Ejemplo de soporte soluble de PVA que se disuelve en agua [Fuente: Simplify3D]
El Dr. Andrei Neboian, fundador de Xioneer Systems, analiza las ventajas y desventajas de utilizar varios materiales de soporte solubles en diferentes estilos de impresoras 3D.
«No me importa el multicolor, solo quiero soportes solubles», escribe un usuario de impresora 3D en un foro sobre impresión 3D de dos materiales.
Esta es la primera parte de una serie de dos. La segunda parte está aquí.
Claro, un modelo de una rana de la selva amazónica de cuatro colores se vería genial en tu colección impresa en 3D. Pero suficientes usuarios estarían de acuerdo en que el verdadero potencial de las impresoras de doble cabezal radica en su capacidad para imprimir soportes solubles en lugar de una paleta de colores.
Una búsqueda rápida en Google revela docenas de filamentos de soporte solubles en el mercado. La mayoría de ellos se basan en los conocidos polímeros PVA y BVOH solubles en agua. Pero también están surgiendo nuevos concursantes como VXL que brindan un rendimiento superior al PVA.
Pero imprimir una combinación de material de soporte no es lo mismo que imprimir dos colores del mismo filamento. Entonces, ¿qué impresora 3D de doble extrusión está a la altura de la tarea?
En general, las tecnologías FFF multimaterial se pueden clasificar en cinco categorías, cada una con sus pros y sus contras cuando se trata de imprimir soportes solubles.
Dependiendo de la frecuencia con la que imprima, del material de apoyo que utilice y de cuánto esté dispuesto a invertir, es posible que incluso encuentre la combinación perfecta para sus necesidades.
La buena noticia: puede obtener una impresora 3D decente en cualquiera de estas categorías por menos de US € 1000. Así que sigue leyendo.
Impresoras 3D Mixer: precio más bajo, pero probablemente no sea la mejor opción para PVA
Mixer Hotend (Imagen de Xioneer)
En 2022, el legendario fabricante de componentes de impresoras 3D E3D-Online presentó su hot-end «Cyclops». El nombre lo dice todo: es un hot-end con dos entradas, pero solo una salida: el «ojo».
Esta criatura mística toma dos filamentos, los derrite en el interior y extruye una sola hebra de material mixto. Es ideal para mezclar colores y crear sorprendentes degradados de color en sus piezas con solo dos filamentos.
¿Pero también puede imprimir soportes?
El hot-end del mezclador actúa como un divisor en Y, lo que le permite extruir material de soporte o modelo desde una sola boquilla, sin mezclarlos. Entonces sí, también puede imprimir soportes.
Las impresoras 3D con un mezclador hot-end como la Geeetech A10M se venden desde US € 230. Este precio es realmente difícil de superar cuando se trata de algo tan sofisticado como la impresión 3D de dos materiales.
La calibración de las boquillas en estas máquinas es sencilla porque usan una sola boquilla. No es necesario jugar con las compensaciones de la extrusora, que son notorias en sistemas con dos boquillas separadas. Entonces, con un dispositivo como A10M, podría comenzar a mezclar sus modelos complejos con soportes poco después de desempaquetarlos.
Pero antes de tomar su tarjeta de crédito para pedir un A10M, es posible que desee seguir aprendiendo sobre algunos de los inconvenientes.
Los hot-end del mezclador requieren que imprima una torre de purga con cada trabajo de impresión. Es una forma de limpiar la boquilla antes de cambiar de material y evitar el sangrado de material en sus piezas.
Pero obtener la cantidad correcta para purgar puede ser complicado. Purgue demasiado y desperdiciará innecesariamente el precioso filamento. Purgue muy poco y los residuos del filamento de soporte contaminarán su modelo y afectarán la estabilidad de la pieza y la calidad de la superficie al final.
Pero de una forma u otra: los hot-end de la batidora siempre producirán residuos.
Además, usar PVA con un mezclador hot-end es un desafío en sí mismo.
El PVA y los materiales solubles en agua similares son muy sensibles al calor. Si los deja reposando durante demasiado tiempo en una boquilla caliente, se degradarán y se convertirán en un desastre crujiente, obstruyendo su extrusora.
Por lo tanto, con los extremos calientes del mezclador, desea mantener el PVA fluyendo a través de su boquilla tanto como sea posible. Esto significa acortar la ventana de tiempo para imprimir materiales de modelo. En la práctica, imprimirá solo modelos más pequeños para evitar que la boquilla se atasque cuando utilice un mezclador de extremo caliente.
Un truco consiste en utilizar material de soporte más estable a la temperatura, como VXL. Pero si es absolutamente necesario ceñirse al PVA, el único remedio parece usar dos boquillas separadas, cada una con su propio control de temperatura.
Extrusoras dobles tradicionales: funcionan con PVA pero son un desafío para calibrar
Extrusoras dobles tradicionales (Imagen de Xioneer)
¿Cuál es el beneficio de usar dos boquillas (para modelos y materiales de soporte respectivamente) en comparación con una sola boquilla alá “Cyclops”?
El uso de dos boquillas le permite enfriar PVA dentro de su boquilla de soporte mientras imprime el material de su modelo con otra boquilla. Esto ayuda a evitar que el PVA se sobrecaliente y eventualmente obstruya su extrusora.
Pero esto requiere algunos ajustes para hacerlo bien.
Sin embargo, el PVA necesitará una caída de temperatura de al menos 20 ° C-50 ° C para evitar que el material se degrade demasiado rápido. Esto conduce a tiempos de calentamiento prolongados para cada capa, lo que se suma a horas de tiempo improductivo durante todo el trabajo de impresión.
Una solución es utilizar en su lugar un material de soporte estable a la temperatura, como VXL. El material no se degrada tan rápido como el PVA dentro de un hot-end, lo que le ahorra la necesidad de enfriar las boquillas de soporte.
Los dos modelos de impresora 3D de doble cabezal de impresión de bajo costo que se encuentran a menudo en las revisiones son la X-Pro de Qidi Technology y la impresora 3D Bibo Dual Extruder. Estas impresoras parecen ser populares debido a sus bajos precios de US € 482 y US € 650 respectivamente.
Un modelo de impresora 3D decente proviene de Prusa con su i3 MK3S +, junto con una actualización de doble cabezal. Este kit cargaría su billetera con alrededor de € 890 (US € 1030). Sin embargo, con la reputación de Prusa y su comunidad de apoyo, esta inversión puede amortizarse rápidamente.
Pero a pesar de sus ventajas sobre los extremos calientes del mezclador, los modelos de cabezal de impresión doble no siempre se venden bien. Una vez le pregunté a uno de nuestros revendedores por qué.
El problema no fue el precio más alto. Fue la complejidad de calibrar estos sistemas. Este revendedor requería que sus usuarios se sometieran a una rigurosa capacitación obligatoria para aprender a usar máquinas de doble cabezal (probablemente para ahorrar horas de llamadas de soporte más adelante).
Imagínese sosteniendo dos bolígrafos en la mano y tratando de escribir algo con ambos al mismo tiempo. Uno de ellos siempre intentará levantarse, mientras que el otro empujará con demasiada fuerza el papel. Es realmente complicado.
El mismo problema ocurre cuando se imprime con dos boquillas montadas en un solo cabezal de impresión. Si uno está demasiado bajo, puede sacar su pieza de la placa de construcción. Si está demasiado lejos, las capas no se unirán bien.
Por lo tanto, calibrar la altura de dos boquillas en un rango submilimétrico requerirá tiempo y experiencia para hacerlo bien antes de cada trabajo de impresión.
En realidad, este problema fue una de las razones por las que las empresas de impresión 3D idearon otra solución: colocar ambas boquillas en cabezales de impresión separados: cada uno con su propia temperatura y control de movimiento.
Esta es la primera parte de una serie de dos. La segunda parte está aquí.
