Hay varios tipos diferentes de configuración de impresoras FDM y la forma en que se describen estas impresoras puede ser muy confusa. Los cinco tipos principales de impresoras FDM son:
- cartesiano
- Delta
- Núcleo XY
- Polar
- ESCARA
A primera vista, estos términos parecen bastante vagos y confusos, así que profundicemos en esto con más detalle.
Este es un subtema de nuestra publicación principal que también puede consultar aquí: Fundamentos para principiantes: ¿Cómo elegir una impresora 3D?
¿Qué es una impresora cartesiana FDM?
El sistema cartesiano es un sistema matemático de coordenadas inventado en el siglo XVII por el matemático francés René Descartes para definir un punto específico que es una distancia, medida desde un origen, que hace referencia a dos planos perpendiculares.
Este sistema puede definir cada punto de forma única mediante un conjunto de coordenadas numéricas. La coordenada debe tener los siguientes elementos:
Este sistema se puede utilizar para especificar cualquier punto en un sistema tridimensional mediante el uso de 3 coordenadas cartesianas que hacen referencia a 3 planos XY, XZ e YZ.
Entonces una impresora cartesiana es una impresora que se mueve en 3 dimensiones X, Y y Z, referencia un origen. Estas impresoras tienen una configuración muy clara de los ejes perpendiculares X, Y y Z.
Las impresoras cartesianas son definitivamente, con mucho, la forma más común de impresora 3D FDM en el mercado; impresoras como la Prusa i3 Mk3S y la Ender 3 son ejemplos clásicos de impresoras cartesianas.
¿Qué es una impresora 3D Delta FDM?
Una impresora Delta es una configuración muy diferente a la configuración de impresora cartesiana estándar descrita anteriormente y es una impresora no cartesiana.
En lugar de tener un eje configurado con XY y Z perpendiculares entre sí, una impresora Delta funciona con tres ejes verticales separados por 120 grados colocados verticalmente en un triángulo perfecto.
Cada eje tiene un par de brazos adjuntos, conectados al extremo caliente/extrusor y los brazos solo se mueven hacia arriba o hacia abajo.
Esta geometría se llama delta lineal.
Este es un ejemplo de una impresora 3D Delta típica:
Sin entrar en detalles, los cálculos se basan en el teorema de Pitágoras, lo que significa que puedes calcular la longitud de cualquiera de los lados de un triángulo rectángulo, ya que el lado opuesto al ángulo recto, al cuadrado (la hipotenusa, el largo) es igual a la suma de los otros 2 lados también al cuadrado.
El resultado de esto es que para calcular la longitud requerida en un momento dado, el procesamiento necesita realizar muchos cálculos diferentes de raíces cuadradas. El impacto de esto es que las placas de procesamiento de 8 bits más antiguas tendrán dificultades para realizar este cálculo lo suficientemente rápido; por lo general, las placas de 32 bits se utilizan para las impresoras 3D Delta.
A diferencia de las impresoras cartesianas, las impresoras 3D Delta tienen una cama de impresión circular, como resultado directo de esta configuración de brazo. Por lo general, son más rápidos que sus contrapartes cartesianas ya que el peso en movimiento es menor.
Núcleo XY
Una impresora Core XY es un sistema cartesiano, pero utiliza una configuración de polea diferente, más compleja y alargada que la cartesiana. Con 2 poleas para operar (típicamente) X e Y de la siguiente manera:
Fuente: https://www.researchgate.net/figure/General-layout-of-the-core-XY-positioning-system_fig2_326843167
Luego, la cama se mueve hacia arriba y hacia abajo solo en el eje X.
La activación de un motor paso a paso hará que el cabezal de impresión/extrusor se mueva en diagonal en una dirección determinada.
El principal beneficio de un sistema Core XY parece ser que no hay peso de motor paso a paso en el pórtico como suele ser el caso con otros sistemas cartesianos.
Otro beneficio parece ser que la huella de la impresora es la huella real. En otras palabras, todo el movimiento está contenido dentro del marco de la impresora.
A diferencia de una impresora cartesiana en la que normalmente necesita el doble del ancho de la cama de impresión, ya que la cama de impresión se mueve completamente en el eje Y, una Core XY es en realidad más compacta para el mismo tamaño, por lo que es fácil de encerrar por completo.
La desventaja de un Core XY tiene que ser la complejidad alrededor de la estructura del cinturón. Los recorridos de la correa tienden a ser bastante largos y mantener las correas tensadas con precisión requiere un diseño o mantenimiento cuidadoso.
¿Qué es una impresora 3D Polar?
Una impresora polar es muy diferente a las impresoras Delta, XY y Cartesianas. No es un sistema basado en cartesiano y en su lugar utiliza un sistema de coordenadas polares
El cabezal de impresión en sí está montado en un pórtico vertical y solo se mueve hacia arriba o hacia abajo.
La cama de impresión en sí es circular y no solo gira, la cama de impresión también se mueve hacia adentro y hacia afuera a lo largo del eje Y.
Estas impresoras parecen no estar ampliamente disponibles en realidad; por ejemplo, no pude encontrar un solo producto de impresora Polar 3D en Amazon.
Encontré esta versión hecha en casa muy bien en YouTube que se veía fantástica.
¿Qué es una impresora 3D SCARA?
La impresora SCARA 3D es una configuración de impresora 3D muy singular. SCARA es un acrónimo que significa: brazo robótico de ensamblaje de cumplimiento selectivo.
Los sistemas tipo SCARA fueron desarrollados en Japón a finales de los años 70 para ser utilizados principalmente por robots industriales. A principios de la década de 1980 ganaron un uso más generalizado.
¿Entonces, cómo funciona? Bien articulado se refiere al hecho de que es una sección del brazo humano, normalmente un brazo de dos articulaciones que puede moverse libremente en la dirección XY. Luego, todo el brazo se mueve hacia arriba y hacia abajo en el eje Z, generalmente usando una barra roscada.
Una de las ventajas de la impresora SCARA 3D es que son escalables: con la calidad adecuada de ingeniería de las articulaciones, puede construir un rpbot estilo SCARA mucho más grande que una impresora cartesiana típica.
Una de las desventajas de esto es que las uniones articuladas deben mecanizarse bien y con alta calidad para mantener la precisión requerida para la impresión 3D. Además de esto, debido al alcance del «brazo», la carga útil que el brazo puede levantar es limitada. Un brazo más largo significa más tensión en el mecanismo de la articulación.
Algunas empresas ahora están considerando el uso de la impresión 3D SCARA en la industria de la construcción, con pri
¿Cuándo se fabricó la primera impresora SCARA 3D?
La primera impresora SCARA 3D fue diseñada por Quentin Harley, un ingeniero sudafricano que diseñó RepRap Morgan y construyó el sistema él mismo aproximadamente a principios de 2022.
Prácticamente no hay información sobre otros sistemas similares o no hay fechas precisas que pueda encontrar en ninguna parte a través de la investigación sobre este tema, por lo que lo anterior es la mejor suposición.
Vea este video de Youtube de Quentin sobre el desarrollo de su impresora SCARA 3D:
En 2022, Morgan ganó el premio Humanity Plus Uplift Personal Manufacturing por su trabajo con RepRap Morgan.
Para ir finalizando…..
Hay muchos diseños diferentes de impresoras 3D disponibles, algunos son similares pero solo tienen ligeras diferencias. Como un cartesiano estándar y The Core XY.
Espero que esta publicación haya ayudado a aclarar cuáles son los diferentes tipos de impresoras y espero ver algunos diseños nuevos en un futuro cercano: ¿alguien tiene una impresora 3D SCARA de 5 ejes?
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