, los fans de la impresora 3d, hemos estado esperando.
correa impresora 3d

La correa de la impresora 3D se ayuda de las poleas GT2 para imprimir. Normalmente, una impresora 3d pequeña tendrá una polea de 16 dientes, un modelo de impresora 3d mediano tendrá 20 dientes una impresora 3d tendrá una polea de 36.

polea de 40 dientes para impresora 3d

Ya que las poleas con menos dientes aplican menos energía a las correas, tomando como referencia la polea de 20 dientes, tenderíamos a disminuirla si la impresora es pequeña, lenta y precisa, y aumentarla si fuera una impresora grande y rápida.

La GRAN confusión: varillas y rodamientos de una impresora 3D

Según errores de traducción, hemos tenido falsas interpretaciones de lo que son y cómo funcionan las varillas y rodamientos en una impresora 3d.

Tratamos con 2 tipos de varillas, una de acero inoxidable y otra de acero cromado. Aquí es de donde parte la confusión, las barras de acero inoxidable contienen cromo en su interior y las barras cromadas solo tienen una capa externa de dicho componente.

varillas inoxidables impresora 3d

Para que quede lo más claro posible, las barras cromadas tienen un grosor externo de 0,02 mm de cromo, lo demás acero. En el caso de estas últimas, hacen que con el uso de la impresora 3D, los rodamientos oxiden las varillas. La buena noticia es que son mucho más baratas que las de acero inoxidable.

Las impresoras 3D que promocionamos en nuestro blog impresora3d.pro tienen varillas de acero inoxidables, lo que hará que no se oxiden en condiciones normales.

Para diferenciar los tipos de rodamientos, destaquemos los LM, los SC y los Igus. Entre los LM y SC la diferencia existe en la carcasa ya que son rodamientos externamente iguales. La gama profesional de impresoras 3d suele utilizar una combinación de rodamientos LM o SC + varillas normalmente inoxidables.

Los rodamientos Igus se diferencian en su desgaste, ya que deslizan en vez de rodar, lo cual causa más fricción y desgaste. Se justifica su uso por la precisión que añade al proceso de impresión 3d.

Existe una solución más barata, perfiles de V-SLOT. Es una manera de que la impresora 3D salga más económica, haciendo que el perfil haga de estructura y guía lineal a la vez. Este método ocasiona poca durabilidad, suelen ser de aluminio o plástico en vez de acero inoxidables, MALA ELECCIÓN en nuestra opinión.

Hablemos de electrónica: la fuente de alimentación de la impresora 3d

La fuente de alimentación de nuestra impresora 3D es lo que le da vida, es lo que le da la magia para imprimir. Le proporciona la corriente necesaria para su buen funcionamiento (12 o 24 V).

fuente de alimentacion impresora 3d

Una buena fuente de alimentación nos ayudará a ahorrar tiempo y dinero en nuestra impresora 3d. Es muy normal que nuestra impresora esté en funcionamiento durante 24 horas, lo cuál, si no dimensionamos bien la energía hará que gastemos demasiado.

Como recomendación deberías siempre tener una fuente de alimentación de doble potencia de la nominal de la impresora 3D para que dure muchos muchos años.

Para una impresora pequeña o de tamaño medio es suficiente con una fuente de alimentación de 12 V. Para impresoras 3D más grandes es necesario tener una potencia de 24 V.

Placa de control de una impresora 3D: por aquí pasa TODO.

La placa de control lo hace todo, es la que enciende y apaga, conecta y desconecta. Sin placa de control no hay impresora 3D que funcione.

placa de control impresora 3d

Contiene un procesador encargado de que los cálculos estén correctos y la impresora 3D pueda funcionar. Los procesadores más usados son de 8 bits, hay algunos que utilizan menos pero no es nada práctico ni aconsejable. El futuro está en los procesadores de 32 bits que ya están en desarrollo sin embargo de momento no son tan estables.

A parte del procesador, la placa de control necesita un controlador para el motor de la impresora 3D, nuestra recomendación: los TMC2130 a un coste razonable ofrecen funciones avanzadas y buenos resultados, disminuyendo la carga del procesador.

Los mosfets y los controles de potencia son partes delicadas, en caso de ser de baja calidad, mal calibradas, pueden causar problemas muy serios. Los mosfets controlan la salida de energía de la placa, esencial que estén bien cuidados. Si eres un particular y haces impresiones en casa, lleva mucho ojo y cuidado de los mosfets de tu impresora 3D.

Otra de las partes a tener en cuenta son las conexiones, ya que si están mal instaladas o dimensionadas pueden sobrecalentarse y aumentar el riesgo de incendio.

Por último, el LCD con lector de tarjetas SD era, hace unos años, algo opcional. Hoy es imprescindible y nos ayuda a imprimir de manera muy cómoda y sin necesidad de tanto cable.

Cama caliente de la impresora 3D: donde la magia sucede

La cama caliente es donde nuestra impresora 3D hace que nuestros modelos 3D se hagan realidad. Imprescindible que esté muy bien optimizada, es la parte que más energía consume.

cama caliente de una impresora 3d

El uso de aislante en la cara inferior es recomendable para disminuir el consumo, y el uso de un cableado acorde a su potencia. 

Diferenciemos diferentes camas calientes:

  • Tipo PCB: la placa caliente más antigua, diseñada como una resistencia. Es muy económica sin embargo su rugosa superficie es un gran defecto.
  • PCB con aluminio: gracias al aluminio la temperatura se transmite de manera más homogénea y ayuda así a la impresión 3d. La desventaja principal es el grosor extra del aluminio a la placa PCB, calienta más despacio y por lo consiguiente necesitan más potencia.