En el mundo de la impresión 3D, el hotend es un componente crucial que permite la fusión del filamento y garantiza una temperatura precisa y constante para lograr impresiones de calidad.
Si buscas ampliar el espectro de materiales con los que puedes trabajar en tu impresora 3D, es importante que consideres un hotend capaz de alcanzar temperaturas más altas.
Los mejores Hotend del mercado
Para leer múltiples reseñas detalladas de los MEJORES MODELOS, clica el enlace.
Un hotend con alta capacidad térmica te permitirá trabajar con una gama más amplia de materiales, desde filamentos de impresión 3D de nailon hasta filamentos de impresión 3D de policarbonato.
Todo esto sin comprometer la calidad al imprimir con materiales básicos como el filamento de impresión 3D PLA y filamento de impresión 3D PETG.
¿Pero QUÉ es un hotend?
A diferencia de otros elementos, este componente no se puede imprimir en 3D, lo que lo convierte en una «vitamina» esencial para el funcionamiento adecuado de tu equipo.
Otros elementos considerados como «vitaminas» son cinturones, motores, poleas, placas base, entre otros.
Es importante tener en cuenta que la calidad del hotend tendrá un impacto significativo en la calidad de la impresión final, por lo que deberás elegir cuidadosamente el modelo que mejor se adapte a tus necesidades y presupuesto.
Recuerda que el hotend es responsable de calentar y fundir el filamento de plástico que se utilizará para crear la pieza que deseas imprimir.
¿Cómo funciona un hotend?
Los hotend actúan como una herramienta de pegado avanzada que utiliza filamentos de plástico para crear modelos tridimensionales.
La unidad de filamento, también conocida como extrusor, impulsa el filamento hacia el orificio superior del hotend, donde se produce la transición de su estado sólido a su estado viscoso.
El plástico se extruye finalmente a través de la boquilla en la parte inferior del hotend y se deposita en una trayectoria para formar una capa o rebanada de la impresión.
Aunque parezca sencillo, los hotends son componentes complejos que han evolucionado en los últimos 30 años.
Diseñar un hotend que funcione sin problemas durante 10,000 horas de uso continuo no es tarea fácil, debido a la complejidad de los componentes que lo conforman y los desafíos que se presentan en el proceso de fabricación.
Por esta razón, es importante contar con un hotend confiable y de alta calidad como el V6, que ha sido sometido a múltiples pruebas y mejoras para garantizar su eficiencia y durabilidad.
Nuestros Mejores Modelos
Para leer múltiples reseñas detalladas de los MEJORES MODELOS, clica el enlace.
Las partes de un hotend
El Disipador de Calor
El disipador de calor es un componente crucial del sistema de enfriamiento del hotend y, por tanto, de la calidad de impresión que se puede lograr.
Este componente se encarga de disipar el calor generado por el hotend, lo que evita que el filamento se derrita prematuramente y garantiza una impresión más precisa.
Para lograr un enfriamiento activo óptimo, se utilizan técnicas como la mecanización de precisión de las aletas para maximizar el área de superficie expuesta.
Además, se utilizan ventiladores de CC que dirigen el aire frío hacia las aletas del disipador de calor para garantizar la circulación continua del aire y mantener el lado frío fresco.
Si bien la refrigeración por ventilador es un método eficaz, algunos sistemas de extrusión avanzados requieren técnicas más avanzadas como la refrigeración pasiva, la refrigeración por aire bombeado o la refrigeración líquida.
Esta última es particularmente eficiente, ya que extrae continuamente el calor transmitido por el disipador térmico mediante una corriente continua de agua fría.
La refrigeración líquida es ideal para imprimir en recintos calefactados donde la refrigeración por ventilador sola es menos eficaz o para trabajar con materiales de alta temperatura como PEEK.
Como puedes ver, existen varias técnicas para garantizar el enfriamiento óptimo del hotend y, por tanto, la calidad de impresión deseada.
Rotura de calor
El Heatbreak es una pieza crucial en tu hotend de impresión 3D. Se trata de un tubo metálico roscado que separa térmicamente el lado frío del hotend del lado caliente.
¿Por qué es importante? Porque ayuda a asegurar mecánicamente que el filamento se deslice suavemente a través del hotend.
La barrera térmica del Heatbreak está hecha típicamente de acero inoxidable o titanio, debido a su menor conductividad térmica.
El Heatbreak se compone de dos lados: uno que se enrosca en el disipador de calor y se mantiene frío, y el otro que se enrosca en el bloque calefactor y se mantiene caliente.
Es dentro de la ruptura térmica que la propiedad del filamento cambia a uno de un material más viscoso en un proceso no muy diferente a la fusión.
A medida que el material viaja a través del disipador térmico, es frío y sólido, y se desliza fácilmente por el orificio del HotEnd.
Sin embargo, a medida que el material entra en la barrera térmica y desciende, la temperatura circundante comienza a aumentar.
Este aumento de temperatura calienta y ablanda gradualmente el polímero, lo que resulta en una transición de ablandamiento en el punto más estrecho en el medio de la ruptura de calor.
Es en este punto donde el material experimenta un cambio de propiedad único.
A diferencia de cómo se derrite un cubo de hielo, el polímero no se transforma inmediatamente en un líquido.
En cambio, el polímero entra en un estado gomoso suave, volviéndose gradualmente más y más parecido a la masilla.
Finalmente, se convierte en un fluido viscoso de polímero fundido en el lado caliente de la ruptura de calor.
Pero ten en cuenta que, a medida que el material se ablanda, resiste el desplazamiento hacia abajo deformándose y adhiriéndose a las paredes de la barrera térmica.
Esta tendencia es en realidad a menudo la causa de muchas obstrucciones en hotends mal diseñados y fabricados.
Por eso es importante prestar atención a la calidad de los materiales y la fabricación del Heatbreak para asegurar el mejor rendimiento de tu hotend.
En un HotEnd E3D V6, la gestión cuidadosa de la zona de transición es crucial para un rendimiento óptimo.
Al mantenerla muy corta (2 mm) y con un HeatBreak fabricado con un acabado superficial interno brillante, se evita que el material ablandado se adhiera a las paredes del HeatBreak.
¿Por qué es esto importante? La adherencia del filamento es esencial para que el HotEnd introduzca el polímero fundido en el lado caliente y lo haga salir por la boquilla.
Al entrar en la zona de transición, el filamento se ablanda y se expande, creando un tapón gomoso suave entre el fluido pegajoso del lado caliente y el filamento quebradizo sólido.
Este tapón expandido actúa como un sello de presión que permite que el filamento sólido actúe como un pistón para empujar el plástico fundido fuera de la boquilla.
En otras palabras, este tapón gomoso es el sello del pistoné.
Aunque este proceso es completamente normal, muchos usuarios no se dan cuenta de ello y se preocupan al ver la punta expandida del filamento al retirarlo del hotend.
Sin embargo, no hay necesidad de preocuparse: esto es una señal de que todo está funcionando correctamente.
El Bloque Calefactor
El bloque calefactor desempeña una función fundamental en la mitigación del estrés, ya que se encarga de unir mecánica y térmicamente el calentador, el sensor y la boquilla en una única entidad colaborativa.
Los materiales utilizados para su construcción, como el aluminio o el cobre, tienen una alta conductividad térmica, lo que favorece una óptima transferencia de calor.
Además, el bloque calefactor también actúa como un importante depósito de calor que asegura una temperatura constante y reduce las fluctuaciones térmicas, lo que es crucial para mantener una boquilla llena y lista para su uso.
Los mejores Hotend del mercado
Para leer múltiples reseñas detalladas de los MEJORES MODELOS, clica el enlace.
El Cartucho del Calentador
El cartucho calentador es un dispositivo en forma de tubo que se alimenta eléctricamente y se incrusta con una bobina de calentamiento.
Al pasar la electricidad por los cables delgados en la cabeza del cartucho calefactor, se genera calor debido a las colisiones entre los electrones y los átomos dentro del cable.
Al enrollarse en anillos estrechamente unidos, se comparte el calor entre las bobinas individuales, lo que maximiza su eficiencia.
Los cartuchos calefactores estándar tienen una potencia de salida de 30 vatios, lo que permite que el hotend imprima a 300°C.
Hemos elegido esta potencia específica para optimizar el rendimiento del material del hotend.
Aunque se puede imprimir a temperaturas superiores a 300°C con nuestro cartucho calefactor estándar, calentar el bloque de aluminio a más de 300°C puede causar ablandamiento y pérdida de integridad, al igual que la falla del termistor.
Para imprimir polímeros más avanzados que requieren temperaturas superiores a 300°C, es mejor utilizar cartuchos calefactores de alta temperatura (65W).
La impresión a estas alturas implica el uso de bloques térmicos de cobre chapados especializados para evitar el ablandamiento del bloque.
Con nuestro rango de alta temperatura, los usuarios pueden imprimir a más de 500°C, lo que es más que suficiente para cualquier polímero concebido.
Sensor de temperatura
Si estás buscando un sensor de temperatura preciso para tu equipo, es posible que desees considerar el uso de un termistor.
Este tipo de sensor es altamente eficiente en la detección de la temperatura del bloque calentador y su señal puede ser enviada directamente al cartucho del calentador para encender o apagar el dispositivo, lo que te permitirá mantener una temperatura idealizada.
El bucle de control, que es el proceso mediante el cual el termistor regula la temperatura, es un método comúnmente utilizado para mantener la temperatura estable.
- Si el bloque está por debajo de la temperatura deseada, el termistor encenderá el cartucho del calentador para aumentar la temperatura.
- Si el bloque está por encima de la temperatura deseada, el termistor desconectará el cartucho calentador para reducir la temperatura.
Es importante tener en cuenta que los termistores estándar pueden no ser suficientes para aquellos que buscan una detección de temperatura más precisa y rápida.
En ese caso, es posible que desees considerar la actualización a sensores como el PT100 o termopares, que utilizan métodos alternativos para detectar la temperatura y ofrecen resultados más nítidos y confiables.
Los mejores Hotend del mercado
Para leer múltiples reseñas detalladas de los MEJORES MODELOS, clica el enlace.
El Tubo Bowden
Si estás interesado en mejorar la calidad de tus impresiones en 3D, es importante que conozcas el papel que juega el tubo Bowden en tu hotend.
Este componente, hecho comúnmente de materiales resbaladizos como PTFE, es esencial para entregar el filamento de manera limpia en la parte superior del disipador de calor.
Los tubos Bowden son especialmente importantes para las impresoras que utilizan configuraciones Bowden.
En estas, el extrusor se encuentra en otro lugar de la impresora y alimenta el filamento al tubo Bowden.
El otro extremo del tubo se inserta en la parte superior del disipador térmico y se mantiene en su lugar con un clip de pinza.
Si tu impresora utiliza una configuración de accionamiento directo, el extrusor se monta en la parte superior del hotend y alimenta directamente al disipador térmico.
Aunque en este caso el tubo Bowden no es tan vital, es importante que tengas en cuenta que su eficacia radica en su trayectoria de filamento resbaladiza y bien restringida.
Para evitar la fricción y el juego dentro del tubo Bowden, es fundamental que utilices un modelo efectivo, como el que se representa en el diagrama a continuación.
Ten en cuenta que la calidad de tu tubo Bowden puede hacer una gran diferencia en la calidad de tus impresiones, por lo que es importante elegirlo con cuidado.
La Boquilla
La boquilla es una pieza fundamental en el rompecabezas del HotEnd, y en realidad es uno de los componentes más importantes en tu impresora 3D.
Si deseas conseguir impresiones de alta calidad, deberás asegurarte de que estás utilizando una boquilla bien diseñada y adecuada para el propósito que necesitas.
Las geometrías internas de una boquilla están ajustadas con precisión para permitir un flujo de filamento suave y sin obstrucciones.
Además, las geometrías externas son igualmente importantes, y una boquilla bien diseñada tendrá una punta plana que rodea su punto de extrusión.
Esta característica ‘aplana’ efectivamente las capas de filamento expulsadas, garantizando una impresión uniforme y una adhesión sólida entre las capas y la cama.
Las boquillas son intercambiables y se ajustan al propósito del usuario.
Si deseas imprimir lo más rápido posible, deberás optar por una boquilla con un diámetro de orificio grande.
Por otro lado, si buscas una impresión detallada, una boquilla con un diámetro de orificio pequeño es lo que necesitas.
El tamaño de referencia para la mayoría de las boquillas es de 0,4 mm de diámetro.
También debes tener en cuenta los materiales de la boquilla que estás utilizando.
Cada material tiene diferentes propiedades y resistencias, por lo que deberás elegir el material correcto en función de tus necesidades específicas.
Por ejemplo, las boquillas de acero endurecido son ideales para filamentos abrasivos como la fibra de carbono, ya que resisten el desgaste y mantienen su forma por más tiempo.
Por otro lado, las boquillas de cobre chapado son ideales para imprimir polímeros con transiciones vítreas sustanciales, ya que pueden soportar altas temperaturas sin ablandarse.
Los mejores Hotend del mercado
Para leer múltiples reseñas detalladas de los MEJORES MODELOS, clica el enlace.
¿Qué imprimen los hotends?
En la actualidad, disponer de un HotEnd completamente metálico y bien construido puede permitir la impresión de prácticamente todos los tipos de polímeros existentes en el mercado.
Es importante destacar que los plásticos no son los únicos tipos de polímeros que existen en la industria.
El termoplástico, por ejemplo, es un tipo específico de plástico que cuenta con una propiedad maleable y fibrosa al ser calentado.
Por otro lado, los plásticos termoendurecibles no poseen esta misma propiedad y, en su lugar, se descomponen bajo la acción del calor.
Algunos termoplásticos también pueden ser considerados como «resinas«, lo que significa que contienen cierta cantidad de aditivos, colores o rellenos que afectan su consistencia general, eliminando su propiedad maleable y fibrosa necesaria para la impresión 3D FDM.
Inicialmente, los primeros termoplásticos utilizados en la industria fueron ABS y PLA.
Sin embargo, hoy en día, los HotEnds se han expandido para permitir la impresión de una gran variedad de polímeros únicos, como PETG, Nailon, PVA e incluso PEEK.
Aunque el PLA sigue siendo un favorito de muchos debido a lo fácil que es imprimir con él, este polímero puede ser uno de los más difíciles de manejar termodinámicamente.
A pesar de que los fabricantes disfrutan de su baja temperatura de impresión y su alta adherencia entre capas, esta misma propiedad pegajosa puede ser una causa común de obstrucción en los HotEnds.
Por esta razón, a través de un procedimiento iterativo, se han optimizado las geometrías internas de los HotEnds para minimizar las obstrucciones, no solo en el caso del PLA, sino también en otros polímeros tenaces.
