El económico servomotor BLS42 [Fuente: IQ Motion Systems]
Hay un nuevo servomotor en el mercado y podría tener grandes implicaciones para el futuro de la impresión 3D de bajo costo.
Las impresoras 3D de escritorio actuales utilizan casi inevitablemente motores paso a paso. El motor paso a paso es un diseño relativamente simple que permite que el rotor se mueva en incrementos fijos, de ahí el nombre del diseño.
Su diseño simple garantiza que estén disponibles a bajo costo y, por lo tanto, se encuentran muy a menudo en configuraciones de impresoras 3D. Los motores paso a paso moverán los ejes X e Y, levantarán la placa de construcción del eje Z y harán funcionar el motor del extrusor, al menos en las impresoras 3D FFF. Este sistema de movimiento de cuatro motores se puede armar a un costo relativamente bajo y representa una gran parte del costo de una impresora 3D de escritorio.
Sin embargo, los motores paso a paso adolecen de dos problemas.
Problemas del motor paso a paso
En primer lugar, funcionan mejor a velocidades más bajas. A velocidades más altas, tienden a perder par. Por lo general, eso no es un problema en las impresoras 3D FFF típicas.
El segundo problema es más insidioso. El diseño simple del motor paso a paso significa que son de «bucle abierto». Simplemente hacen lo que se les dice y, por lo general, eso está dentro de un cierto porcentaje de lo que el controlador realmente solicitó. Si están un poco apagados, el controlador no puede saberlo.
Normalmente, estos no son un problema importante en las impresoras 3D de escritorio, ya que funcionan a velocidades y pares dentro de la envolvente operativa del motor paso a paso, y los errores de posicionamiento son pequeños.
Pero, ¿y si quieres empujar ese sobre? ¿Qué pasaría si quisiera ejecutar la impresora 3D FFF a una velocidad mucho mayor? Esto es muy deseable, particularmente en máquinas FFF más grandes donde las impresiones 3D pueden durar muchas horas o incluso días.
La mayoría de las veces que se intenta esto, los motores paso a paso lo decepcionan cuando se los empuja a velocidades más altas. Las imprecisiones aumentan y la calidad sufre.
Servomotores en impresoras 3D
Una solución es alejarse por completo de los motores paso a paso y utilizar servomotores. Son una clase diferente de motor y ofrecen la capacidad de operación a mayor velocidad y mucha más precisión y confiabilidad debido a un diseño de circuito cerrado. La configuración de circuito cerrado permite que el controlador asegure que el motor esté precisamente en la posición deseada en cualquier momento.
Pero hay un problema con los servomotores: son caros. Demasiado caro para impresoras 3D de escritorio.
Por lo tanto, solo los encontrará en algunas impresoras 3D de gran formato, como la impresora 3D Atlas de Titan Robotics.
¿Significa esto que las impresoras 3D de escritorio están destinadas a quedarse con los motores paso a paso más lentos?
Servomotor BLS42 de IQ Motion Systems
Resulta que ahora puede haber una opción a considerar. IQ Motion Control, con sede en Filadelfia, ha desarrollado un servomotor que podría cumplir con los requisitos, el servomotor Fortiq BLS42. Ellos explican:
“El módulo Fortiq de IQ ofrece las ventajas de rendimiento de los servos industriales de gama alta al precio de un motor paso a paso y un controlador de calidad. Los motores Fortiq BLS42 tienen una potencia nominal de 4000 RPM, tienen una precisión de tic del codificador de ±2, experimentan una reducción del 90 % en la ondulación del par de arranque con el software de calibración de IQ y tienen un 50 % menos de volumen y un 70 % menos costosos en comparación con los servomotores industriales tradicionales. También hay 4 opciones de tamaño disponibles para los usuarios, cada una con una clasificación de torque diferente que depende de la longitud de la pila”.
La frase “al precio de un motor paso a paso de calidad” es lo que me llamó la atención.
¿Se podrían usar estos servomotores en una impresora 3D de escritorio? Parece que sí, según este video de prueba proporcionado por IQ Motion Control, que muestra una Creality Ender 3 equipada con Fortiq BLS42. Cabe destacar que el operador interfiere gravemente con el sistema de movimiento durante la impresión y mantiene continuamente la posición adecuada sin ensuciar la impresión:
¿Cómo logra esto IQ Motion Control? Parece que la empresa se basó en la tecnología desarrollada en el Laboratorio de Robótica de la Universidad de Pensilvania, donde una combinación sofisticada de hardware y software de control crea esta capacidad.
El servomotor Fortiq BLS42 se puede usar en una variedad de aplicaciones, pero lo que más me interesa es cómo podría aplicarse a las impresoras 3D. Ofrecen varios modelos como se ve arriba, cada uno proporciona diferentes niveles de torque.
Sospecho que el dispositivo aparecerá primero como una actualización de terceros para máquinas populares, empaquetadas por personas emprendedoras. Pero más adelante podemos ver a los propios fabricantes de impresoras 3D incorporar directamente este servomotor en sus diseños de máquinas base.
Ese podría ser el momento en que la calidad de la impresión 3D de escritorio cambie para siempre.
A través del control de movimiento IQ
