Problemas derivados de un mal posicionamiento de la bobina de filamento

Algo que a menudo no se considera, pero que puede ser fuente de fallos es la posición de la bobina y su recorrido hasta el extrusor. Con el fin de facilitar el trabajo del extrusor, se debe buscar la mínima resistencia a la tracción del filamento. Cuanta mayor sea esta resistencia, más deberá trabajar el motor del extrusor, generando más calor y aumentando la posibilidad de pérdida de pasos. Además, aumentará el rozamiento de las ruedas con el filamento, provocando un mayor desgaste y suciedad y aumentando la posibilidad de mordeduras en el filamento.

Posición óptima de la bobina

La ubicación óptima de la bobina es aquella que garantice el recorrido más corto y recto hasta el extrusor. Además se deben tener en cuenta los siguientes puntos:

• Tubos de PTFE: Si la distancia entre la bobina y el extrusor es alta (en general superior a 15-20 cm) o si no es posible colocar la bobina directamente sobre el extrusor en sistemas directos, se deberá emplear un tubo PTFE para guiar el filamento.

• Si el tubo PTFE se emplea para conducir el filamento desde la bobina hasta el extrusor, deberá emplearse un tubo con una sección interna holgadamente mayor que el diámetro del filamento. Los tubos con diámetros ajustados producirán una mayor fricción y aumentarán el esfuerzo del motor.
• Si el tubo PTFE se emplea para conducir el filamento desde el extrusor al hotend (sistemas Bowden), el diámetro interno debe ser ajustado para conseguir una presión lo más homogénea posible. En estos casos es recomendable emplear tubos fabricados con PTFE de alta calidad con el menor coeficiente de fricción posible.

En cualquiera de los dos casos, el recorrido debe ser el menor posible (siendo como máximo 80 cm en el caso de sistemas Bowden) y con el mayor radio de curvatura posible. Además, uno de los extremos del tubo PTFE debe estar insertado directamente en el extrusor, mientras que el otro extremo debe colocarse tangente a la bobina y a una distancia de unos 10 cm de la zona de desbobinado del filamento.

Imagen 1: Posición correcta de la entrada del tubo PTFE. Fuente Filament2print

• Portabobinas: Aunque pueda parecer que lo mejor es que el portabobinas ejerza la mínima fricción posible, esto no es así. Es cierto que el portabobinas no debe ejercer una fricción excesiva, sin embargo tampoco debe permitir girar libremente a la bobina. Si la bobina gira demasiado, provocará una pérdida en la tensión de las últimas vueltas de filamento, aumentando el riesgo de solapamientos a medida que se recupere de nuevo la tensión.

Imagen 2: Solapamiento de filamento en una bobina. Fuente: Filament2print.com

Filamentos Flexibles

En el caso de los filamentos flexibles es especialmente importante reducir la distancia y la fricción. Si existen valores de fricción considerables, el filamento se deformará proporcionalmente a la distancia que haya hasta la bobina, reduciendo su sección debido al fenómeno de estricción. A efectos prácticos, esto hace que la sección real del filamento no sea la nominal, siendo necesario reajustar el flujo para evitar falta de extrusión. Es por esto que en ocasiones es necesario emplear valores de flujo por encima del 115 % en determinadas combinaciones de impresora y filamento flexible.

Filamentos con cargas metálicas o cerámicas

Una de las características de los filamentos con alta carga metálica o cerámica destinados a sinterizado, es su elevada fragilidad a flexión. Es por esto que la forma de alimentar este tipo de filamentos es crucial para evitar roturas durante la impresión.

Siempre que se desee utilizar este tipo de filamentos, es recomendable hacerlo en una impresora 3D con sistema directo de extrusión y alimentar el filamento de tal forma que el recorrido desde la bobina al extrusor sea completamente recto.

En el caso de emplear impresoras Bowden, se deberá buscar el mayor radio de curvatura posible en el recorrido, aunque implique emplear longitudes mayores de tubo PTFE. Además puede ser necesario usar dispositivos que precalientan el filamento antes de alcanzar el extrusor, con el fin de aumentar su ductilidad.

Imagen 3: Dispositivo Filawarmer, destinado a precalentar filamentos metálicos. Fuente: The Virtual Foundry

Nota: En esta guía se tratan los conceptos de forma general y sin enfocarse en una marca o modelo concreto, aunque se puedan mencionar en algún momento. Pueden existir diferencias importantes en los procedimientos de calibración o ajuste entre diferentes marcas y modelos, por lo que se recomienda consultar el manual del fabricante antes de leer esta guía.