¿CÓMO IMPRIMIR CON FILAMENTOS ELÁSTICOS?

Los filamentos flexibles son grandes aliados a la hora de crear productos y permitirnos hacer volar nuestra imaginación para ser más versátiles y tener muchas más opciones en el campo de la impresión 3D. Pero al igual que es un material con unas propiedades distintas a los filamentos rígidos, su forma de impresión también es diferente y se deben tener en cuenta una serie de pautas para que el resultado final sea satisfactorio. ¡Vamos a conocerlas!

filemento flexible FilaFlex

MI PRIMERA IMPRESIÓN 3D CON FILAMENTO FLEXIBLE

Por Steve Woods de GYROBOT.

 

¿Qué es un filamento flexible?

El dicho "No puedes empujar una cuerda" es el más acertado cuando nos ponemos manos a la obra para imprimir filamento flexible en una impresora 3D. La mayoría de las impresoras 3D lo conseguirán, no obstante, trataré de explicar en este artículo los problemas o las trampas que se deben evitar y cómo lograr el éxito “empujando una cuerda” para lograr una buena calidad de impresión de filamento flexible a velocidades aceptables. En este caso, sustituyendo la cuerda por el propio filamento flexible Filaflex para impresión 3D.

 

¿Qué es Filaflex?

Filaflex es un filamento flexible, concretamente un elastómero termoplástico (TPE) de poliuretano con una mezcla compleja de aditivos y/o colorantes que ayudan al proceso de impresión 3D. Los diseños impresos en 3D con este filamento de buenas propiedades elásticas y un alto coeficiente de fricción, amplían las posibilidades de diseño. Efectivamente es un material de agarre suave y elástico.

 

Comenzamos a imprimir…

 

¡Conozco esa sensación! Acabas de recibir tu primera bobina de filamento flexible. La cargas en tu impresora, calientas el hotend y le das al botón de imprimir. Hasta ahí, todo bien. No obstante, a continuación voy a detallar cuáles suelen ser los principales retos a los que nos enfrentamos al imprimir con filamento flexible y las formas de resolverlos para que puedas imprimir este material sin ningún tipo de problema.

 

1. ATASCAMIENTO DE FILAMENTO EN EL EXTRUSOR

En mi primera experiencia imprimiendo con filamento flexible, una de las cosas que observé fue que el filamento no se llegaba a introducir correctamente en el hotend, produciendo un atascamiento en la polea moleteada del extrusor y el rodamiento. Tenía claro que daría problemas, ya que la distancia entre la polea del extrusor y el agujero de entrada del filamento era de unos 10 mm. Una distancia muy grande capaz de producir atascos en el extrusor.

Además, se podría dar la posibilidad de que el filamento atascara los carros, y que esto a su vez, provocara que saltaran los pasos ¡lo último que querríamos!

Incluso un mínimo hueco podría ser ya un problema:

SOLUCIÓN
 

Para evitar este problema, debemos eliminar cualquier hueco que pudiera existir entre las poleas de empuje y el agujero de entrada del hotend del extrusor. De esta forma, el filamento iría totalmente guiado desde las poleas y el hotend para evitar atascos o enredos. Puedes ver un ejemplo en la imagen superior.

Y ¿cómo podemos conseguirlo ? En algunos extrusores es muy sencillo, sobre todo en impresoras REP-RAP, pero en otras puede resultar algo más complejo. A continuación vamos a ver las opciones una a una:

 1. Colocar una pequeña cuña de soporte entre las poleas del extrusor y el agujero de entrada del filamento flexible al hotend.

Ejemplos de soportes que te puedes descargar e imprimir en 3D:

2. Imprimir un nuevo extrusor diseñado para filamento flexible.

Hay muchas actualizaciones de extrusor incluyendo los que diseñé en la “Gyrobot’s Extruder Week”:

 

2. FRICCIÓN

Otro de los principales enemigos de la impresión con material flexible es la excesiva fricción que se puede producir en el filamento antes y después del extrusor. Esta fricción puede ocasionar problemas que pueden derivar en más presión sobre la polea del motor y causar conflictos de alimentación del filamento.

SOLUCIÓN

PARA LA PARTE ANTERIOR DEL EXTRUSOR
 
1. Introducción del filamento flexible directamente en el extrusor

Si es posible, la recomendación es introducir el filamento directamente en el extrusor, evitando así la utilización de tubos de guiado del filamento. Estos tubos causan una elevada fricción sobre el filamento flexible produciendo diversos problemas. Pero, si por el contrario, no tienes más remedio y utilizas este tipo de tubos, asegúrate de que sean de material PTFE (teflón). Los tubos neumáticos o de silicona no son óptimos. Además, asegúrate de eliminar cualquier dobladura o retorcimiento que pueda tener el tubo intentando que esté lo más recto posible para evitar rozamientos innecesarios.

 

PARA LA PARTE POSTERIOR DEL EXTRUSOR

1. La distancia que debe haber entre las poleas del motor y la punta del hotend ha de
ser la mínima posible. Así evitaremos que se comprima el filamento flexible o aumente
el diámetro dentro del barrel.

2. Introde un tubo de PTFE en el barrel del hotend. Por otro lado es muy recomendable
que nuestro hotend tenga un tubo de PTFE dentro y que esté muy bien refrigerado.
Los extrusores tipo bowden son los más problemáticos, como comentábamos
anteriormente, pero aun así puedes utilizarlo siempre y cuando el tubo de alimentación sea
de PTFE. Para extrusores tipo bowden es recomendable utilizar filamento flexible de 3 mm
de diámetro. Nos proporcionará más fuerza de empuje que el de 1.75 mm.

 

PROBLEMA DE EXPANSIÓN TÉRMICA

SOLUCIÓN A LA EXPANSIÓN TÉRMICA

El tubo de PTFE (teflón) reduce la fricción y hace de aislante térmico evitando que el filamento flexible se dilate antes de llegar a la zona de calentamiento del hotend.

Taladrando el barrel del hotend. No es necesario un torno, con un taladro de mano sería suficiente.

En las siguientes imágenes se puede observar cómo el tubo de teflón se extiende hasta la zona de las poleas del extrusor. Esta solución es para la impresora my make de JackT’s y ORCA 0.43 Extruderderivate en Thingiverse.

 
Advertencia: La temperatura máxima de impresión para el hotend revestido con tubo de PTFE (teflón) es de 265°C, aproximadamente.

3. PRESIÓN INTERNA DEL HOTEND

Y, finalmente, también tenemos que tener en cuenta la presión interna del hotend. Una vez tenemos solucionados los retos anteriores, sobre el extrusor y el hotend, pasamos a un factor clave, el diámetro de la boquilla (nozzle). Si utilizamos una boquilla con un diámetro muy pequeño, por ejemplo de 0.2 mm, la presión en el interior del hotend aumentará, por lo tanto, no podremos imprimir a una velocidad aceptable.

 

SOLUCIÓN

Tras probar con boquillas de 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 y 1 mm, conforme vamos aumentando el diámetro de la boquilla podremos aumentar la velocidad de impresión proporcionalmente. La boquilla de 1 mm puede imprimir piezas a gran calidad, ya que podemos seguir manteniendo una altura de capa de 0.3 mm. Cabe decir que, según la complejidad de algunos perímetros, perderán un poco de detalle, pero por lo que respecta a la resolución de la pieza en el eje z, seguirá teniendo una óptima calidad. Tanto la boquilla de 0.4 como la de 0.5 mm mantienen una buena relación calidad de impresión/velocidad, pero si quieres experimentar, Richrap’s Quick-Fit Extruder es excelente para un cambio rápido de extrusor para las impresoras estilo REP-RAP.

Yo también he diseñado algunos extrusores compatibles Quick-Fit compatible single and dual extruders in my range.

Y también puedes descargar los perfiles de impresión para CURA, SLICER; CRAFTWARE; KISSLICER y SIMPLIFY3D en la hoja de producto de Filaflex.

 

“Desde aquí me gustaría agradecer a Steve Wood la redacción de este gran artículo y, lo más importante de todo, nuestra colaboración y amistad”.

Ignacio García, CEO de Recreus.

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