Repuestos de extrusor para impresoras 3D

Hola amantes de la impresión 3D, como muchos de vosotros habreis podido comprobar, en la impresión en 3D podemos encontrarnos con problemas de atascos o falta de material en el extrusor...

Estos atascos la mayoría de veces se soluciona tirando del hilo de la bobina y volviendo a introducir de nuevo el material. Sin embargo, tras muchas horas de uso, una parte muy importante del extrusor comienza a deteriorarse y aqui comienzan los problemas...

Uno de los extrusores más utilizados en impresoras 3D como la PrintBot, Prusa Mendel, Prusa i2, Prusa i3, Delta, etc... son los tipo MKV, tipo J-Head por su forma en "J". Estos extrusores se extendieron rápidamente por su precio económico y sencillez de montaje, pero algunas partes de estos extrusores, se desgastan con el tiempo y el uso.

Otra de las causas de atascos es la obstrucción de la boquilla. Este efecto suele pasar con el PLA, aunque también podemos encontrarnos atascos en ABS, es menos probable.

Para limpiar el pequeño orificio de la boquilla sin dañarla, debemos utilizar brocas del diámetro adecuado. En la siguiente imagen podéis ver algunas de las brocas que se utilizan para desatascar los cabezales. 

 La siguiente parte que puede presentar problemas es el soporte de PEEK normalmente de color negro que une la boquilla metálica con el conducto por donde circula el material.

 Esta pieza puede coger holguras y presentar pequeñas fugas de material por las zonas de unión. En internet, podéis encontrar algunos conjuntos montados donde le añaden adhesivo térmico para evitar este tipo de problemas. 

Otro causante de este tipo de fugas son los diferentes diámetros de los conductos de teflón(PTFE) que deben ajustarse lo mejor posible.
Existen dos tipos de conductos de teflón, el diseño antiguo, con diámtro exterior(Out Diameter) de 5mm y el diseño nuevo, de 6mm de diámetro exterior se ajusta mejor y evita fugas de material derretido.



Existen muchos tipos de extrusores, con sus respectivos diámetros y longitudes específicas, por lo que es recomendable informarnos bien de las medidas exactas.
Algunos modelos permiten versatilidad para utilizar filamentos de 1.75 o 3mm, pero suelen presentar holguras excesivas y al final causan atascos, nuestro consejo es adaptar cada conducto para un tipo de filamento concreto.

 Tras utilizar conductos internos de teflón, muchos makers y empresas de suministros, diseñaron nuevos extrusores, como el MK8, que llevan conductos internos metálicos, inspirados en espárragos y toberas metálicas para otro propósito.

Para adaptar las ventajas del metal a nuestros extrusores, se fabricaron toberas metálicas con un conducto de teflón interior para facilitar el deslizamiento del hilo de la bobina de material por su interior.

Tras su extensión se adaptan a las diferentes formas y tamaños de los diferentes modelos de extrusores...


Este cambio, mejora el comportamiento de la extrusión por deposición fundida, permitiendo incluso incorporar hasta varias toberas para un mismo cabezal para mezclar diferentes materiales, colores... aunque todavía no estan muy probados y testeados por usuarios avanzados y con experiencia que nos cuenten sus experiencias con este tipo de métodos.

Con esta información, intentamos introducir una tobera metálica en el interior del conducto de PEEK negro, aunque los resultados no fueron del todo buenos, ya que seguiamos teniendo problemas de fugas debido a que el material no logra cubrir pequeños orificios que quedan en la unión entre la boquilla y la tobera.

Con estas pruebas, comprobamos que para los extrusores MKV, la mejor opción no es colocar una tobera metálica, sino mantener el tubo de teflón pero con la precaución de no utilizar otro de medidas ligeramente distintas que tengan holguras.

Para que podáis comprobar las diferencias, hemos utilizado un calibre para medir los diferentes conductos de teflón que podemos encontrar en el mercado.

En la siguiente imagen, tenemos teflón de 4mm de diámetro exterior y 2mm de diámetro interno.
Este tipo de conductos, causan holguras y no se adaptan bien en el interior del conducto de PEEK, se pueden desplazar, o doblar, cusando atascos continuos.

En la siguiente imagen, se muestra el tubo de teflón más adecuado para extrusores tipo MKV, con medidas del diámetro exterior de 6mm y diámetro interno de 2mm, quedando perfectamente ajustado en el interior del conducto de PEEK, evitando desplazamientos, atascos, holguras...etc.

 Para apretar todo el conjunto del extrusor por la parte superior, utilizamos una tapa metálica para filamentos de 1.75 o 3mm.

Esta tapa existe en diferentes diámetros dependiendo de las medidas de nuestro conducto de PEEK que utilicemos, por lo que debemos saber las medidas de la rosca posterior del conducto.

 En resumen, lo más adecuado para extrusores tipo MKV es utilizar teflón de 6mm de diámetro exterior y 2mm de diámetro interno para filamento de 1.75mm(en nuestro caso), y tener especial atención en otros tipos de conductos de teflón muy similares pero con medidas ligeramente distintas.

Esperamos que os sea de utilidad esta información y os ahorre muchos problemas de atascos con vuestra impresora 3D para extrusores tipo MKV.

Más adelante, os comentaremos nuestra experiencia con extrusores tipo MK8 que estamos probando.

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Ingenio Triana:Manuales Slic3r y Repetier-Host





Un saludo,
Ingenio Triana.  

Boquillas electrostáticas: de la ley de Coulomb a la irrigación de cultivos.

Desde el descubrimiento de la electrostática a su utilización, ha pasado mucho tiempo de investigación, trabajos y proyectos donde se ha innovado con técnicas de aplicación estudiadas por universidades y centros de I+D por todo el mundo, logrando avances nunca visto en numerosos ámbitos de la industria como desinfección, irrigación, pulverización... etc.

Para empezar a entender este sistema de irrigación electrostática, debemos entender una pregunta: ¿que es la electrostática?.

La electrostática es la rama de la Física que analiza los efectos mutuos que se producen entre los cuerpos como consecuencia de su carga eléctrica, es decir, el estudio de las cargas eléctricas en equilibrio. 
La carga eléctrica es la propiedad de la materia responsable de los fenómenos electrostáticos, cuyos efectos aparecen en forma de atracciones y repulsiones entre los cuerpos que la poseen.

Una vez entendido este concepto, nos basaremos en los efectos que se producen como la atracción y repulsión entre cuerpos con carga eléctrica.

Para entender de mejor manera el funcionamiento de las cargas, repasaremos brevemente la Ley de Coulomb, que establece cómo es la fuerza entra dos cargas eléctricas puntuales, entendiendo por carga puntual, una carga eléctrica localizada en un punto geométrico del espacio. 

Evidentemente, una carga puntual no existe, es una idealización, pero sirve para  la simplificación de cálculos cuando se estudia la interacción entre cuerpos cargados eléctricamente.

La Ley de Coulomb dice: "La fuerza electrostática entre dos cargas puntuales es proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa, y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza de repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario."









Cuando entendemos el fenómeno que explica esa atracción entre cuerpos con carga distinta, ahora lo aplicamos para darle utilidad, un ejemplo de esta aplicación son las boquillas electrostáticas para irrigación de cultivos.

Otros usos  y aplicaciones son útiles cuando queremos repartir de manera uniforme sobre una superficie irregular una sustancia que de otra manera se perdería gran parte quedando zonas sin aplicar como zonas más profundas, grietas, o puntas y láminas muy finas.

Un ejemplo de esta aplicación con boquillas electrostáticas son para el bronceado de la piel.


 

 También para la desinfección mediante pulverización de elementos con superficie irregular, donde gracias a la electrostática, las partículas se adhieren a la superficie.

Otra aplicación en la industria muy extendida es la aplicación de pinturas y aerosoles a superficies con carga eléctrica conectada a tierra y aplicación con carga eléctrica opuesta a la superficie para generar la atracción.

Para atraer las cargas, se conecta la superficie a tierra.

Esta forma de irrigación con carga es la más eficiente, al igual que las gotas de lluvia también contienen carga eléctrica procedente de las nubes y limpian mejor las hojas de los árboles y las plantas.

El ser humano a entendido este proceso y ahora lo aplica a sus propios cultivos. Para aplicar carga a las partículas utiliza boquillas electrostáticas.

 Estas boquillas de irrigación son similares a las convencionales, salvo que utilizan parte de sus conductos electrificados con alto voltaje y baja intensidad. De esta manera, el líquido al pasar queda cargado y al salir de la boquilla mantiene esa carga y se aplica el principio de atracción si encuentra una carga opuesta como las hojas de una planta.

Las boquillas utilizan aire comprimido para empujar las gotas hacia la zona de atomización, donde en esa zona se encuentra un electrodo que produce una alta concentración de electrones. El aire se mueve a través de la boquilla e impacta en el flujo de liquido en la zona de mayor concentración de la carga electrostática. Las gotas son impulsadas hacia el objetivo por la energía del aire y salen en dispersión con carga.

Por último, y gracias a las tecnologías desarrolladas por nosotros, nos planteamos la posibilidad de construirnos una boquilla de irrigación electrostática adaptable a cualquier conducto para irrigación y conocer las ventajas de este sistema desde la experiencia y aplicación.

Esperamos que esta información os sea de utilidad, especialmente para aquellas personas que trabajan el campo y puedan optimizar sus recursos.

Un saludo a todos,
Ingenio Triana.