Hay muchos parámetros a tener en cuenta para garantizar el éxito de tu impresión 3D. Las impresoras 3D FDM o FFF utilizan boquillas para extruir filamentos para fabricar sus piezas 3D. Aquí veremos lo esencial de lo que necesitas saber sobre las boquillas de impresión 3D.
Materiales de boquillas para impresoras 3D
Boquillas de latón
Las boquillas de latón son las más utilizadas en la impresión 3D porque son económicas y se pueden utilizar con la mayoría de filamentos como PLA, ABS, ASA, PETG, nailon, etc.
Las boquillas de latón también son ideales porque el latón tiene una muy buena conductividad térmica pero se desgasta rápidamente y, por lo tanto, no se recomienda utilizar boquillas de latón para imprimir filamentos abrasivos como los filamentos cargados con fibras de carbono.
Temperatura máxima de las boquillas de latón: 300°C
Ventajas de las boquillas de latón:
Rendimiento térmico y bajo precio.
Desventajas de las boquillas de latón:
Baja resistencia al desgaste y no apto para materiales abrasivos.
Boquillas de acero inoxidable
Las boquillas de acero inoxidable permiten la impresión 3D de filamentos corrosivos (no confundir con abrasivos) y también la impresión de piezas para el sector alimentario o médico porque las boquillas de acero inoxidable no contienen plomo como las boquillas de latón. También son aptos para filamentos abrasivos para pequeños usos.
También permiten un buen compromiso en términos de precio entre latón y acero templado.
Como el acero inoxidable tiene una conductividad térmica menor que el latón, necesitarás calentar un poco más la boquilla. También es preferible reducir ligeramente la velocidad de impresión para un uso óptimo.
Temperatura máxima de las boquillas de acero inoxidable: 350°C
Ventajas de las boquillas de acero inoxidable:
Mejor resistencia al desgaste que el latón y puede usarse para filamentos alimentarios.
Desventajas de las boquillas de acero inoxidable:
Menor conductividad térmica que las boquillas de latón y menor resistencia al desgaste que las boquillas de acero endurecido.
Boquillas de cobre niquelado
El cobre es un metal con una conductividad térmica muy alta. En comparación con una boquilla de latón, el cobre ofrece una conductividad tres veces mayor. El cobre ofrece una mejor estabilidad de la temperatura al imprimir y la protección del níquel reduce la adherencia del filamento dentro de la boquilla. Las boquillas de cobre niquelado también alcanzan temperaturas de impresión de 500°C.
Temperatura máxima de las boquillas de cobre/níquel: 500°C
Ventajas de las boquillas de cobre/níquel:
Alta conductividad térmica, versatilidad, resistencia al desgaste superior a las boquillas de latón.
Desventajas de las boquillas de cobre / níquel:
Menor dureza que el acero endurecido y no apto para uso regular con filamentos abrasivos.
Boquillas de acero endurecido
Las boquillas de acero endurecido permiten la impresión de filamentos cargados como filamentos con fibras de vidrio, fibras de carbono o fibras de Kevlar. Las boquillas de acero endurecido tienen diez veces más resistencia que una boquilla de latón.
El acero tiene una baja conductividad térmica, por lo que necesitarás aumentar la temperatura de impresión.
Temperatura máxima de una boquilla de acero endurecido: 500°C
Ventajas de las boquillas de acero endurecido:
Alta resistencia al desgaste y durabilidad con filamentos abrasivos.
Desventaja de las boquillas de acero endurecido:
La baja conductividad térmica y la calidad de impresión pueden disminuir
Boquillas rubíes
Las boquillas Ruby, cuya punta de boquilla está hecha de rubí, ofrecen una muy alta resistencia al desgaste y una muy buena conductividad térmica gracias a su cuerpo de latón.
La boquilla rubí con cuerpo de latón es una boquilla muy interesante para filamentos abrasivos que ofrece una muy buena relación conductividad térmica/durabilidad.
Temperatura máxima de la boquilla de rubí: 500°C
Ventajas de las boquillas de rubí:
Buena conductividad térmica, alta resistencia al desgaste y resistencia a altas temperaturas de impresión.
Desventajas de las boquillas de rubí:
Precio alto
Los diámetros de las boquillas de impresión 3D.
Existen boquillas de impresión 3D con diferentes diámetros, desde 0,2 mm hasta 1,2 mm. Estas diferencias de diámetro permitirán impresiones con diferentes precisiones y velocidades de impresión.
Boquillas de 0,2 a 0,4 mm
Las boquillas de pequeño diámetro permiten impresiones 3D con muy buena precisión. La desventaja es que las boquillas de diámetro pequeño se utilizan con alturas de capa bajas para aumentar la calidad de impresión, lo que aumentará el tiempo de impresión, aunque este parámetro también depende de la configuración de su software de corte.
Boquillas de 0,5 y 0,6 mm
Las boquillas con un diámetro de 0,5 y 0,6 mm permiten resultados satisfactorios en términos de calidad de impresión y además ahorran tiempo de impresión.
Boquillas desde 0,8mm
Las boquillas con un diámetro de salida igual o superior a 0,8 mm permiten impresiones más rápidas pero conllevan una disminución de la precisión de los detalles de tus impresiones 3D.
Estas boquillas de gran diámetro están destinadas a ser utilizadas para impresiones 3D de gran volumen y no tienen como objetivo fabricar piezas estéticas.
El caso de las toberas Volcano y Super Volcano
Las boquillas tipo Volcano o super Volcano son boquillas más largas y su diseño permite calentar una mayor cantidad de filamento y por tanto utilizarlas con velocidades de impresión más rápidas que las boquillas estándar.
lAlturas de capa en función del diámetro de la boquilla
Para poder realizar una pieza sólida la adherencia entre las capas debe ser perfecta.
Para hacer esto, necesita calcular la altura mínima o máxima de la capa dependiendo del diámetro de su boquilla.
La regla es muy sencilla, la altura mínima de capa es el 25% del diámetro de la boquilla y la altura máxima de capa es el 80%.
Ejemplo para una boquilla de 0,4 mm de diámetro:
Altura máxima de capa: 0,4 x 0,8 mm = 0,32 mm
Altura mínima de capa: 0,4 x 0,25 mm = 0,1 mm
El grosor de la carcasa de las impresiones 3D
El grosor de la carcasa (contorno, capas sólidas superiores y capas sólidas inferiores) de su impresión 3D será necesariamente un múltiplo del diámetro de salida de su boquilla.
Para la mayoría de aplicaciones 3D, un espesor de carcasa de 0,8 mm será suficiente, es decir, 2 contornos con una boquilla estándar de 0,4 mm de diámetro. Pero si utiliza una boquilla con un diámetro de 0,8 mm, ahorrará mucho tiempo de impresión porque la boquilla solo tendrá que pasar una vez.
Para aplicaciones mecánicas, es necesario utilizar un espesor mínimo de carcasa de 1,2 mm y jugar con el porcentaje de relleno interno para tener la pieza más resistente posible.
Ejemplo del mundo real de velocidad de impresión en función del diámetro de la boquilla, la altura de la capa y el grosor de la carcasa
Ejemplo con un cubo de calibración de 50x50x50mm
1es Prueba: boquilla estándar de 0,4 mm y espesor de capa de 0,2 mm (carcasa 0,8 mm) (Velocidad 40 mm/s) llenado 25%
Tiempo de impresión 3D (Simplify 3D): 4 horas y 51 minutos
2.ª prueba: boquilla estándar de 0,8 mm y espesor máximo de capa de 0,64 mm
Tiempo de impresión 3D (Simplificar 3D): 56 minutos
Tercera prueba: boquilla volcánica de 0,8 mm y espesor de capa máximo de 0,64 + velocidad aumentada en un 50 % o 60 mm/s
Tiempo de impresión 3D (Simplificar 3D): 39 minutos