La impresión tridimensional ha sido tema de conversación desde hace varios años. En los últimos tres o cuatro años, la impresión 3D se ha convertido en una especie de mercancía, especialmente porque el costo de las impresoras ha bajado y vuelto a bajar. Los bolígrafos que usan tecnología 3D se pueden comprar por unos pocos euros, lo que lo convierte en un pasatiempo inminentemente asequible para las masas, por así decirlo.
Pero, en algún momento de cada vida, la gente dirá o escuchará la frase: «¿Cómo funciona eso?» Esa pregunta ahora se hace, con frecuencia, sobre la impresión 3D. Quizás la mejor manera de averiguar cómo funciona esto es desglosar la pregunta en sus partes. Primero: ¿Qué es una extrusora?
Mejor aún, ¿qué es «extrusión»? Este proceso generalmente incluye un troquel, una herramienta de fabricación utilizada para cortar o dar forma a algún material. Ese material se empuja a través del troquel para crear una forma particular. La extrusión puede ser continua, que suele ser la forma en que funciona la impresión 3D, ya que el filamento se alimenta a través del cabezal de impresión para crear capas y formas. La extrusora está, en pocas palabras, diseñada para empujar el material, similar al proceso que empuja la pasta de dientes fuera del tubo.
Filamento
En muchas situaciones, el material, como el plástico a base de aceite o almidón de maíz, ya se encuentra en un hilo delgado llamado filamento. Esto significa que gran parte del proceso de extrusión ya se ha realizado. Sin embargo, en la impresión 3D comercial o industrial a gran escala, el material puede estar a granel (en el recipiente más grande, como la pasta de dientes). Luego debe extruirse para producir la forma más pequeña que se puede aplicar en capas o en líneas finas para producir objetos.
Por cierto, la palabra «extruir» proviene de una palabra latina que significa «empujar». El material se empuja a través de una abertura más pequeña. Piense en ello de forma similar a la forma en que coloca filigranas o decoraciones en un pastel.
Sin entrar en el diseño mecánico de la extrusora en este punto, la extrusión de plástico que se usa en la impresión 3D es impulsada por un eje de engranaje que empuja el filamento hacia un cabezal de impresión calentado. Algunos diseños utilizan un ventilador de refrigeración para mantener la temperatura en el nivel adecuado, según el material específico que se utilice. Esto mantiene parte del material en un estado más rígido, lo que le permite empujar contra el material más blando que tiene delante a través del pequeño orificio en la boquilla del cabezal de impresión.
Si no tuviera la presión del material de origen, no habría forma de imprimir. Con la tecnología informática que permite que la impresora siga un modelo virtual, por ejemplo, es posible colocar el filamento delgado precisamente donde lo necesita. Con mejoras en la tecnología, es posible colocar las hebras de filamentos más intrincadas, como las que se podrían usar para crear el «andamio» o estructura que se usa en el campo médico.
Más sobre este fascinante proceso
En algún momento durante el desarrollo de la impresión 3D, los fabricantes de equipos y los usuarios descubrieron problemas como la «impresión de aire». Esto es exactamente lo que parece. Su impresora y la extrusora funcionan, pero está imprimiendo con aire (no sale material de la boquilla/cabezal de impresión). Puedes buscar las causas, por supuesto. Es posible que encuentre que la boquilla está tocando la plataforma o la superficie en la que está imprimiendo. Esto podría causar que el material bloquee la boquilla. Es posible que descubra que se están acumulando partículas de plástico alrededor del engranaje impulsor de la impresora y que no se expulsa ningún material.
Tenga en cuenta que, para muchas impresoras avanzadas, la extrusora y el cabezal de impresión funcionan en la dirección del archivo de computadora y el modelo que proporciona. Si no estás usando un bolígrafo básico, tendrás un mecanismo compuesto por varias partes. Hay un motor que proporciona energía, y el diseño incluye controles para proporcionar pasos cortos y entregar solo la cantidad de material que necesita. Sin este control, estaría luchando contra un flujo continuo de plástico u otro material.
El equipo también incluirá el engranaje impulsor, sobre el cual se mencionó. Está conectado al motor y conduce el filamento a través del cabezal de impresión. En algunos sistemas, se usan engranajes adicionales para producir más fuerza o diferentes velocidades, similar a lo que obtienes con una bicicleta de varias velocidades. En la industria, las personas generalmente se refieren a la unidad de calentamiento/fundición como el «extremo caliente». El filamento es sólido hasta que pasa por esta parte del sistema. Se suaviza para permitirle crear formas.
El proceso de extrusión también incluye un método para medir y controlar la temperatura, que es manejado por los controles de la impresora. La boquilla es el extremo comercial, generalmente en forma de cono con el extremo más grande recibiendo el material y el extremo más pequeño midiendo los hilos para que pueda construir capas.
¿Hay un extrusor «mejor»?
La respuesta aquí sería «sí» y «no». Sin duda, hay algunos diseños de extrusoras que funcionan mejor que otros, especialmente cuando se descubrieron problemas y se mejoró la tecnología. Pero, la mejor extrusora es la que produce los resultados que desea, para el objeto o producto que está tratando de crear. Si no ha comprado una impresora 3D antes de esto, debe investigar un poco para encontrar tres o cuatro que se adapten a sus propósitos, especialmente en términos de capacidades de control de temperatura y «extremo caliente». También debe aprender todo lo que pueda sobre la velocidad de impresión y el control general en el extremo de la boquilla.
Puede comprar el hot end por separado, en muchos casos, y montarlo en su impresora. El llamado extremo «J» es el estilo de montaje más común. Muchas personas eligen el cuerpo de la extrusora de acuerdo con su preferencia por la transmisión directa o por engranajes, siendo la transmisión directa la más simple. Consejo: si va a utilizar un filamento más grande, es posible que le resulte más útil la extrusora de transmisión por engranajes.
De hecho, puede tener varias extrusoras para usar en su impresora. Pero, esto podría ser mejor dejarlo para los veteranos y los usuarios comerciales experimentados. Si recién está comenzando, puede evitar la confusión y la frustración al usar una extrusora en una impresora.