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Convertirse en un realmente buen profesional de la impresión 3D requiere mucha práctica y aprender cómo los componentes individuales de la impresora trabajan juntos para crear un producto de alta calidad. Cuando empieces a crear diseños más complejos con filamentos especializados, es posible que los componentes originales que venían con tu impresora 3D cuando la compraste ya no estén a la altura de la tarea. Entre la comunidad de impresión 3D, una opción de personalización fácil y popular es utilizar un hot end totalmente metálico. ¿En qué se diferencia un hot end totalmente metálico de su hot end original? ¿Cuáles son sus ventajas y desventajas?
¿Qué es un hot end totalmente metálico?
Para comprender qué hace que un hot end totalmente metálico sea tan especial, debemos volver al diseño de un hot end estándar, del tipo que probablemente viene con su impresora 3D. Todos los extremos calientes tienen una zona de fusión donde el filamento se funde mediante calentamiento. La alta temperatura de esta zona necesita estar aislada del resto del filamento para evitar una fusión prematura y una mala extrusión. Este papel fundamental lo desempeña un aislante de poliéter éter cetona (PEEK), ubicado justo encima de la zona de fusión.
Justo encima del bloque aislante hay un tubo de politetrafluoroetileno (PTFE). El PTFE es un material antiadherente de muy baja fricción que permite el paso suave del material del filamento, incluso cuando se retrae el filamento calentado.
Si bien un filamento PEEK/PEI estándar funciona bien para la mayoría de los filamentos, incluidos los súper populares PLA y ABS, comenzarán a surgir problemas si los usa para filamentos que requieren temperaturas de impresión muy altas. Buenos ejemplos de estos filamentos incluyen nailon (240 °C) y policarbonato (260 °C). Por encima de 240 °C, tanto el PEEK como el PTFE empiezan a descomponerse. Esto da como resultado una degradación de su calidad con el tiempo hasta que llegan a un punto en el que es necesario reemplazarlos.
El método más común para solucionar el problema de la impresión a alta temperatura utilizando un hot end de PEEK/PEI es utilizar una alternativa totalmente metálica. Un hot end totalmente metálico utiliza una tira delgada de acero inoxidable como rotura de calor para separar la zona de fusión del resto de la extrusora. Luego, el disipador de calor se conecta a un disipador de calor que se somete a enfriamiento activo, generalmente mediante un ventilador.
Tenga en cuenta que existen diferentes tipos de hot-ends totalmente metálicos en el mercado. Algunos modelos mantienen su nombre al estar creados completamente con metal. Otros hot-ends “totalmente metálicos” incorporan un tubo de PTFE en el disipador de calor para proporcionar una superficie antiadherente para la extrusión de filamentos. Sin embargo, estos extremos calientes totalmente metálicos están diseñados de manera que el tubo de PTFE solo esté expuesto a la temperatura ambiente para evitar la degradación por calor.
¿Cuáles son los beneficios de utilizar un hot end totalmente metálico?
1. Impresión a altas temperaturas
La razón principal por la que querrías cambiar a un hot end totalmente metálico es para poder imprimir a altas temperaturas sin ningún problema. Los componentes metálicos de una boquilla totalmente metálica pueden exponerse a temperaturas muy altas repetidamente durante largos períodos sin ningún riesgo de degradación por calor.
2. Ya no es necesario reemplazar el revestimiento de PTFE
Como consecuencia directa de la ausencia de un revestimiento de PTFE que esté expuesto a altas temperaturas, ya no necesitará reemplazar periódicamente el revestimiento de PTFE de su hot end. Dependiendo de su nivel de uso, imprimir a altas temperaturas utilizando un hot end de PTFE estándar decolorará y degradará gravemente el revestimiento de PTFE en el espacio de unos pocos meses a un año.
Si bien un revestimiento de PTFE de repuesto no es costoso, el trabajo necesario para desmantelar toda la configuración del extrusor para llegar a las piezas de plástico puede ser bastante abrumador. También hay muchas cosas que pueden salir mal durante todo el proceso de desmontaje e instalación, y podrías terminar con un problema mayor que el que tenías al principio.
¿Existen inconvenientes al utilizar un hot end totalmente metálico?
1. Mala retracción
El mayor inconveniente de cambiar a un hot end totalmente metálico es la pérdida del tubo de PTFE. La superficie de PTFE proporciona una superficie de baja fricción sin preocupaciones que puede transportar filamento incluso a temperaturas más altas. Esto se convierte en un problema mayor cuando se aplican configuraciones de retracción que retiran una porción significativa del filamento caliente hacia el disipador de calor. El filamento más caliente y pegajoso tenderá a adherirse a las paredes de acero inoxidable de un extremo caliente totalmente metálico.
Un consejo común cuando se trabaja con un hot end totalmente metálico es minimizar la retracción. Esto es fácil de hacer, pero mucho más difícil de implementar, especialmente si imprime un diseño con espacios grandes.
2. Es más probable que se produzcan interferencias
El atasco es otra consecuencia de los problemas de retracción de los extremos calientes totalmente metálicos. A medida que el filamento caliente ingresa al disipador de calor, sufre una caída drástica de temperatura que resultará en su solidificación parcial. Este filamento parcialmente fundido tomará la forma del tubo de acero inoxidable, formando efectivamente un «tapón» que atascará la extrusora. Minimizar la retracción hará que sea menos probable que ocurra este problema. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, es posible que la retracción mínima ni siquiera sea una opción disponible para algunos diseños.
Consejos sobre el uso de un hot end totalmente metálico
Aunque parece que hay muchos problemas importantes con los que te encontrarás una vez que cambies a un hot end totalmente metálico, muchos profesionales de la impresión 3D han logrado que funcione con la combinación correcta de métodos innovadores y buenas soluciones. equipo.
1. Reduzca la configuración de retracción.
El mayor problema de usar un hot end totalmente metálico proviene de la resolidificación del filamento fundido cuando es arrastrado hacia el disipador de calor. La forma más sencilla de eliminar este problema es ajustar la configuración de la impresora a la menor retracción posible.
Puede hacer esto comenzando con retracción cero y probando cómo funciona el filamento. Si tiene problemas con el encordado, puede intentar aumentar la retracción en incrementos de 0,05 mm hasta obtener resultados con los que esté satisfecho.
2. Utilice un buen ventilador para el disipador de calor.
El disipador de calor de un hot end totalmente metálico sirve para aislar el calor de la zona de fusión del resto del filamento para que no sufra un calentamiento prematuro. Para hacer esto, el disipador de calor depende del mecanismo de enfriamiento activo proporcionado por un ventilador de enfriamiento. Desea obtener la transición de temperatura más nítida posible en el disipador de calor, por lo que es mejor usar un ventilador de alta potencia en la configuración más alta. De lo contrario, el “deslizamiento del calor” provocará un control deficiente del flujo y una calidad de impresión inconsistente.
3. Aplicar un poco de lubricación en el filamento.
Esto es más bien un “último recurso” si aún no se producen atascos en el extrusor, incluso con baja retracción y alto enfriamiento. Para lubricar su filamento, simplemente aplique una película muy fina de aceite mineral o vegetal (como el de canola) al filamento entre el carrete de filamento y el engranaje impulsor.
Lo más importante que hay que recordar es no exagerar: un poco es suficiente. Una toalla de papel humedecida con aceite es la mejor manera de aplicar el aceite, y probablemente no necesitarás hacerlo durante todo el tiempo que imprimas. Aplicar aceite al filamento servirá para cubrir la superficie interna del tubo en el extremo caliente, lo que debería proporcionar suficiente lubricación para todo el proceso de impresión.
Sin embargo, existen algunas advertencias sobre este método que lo convierten en la última opción para la mayoría de los profesionales de la impresión 3D. Ha habido discusiones sobre si la aplicación de un lubricante al extremo caliente causará problemas a largo plazo en el extremo caliente. Los efectos del lubricante sobre la adhesión de las capas tampoco se han determinado con certeza. Después de todo, las capas se adhieren entre sí a nivel molecular, por lo que cualquier impureza tiene el potencial de comprometer la integridad de la unión de capa a capa.
Para ir finalizando
Usar un hot end totalmente metálico es solo una de las muchas formas en que puede ampliar sus horizontes en la impresión 3D. Hacer el cambio a un hot end totalmente metálico es esencial si desea imprimir a temperaturas más altas, como cuando se utilizan filamentos de nailon y policarbonato. Estos filamentos son algunos de los materiales más difíciles con los que puedes imprimir, por lo que necesitarás equiparte con todas las herramientas adecuadas.
Dicho esto, un hot end totalmente metálico no es una especie de solución mágica a los problemas de impresión a altas temperaturas. Viene con una serie de desafíos que deberá solucionar. Todo esto es parte integral de mejorar tus habilidades en impresión 3D.
Advertencia; Las impresoras 3D nunca deben dejarse desatendidas. Pueden representar un peligro para la seguridad contra incendios.
