Impresión en alta definición: Husillos VS Varillas


husilloLa alta definición simplemente quiere decir que podemos dar más precisión a nuestro objeto, y esto se consigue teniendo un control más preciso sobre los ejes. Lógicamente todos los ejes de una impresora son importantes, pero en mi opinión uno de los que más influye es el eje Z (altura). Este eje garantiza que capa tras capa el material se deposite a la altura correcta.

problema capasAdemás, una cosa en que todo el mundo se fija al observar una pieza impresa es los “escalones” en la dirección vertical que esta tiene. Cada escalón es un salto en el eje Z, por lo que si reducimos esta distancia, los escalones van a ser menos visibles provocando este efecto de “impresión en alta definición”. Podemos ver con claridad este problema (el cual está bastante exagerado) en la imagen de la derecha.

Pues bien, para conseguir esto necesitamos ser capaces de mover, con precisión y repetitividad, muy poca distancia en el eje Z. esta poca distancia puede ser del orden de 0.1mm o 0.05mm en algunos casos (y estoy seguro que en el futuro podrá ser incluso mayor).


Antes de seguir quiero hacer un pequeño inciso. Seguramente ahora todo el mundo está pensando que esto de la alta definición es genial (y lo es, no lo pongo en duda). Pero lo que debemos tener en cuenta es que si el tiempo para imprimir cada capa es el mismo (porque no estamos variando la velocidad de los ejes X e Y), pero en cambio sí que aumentamos el número de capas, también aumentamos el tiempo de impresión.

Para poner un ejemplo, si imprimimos un cubo (propongo un cubo porque así cada capa es igual) y variamos la altura de capa de 0.2mm a 0.1mm, el tiempo de impresión será el doble (porque imprimiremos el doble de capas).


Volviendo a cómo conseguir nuestra impresión en alta definición debemos saber que actualmente la mayoría de veces el eje Z se mueve gracias a VARILLAS ROSCADAS (esta es la forma más tradicional, fácil y barata) o por HUSILLOS (los cuales normalmente son trapezoidales). Pues bien, muchas impresoras y la mayoría de kits de montaje utilizan varillas roscadas ya que resultan mucho más baratas (las puedes comprar en cualquier ferretería) y, por lo tanto, el beneficio económico es mayor. Pero la cuestión es saber si esto ya es suficiente para mi impresora o quiero algo mejor.

La respuesta es clara, necesitamos algo mejor y te diré porque:

  • Las varillas no dejan un buen acabado (no se pueden mover con precisión y repetitividad).
  • Sufren más desgaste (esto implica que nuestra impresión perderá calidad con el tiempo)

varillas OK-notOKEsto es debido a que en la mayoría de casos estas varillas no están pensadas para transmitir movimiento lineal, si no para sujetar unas piezas con otras.

Un ejemplo que he encontrado en diversas páginas es que el resultado sería el mismo que utilizando un tornillo y una tuerca (de hecho una varilla es como un tornillo pero sin la cabeza). Como todos sabemos, al girar el tornillo se mueve la tuerca, pero no es un movimiento uniforme ni recomendado (y menos en una zona donde necesitamos tanta precisión).

Para verlo más claro podemos fijarnos en las primeras impresoras (en este caso una prusa2). Podemos ver que en este diseño se utilizan las varillas para sujetar diferentes piezas y de este modo crear la estructura o bancada de la máquina (este seria su uso legítimo y por lo tanto no tendremos ningún problema y cumplirán su función sin problemas), pero también vemos que se utilizan para mover el extrusor hacia arriba. Es en este punto es donde tendremos problemas de precisión y de desgaste.

desgaste varillasOtro aspecto a tener en cuenta es que el movimiento casi siempre se produce por la misma zona (no todas las impresiones utilizan todo el desplazamiento en el eje Z), por lo que el desgaste está muy focalizado. Observar la zona más desgastada (se ve en negro en la imagen de la izquierda).

En cambio, los husillos trapezoidales (los cuales muchas veces se conocen como HD por las siglas en ingles de alta definición) sí que están diseñados para permitir el desplazamiento lineal, resultan muuuucho más precisos, no tienes holgura (lo que en ingles se conoce como Backlash y no resulta nada recomendable en una impresora 3D) y finalmente debido al grosor, forma y ángulo de los “filetes” tienen un desgaste mínimo.

La conclusión es que gracias a su mayor precisión y velocidad, el tener husillos en el eje Z debería ser algo imprescindible para una buena impresora 3D.

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