¿CÓMO IMPRIMIR CON FILAMENTOS ELÁSTICOS?

Empezaremos diciendo “no puedes empujar una cuerda”, esta frase sigue siendo tan apta como siempre cuando nos referimos a la impresión 3d con materiales flexibles. En la mayoría de los casos se puede imprimir con filamentos flexibles en cualquier impresora 3d, pero eso sí no intentes ser impaciente e imprimir muy rápido, ya que estos filamentos requieren una velocidad impresión baja. En este artículo voy a tratar de explicar lo mejor que pueda los problemas, recomendaciones y las trampas a evitar, para poder “empujar la cuerda” en este caso FILAFLEX (FFX) y conseguir una buena calidad de impresión con velocidades aceptables.

¿QUE ES FILAFLEX?

Es un filamento elástico con base de poliuretano y  mezcla de varios aditivos para que pueda ser imprimible 100% en impresoras 3d. Filaflex tiene unas propiedades elásticas impresionantes y alto coeficiente de fricción, con estas excelentes propiedades el mundo del diseño de piezas en 3d se amplia. Efectivamente se trata de un material muy suave y con gran elasticidad.

MI PRIMERA IMPRESIÓN 3D CON FILAMENTO FLEXIBLE

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. En mi primera vez, vi que el filamento no se llegaba a introducir correctamente en el hotend produciendo un atasco o lio en la polea moleteada del extrusor y el rodamiento. Mi primer pensamiento fue que tendría problemas ya que la distancia entre la polea del extrusor y el agujero de entrada del filamento era de alrededor de una 10mm, una distancia muy grande que produciría atascos en el extrusor. 

PROBLEMA 1- FILAMENTO NO GUIADO

Si existe espacio entre la polea del extrusor (polea moleteada) y el agujero de entrada del hot-end, el filamento puede empezar a doblarse en ese espacio, una vez iniciado el proceso de enrollado nos podemos encontrar al cabo de un tiempo que el filamento se ha enrollado completamente en el extrusor, se puede dar la posibilidad de que el filamento atasque lo los carros x e y haciendo que salten los pasos, y esto es lo último que queremos.

Incluso un pequeño hueco puede tener problemas :

Solucion 1

En el diseño de nuestro extrusor no debe existir hueco entre las poleas de empuje y el agujero de entrada del hot-end, esto se hace así para que el filamento vaya totalmente guiado desde las poleas y el hotend y evitar atascos y enredos. Puede ver un ejemplo la imagen superior.

Hay varias maneras de conseguir esto, en algunos extrusores es muy sencillo sobre todo en impresoras REP-RAP, pero en otras impresoras puede resultar algo más difícil.

  1. Colocar un pequeña cuña de soporte entre las poleas del extrusor y el agujero de entrada del filamento al hot-end.

  2. Imprímete un nuevo extrusor diseñado para filamentos elásticos.

  3. También puede adquirir el nuevo recreus extruder que incluye el hotend y que esta optimizado para materiales elásticos y rígidos. Con este extrusor se ha llegado alcanzar velocidades de 120mm/s imprimiendo FILAFLEX.

PROBLEMA 2. FRICCION

Una excesiva fricción en el filamento es el principal enemigo de la impresiones con materiales flexibles, esto puede causar más presión sobre la polea del motor por lo tanto crear problemas de alimentación del filamento. Una excesiva fricción antes y después del extrusor puede causar problemas, os lo explico a continuación.

Solucion 2

Antes del extrusor

Es recomendable si tienes la posibilidad, de introducir el  filamento directamente al extrusor, evitando utilizar tubos de guiado del filamento anteriores al extrusor, estos causan mucha fricción sobre el filamento y puede causar problemas. Te recomendamos que si usas este tipo de tubos, que sean siempre de PTFE (teflón), evitando usar tubos neumáticos o de silicona que tienen mucha fricción. Intenta evitar que esto tubos estén muy doblados, este tipo de tubos debe ser lo más recto posible para evitar rozamiento innecesarios.

Despues del extrusor.

  1. La distancia que debe haber entre las poleas del motor y la punta del hotend, ha de ser la mínima posible, para evitar que la compresión del filamento y su consecuente aumento de diámetro dentro del barrel. Por otro lado  es muy recomendable que nuestro hotend tenga un tubo de PTFE dentro y que este muy bien refrigerado. Los extrusores tipo bowden son los más problemáticos, por esta misma causa explicada anteriormente, pero aun así puedes utilizarlo siempre y cuando utilices un tubo de alimentación de PTFE.  Para extrusores bowden es recomendable utilizar filamento de 3 mm ya que nos proporciona más fuerza de empuje que el de 1.75mm. 

  2. Introduce un tubo de PTFE en el barrel del hotend.

    Problema de dilatación térmica.

    Thermal Expansion Solution :

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

    Taladrando el barrel del hotend, no es necesario un torno simplemente un taladro de pie es suficiente.

    En las siguientes fotografías puedes observar como el tubo de teflón se extiende hasta la parte de las poleas del extrusor. Esta solución es para la impresora  Orca 0.43 y my make de JackT’s ORCA 0.43 Extruderderivate en Thingiverse.

Atención : La temperatura máxima impresión del PTFE(teflon) es de 265 °C.

PROBLEMA 3 Presión interna del Hot-end.

El último asunto a tratar es el de la presión interna de hotend debido a la boquilla. Una vez solucionados los problemas con el extrusor y el Hot-end, pasamos a un factor importante, el diámetro de la boquilla (nozzle) , si utilizamos una boquilla con un diametro muy pequeño por ejem. 0.2mm la presión en el interior del hotend aumentará por lo tanto no podremos imprimir a velocidades aceptables.

Solución 3

He probado con boquillas de 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 y 1mm, ciertamente conforme vamos aumentando el diámetro de la boquilla podremos aumentar la velocidad de impresión proporcionalmente. La boquilla de 1mm puede imprimir piezas con una gran calidad ya que podemos seguir conservando una altura de capa de 0.3mm, cabe decir que algunos perímetros complicados perderán un poco de detalle pero lo que respecta a la resolución de la pieza en el eje z seguirá teniendo una muy buena calidad.  Tanto la boquilla de 0.4 - 0.5mm 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 la impresoras estilo rep-rap.

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

CONCLUSIONES

Slicing

Para mí, mi elección de programa para crear lo gcode de impresión 3D es  Craftware by Craftunique. Imprime correctamente con los parámetros predeterminados, simplemente hay que configurar el diámetro de la boquilla (extrañamente llamado extrusión width), lo establezco a 0.4mm y reduzco la velocidad a 50mm/s. También establezco el parámetro de la retracción a 4mm. También puedes configurar los soportes mediante pilares y colocarlos donde creas necesario, puede establecer el tamaño, el ángulo, la cantidad de soportes e incluso hacerlo automáticamente antes del fileteado de las capas. Los soportes se pueden quitar con facilidad, incluso con los materiales elásticos como FIlaflex. Craftware tiene unos de los fileteados más rápidos en comparación con otros programas similares.

Támbien puedes descargar los prefiles de impresion para CURA, SLICER; CRAFTWARE; KISSLICER y SIMPLIFY 3D en la hoja de producto de Filaflex.

Written by MR. STEVE WOOD aka GYROBOT.

Desde aqui me gustaría agradecer a Steve Wood la redacción desde gran articulo y lo mas importante de todo nuestra colaboración y amistad.

Ignacio Garcia 

Se distribuidor de Recreus