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Oct 22, 2023

Fallo de la semana: la actualización de Metal Hot End

Mi hijo Patrick ha observado en más de una ocasión que no me gusta la impresión 3D. Puede sonar extraño, porque construí una impresora en 2012 y desde entonces he construido muchas impresoras y

Mi hijo Patrick ha observado en más de una ocasión que no me gusta la impresión 3D. Puede sonar extraño, porque construí una impresora en 2012 y desde entonces he construido muchas impresoras y actualmente tengo al menos tres en mi laboratorio. Pero Patrick se dio cuenta correctamente de que en realidad no disfruto imprimiendo las cosas que necesito. Lo que sí disfruto es construir, arreglar y, lo que es más importante, mejorar las impresoras. Si estás leyendo La-Tecnologia, probablemente sepas cómo es eso. Esta es la historia de una actualización que salió mal, aunque el final es bastante feliz. Si alguna vez ha pensado en pasar de un hot end tradicional a uno totalmente metálico, es posible que desee escucharme y tal vez pueda ahorrarle algunos problemas.

Hace unos años, compré una Anet A8 por un precio realmente bajo. En lo que respecta a las impresoras, es adecuado. No está mal, pero tampoco es sorprendente. Pero es una impresora divertida porque realmente necesitas trabajar un poco en ella para reforzar el marco acrílico y solucionar otras deficiencias. Felizmente mejoré bastante la impresora en un período de tiempo relativamente corto y también compré un montón de extrusión de aluminio para reconstruir el marco según los planos AM8 que puedes encontrar en Thingiverse.

Pero la vida pasa, y esa caja de extrusiones permaneció en el estante durante algunos años. Buscando un proyecto pandémico, decidí que era hora de dar el paso y los resultados fueron geniales. Tener una estructura de metal sólida en la impresora realmente la convirtió en una impresora de clase mundial. Excepto por una cosa.

La extrusora del A8 (en realidad, todo el conjunto X) realmente no cambia en la versión AM8. Hice algunos cambios muy simples en la extrusora, pero en su mayoría era original y eso fue una molestia. El extrusor es un paso a paso NEMA17 en un marco de metal en forma de U con un extrusor convencional atornillado a él. Un ventilador cubre totalmente la extrusora y los tornillos de corte térmico hasta la parte inferior, seguidos por el bloque térmico y la boquilla.

Ya había movido el ventilador para acceder, algo que hace la mayoría de las personas con A8. Sin embargo, fue difícil cargar la cosa y como el enfriamiento no era tan bueno en la pausa de calor, los atascos fueron razonablemente comunes, si no tan comunes como cabría esperar. Sin embargo, eliminar atascos fue bastante doloroso.

Sabía desde hacía mucho tiempo que quería implementar algo mejor y tenía algunos hot-ends E3D V6 de imitación por ahí. Al igual que las extrusiones, llevan algunos años almacenadas. Imprimí una montura y la hice funcionar muy bien. Una vez que funcionó, rediseñé la montura, puse una extrusora Titan clonada y la alimenté con un tubo Bowden.

¡Fue grandioso! Fácil de cargar, rara vez se atascaba y cualquier obstrucción era fácil de solucionar. Es hora de dar por terminado el día, ¿verdad? Por supuesto que no. Tuve que hacer sólo un cambio más.

Si no ha desarmado un extremo caliente antes, el flujo general es que el plástico ingresa a un disipador de calor. Luego viaja a través de un pequeño tubo llamado ruptura de calor o garganta. Este tubo intenta aislar la parte caliente del hot end del filamento que se dirige hacia la boquilla. El otro extremo del disyuntor de calor choca contra la boquilla dentro del bloque de calor, que es un bloque de metal que sostiene el elemento calefactor y el termistor. Lo ideal es que el filamento se derrita justo antes de salir del calor y entrar en la boquilla.

La rotura de calor normal tiene PTFE en el interior, lo que mantiene el filamento en el buen camino incluso si se ablanda un poco. Sin embargo, a temperaturas superiores a 250 °C, el tubo de PTFE puede romperse, por lo que también se rompen por calor solo con metal. Un termocortador de metal normal será de acero inoxidable muy fino, pero también puedes conseguir algunos hechos de titanio o incluso algunos que utilicen dos metales diferentes. El siguiente vídeo muestra una buena guía de montaje para dos tipos comunes de hotends.

Entonces, obviamente, un hotend totalmente metálico sería mejor, ¿verdad? Tal vez no. Depende de lo que estés tratando de hacer. Si bien un hotend totalmente metálico te permitirá aumentar la temperatura, tienen sus propios problemas. Primero, algunos plásticos realmente quieren adherirse al metal. Esto es especialmente problemático al realizar retracciones. En segundo lugar, si el calor sube por la barrera térmica, puede derretirse antes de tiempo y esto también puede causar atascos y subextrusión.

Si no necesita temperaturas superiores a 250 ° C, podría considerar no cambiar a totalmente metálico. Pero claro, quería ese rango de temperatura y lo logré. Eso llevó a un misterio y, como muchas historias de misterio, el culpable resultará ser un jugador menor al que se vislumbra brevemente.

Al principio, puse un calentador genérico de acero inoxidable con la nueva boquilla. Vino con un pequeño sobre de compuesto térmico y lo usé en el extremo frío del corte térmico. La impresora se atascaría casi de inmediato. Tenga en cuenta que con la boquilla vieja y el disipador de calor, todo estuvo bien.

Se supone que una rotura de calor debe tener la menor conductividad térmica posible, de modo que el filamento no se derrita hasta que llegue al bloque térmico. Normalmente, el tubo es muy fino ya que conduce menos calor. Por alguna razón, el nuevo disipador de calor sin PTFE se estaba atascando mucho.

Los atascos parecían ocurrir al retraerse. Desactivar la retracción funcionó, pero me dejó huellas muy fibrosas. Intenté reducir la retracción, pero por muy bajo que llegara, el extremo caliente se atascaba. Cuando retiraba el filamento, tenía una cabeza en forma de hongo que le impedía volver a entrar en la rotura de calor.

Todo en una impresora 3D parece estar interrelacionado. Así que quité el ventilador de refrigeración de 30 mm (después de todo, era un clon barato) y lo reemplacé con un ventilador de 40 mm que debería haber tenido más flujo. Usé un adaptador impreso para armarlo. No pareció ayudar.

También pedí un corte térmico de titanio. El titanio tiene una conductividad térmica aún peor, por lo que, en teoría, debería mantener aún más fría la parte fría del extremo caliente. Eso tampoco pareció funcionar muy bien y me estaba quedando sin pasta térmica.

Como tenía tan poca pasta térmica, pensé en usar algún compuesto para CPU. Sin embargo, mirando lo que tenía, la temperatura máxima era un poco baja. Sin embargo, tras reflexionar, me di cuenta de que el lado frío de la rotura de calor no debería estar tan caliente como la boquilla de todos modos, por lo que debería ser viable.

La idea de poner compuesto solo en los hilos superiores es que desea detener deliberadamente la transferencia de calor desde el bloque caliente al corte de calor. Pero cualquier calor que entre en el descanso, debes transmitirlo al disipador de calor con la máxima rapidez.

La nueva pasta térmica, algo llamado Ice Mountain #1, funcionó. No sé si la pasta blanca genérica era vieja o simplemente de mala calidad. Ice Mountain es un compuesto de carbono/silicona y parece funcionar muy bien. No más atascos ni aumento de calor.

Este es un gran ejemplo de cómo casi todos los entornos y componentes de la impresión 3D están interrelacionados. El nuevo hot end requería ajustes de la altura de la cama, la temperatura del flujo y los ajustes de retracción. También requirió una transferencia de calor adecuada entre los componentes del extremo caliente.

¿Valió la pena al final? Sólo para PLA, probablemente no. Sin embargo, ahora estoy listo para experimentar con diferentes filamentos y las impresiones en PLA parecen estar funcionando bien.

¿Que sigue? ¿Quizás multiextrusión? Si realmente quieres poner a prueba tus conocimientos sobre hotend, intenta resucitar una máquina maltratada.