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Antes de explicar cómo mantener en buen estado (o reparar si fuera necesario) tu HeatCore Unibody vamos a explicar brevemente los distintos tipos de hot-ends existentes en el mundo de la impresión 3D por extrusión de plástico.

El hot-end ideal

El hot-end ideal (irreal) tendría las siguientes características

  • Diámetro interior del tubo del hot-end idéntico al del filamento, en modo de conseguir una transmisión de fuerza perfecta.
  • Sin fricción entre el filamento y las paredes interiores del hot-end para facilitar extrusión
  • Temperatura de fluidificación del filamento en el bloque calefactor (típicamente alrededor de 200ºC) y corte térmico hacia la parte superior, evitando que el calor se propague hacia el extrusor

Estas características no son posibles por distintos factores:

  • Tanto el filamento como el tubo interior del hot-end tienen tolerancia en el diámetro, por lo que se debe dejar holgura entre ambos diámetros para evitar atascos. Por ejemplo, un hot-end para filamento de 1.75mm suele tener un diámetro interior entre 1.9mm y 2mm.
  • Obviamente la fricción nula no es posible, se minimiza buscando materiales adecuados, como PTFE.
  • Tener un corte térmico tampoco es posible, para obtener un comportamiento lo más cercano al ideal se buscan materiales que consigan aislar lo máximo posible.

Familias de hot-ends

Podríamos decir que existen tres grandes familias de hot-ends.

  • Hot-ends tradicionales, formados por varias piezas y con tubo de PTFE (o material con propiedades similares) interior.
  • Hot-ends 100% metálicos formados por varias piezas, conocidos también como all-metal, que se caracterizan por no tener PTFE.
  • Hot-ends de un sólo cuerpo, también llamados UniBody.

Los dos últimos tipos se podrían combinar, es decir, un hot-end all-metal unibody, aunque a día de hoy de este tipo no hay en el mercado (hasta donde el autor puede saber).

Hot-ends tradicionales

Los hot-ends tradicionales tienen dos características fundamentales.

Varias piezas

Las ventajas de tener varias piezas son las siguientes

  • Modularidad, las piezas se pueden cambiar en caso de rotura, o adaptar a las necesidades, por ejemplo modificando el diámetro del orificio de salida: 0.4mm, 0.3mm, etc. o incluso adaptándolo para filamentos de distintos diámetros, habitualmente 3mm o 1.75mm.
  • Utilizar distintas piezas permite utilizar distintos materiales, consiguiendo un mejor control de la temperatura, usando materiales que se calienten rápidamente y con alta inercia térmica en el bloque calefactor y materiales aislantes térmicos en la parte superior, evitando que el calor se transmita al extrusor.

Por contra, la mayor desventaja es que se puede filtrar material entre las uniones de las distintas piezas, acumulándose residuos y eventualmente bloqueando el extrusor. Esto es más susceptible de pasar cuando se imprime con materiales con base en PLA debido a que es más fluido que el ABS.

Tubo PTFE interno

El objetivo del PTFE es minimizar la fricción entre el filamento y la superficie interior del hot-end, facilitando de ese modo la extrusión.

La mayor desventaja del PTFE es que a partir de 240ºC empieza a deformarse y desgastarse por lo que no se puede imprimir con materiales que necesiten temperaturas de extrusión superiores. Además sufre más fatiga que el metal, por lo que con el uso prolongado a altas temperaturas se desgastará

Los ejemplos más populares de hot-ends tradicionales son el j-head y el budaschnozzle. Ambos combinan distintos materiales para conseguir el corte térmico, pero no pueden imprimir a más de 240ºC, sufren desgaste del tupo de PTFE y pueden experimentar fugas de material por las uniones.

Sección del budaschnozzle

Sección del budaschnozzle

Hot-ends all metal

Los hot-ends all-metal están compuestos exclusivamente por materiales metálicos. La gran ventaja es que pueden alcanzar temperaturas muy altas de extrusión, pudiendo imprimir con materiales como el nylon o el PTFE. Por contra aunque se utilicen piezas con baja conductividad térmica para conseguir el corte térmico, un extrusor 100% metal siempre tendrá mayor conductividad térmica que uno tradicional, debiendo por lo tanto utilizar refrigeración activa por ventilación y aletas disipadoras. Por otro lado, el metal ofrece una mayor fricción con el PLA. Esto se minimiza aplicando tratamientos como el electropulido al interior del hot-end, pero nunca se alcanzan los mismos resultados que con el PTFE.

El ejemplo más popular que hot-end all-metal es el E3D, permite extruir todo tipo de materiales, pero al no disponer de tubo de PTFE presenta problemas con materiales con alta fricción y con materiales flexibles. Este hot-end además está formado por varias piezas, pudiendose producir fugas entre ellas y consecuentemente atascos debido a ello.

Sección del hot-end E3D v5 formado por varias piezas de metal

Hot-ends Unibody

Estos hot-ends está fabricados en una sola pieza, su mayor ventaja es que no presentan pérdidas en las uniones (porque no las hay), haciendo la impresión mucho más estable incluso a altas temperaturas (por ejemplo se puede extruir PLA a 220ºC sin riesgo de fugas). Además, al ser las aletas de disipación una sola pieza con el resto del hot-end disipará mejor el calor que otras soluiciones en las que las aletas son una pieza independiente. La mayor desventaja reside en que al ser de una sola pieza es más complicado conseguir el corte térmico.

El hot-end de bq es UniBody poseyendo tubo interior de PTFE para minimizar el rozamiento. Su talón de aquiles es el desgaste al que está expuesto el PTFE.

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En el siguiente video se ven las ventajas de los hot-end unibody respecto a los hot-ends formados por varias piezas

Mantenimiento del HeatCore UniBody

Hay dos tareas importantes de mantenimiento

  1. Limpieza del interior del hot-end, para prevenir atascos, buscando que quede material y residucos dentro del hot-end en los tiempos de inactividad. Además ayudará a retrasar la degradación del tubo de PTFE.
  2. Cambio del tubo de PTFE, dado que debido al uso prolongado se desgastará, conduciendo eventualmente a atascos por la deformación del mismo.

Limpieza del hot-end para prevenir atascos

Para limpiar el interior del hot-end se utilizarán agujas de acupuntura de 0.4mm diámetro, incluídas tanto en la Witbox como en la Prusa i3 Hephestos. También puedes comprar las agujas aquí.

En el siguiente video se explica cómo hacerlo

Cambio del tubo interior de PTFE

Vamos a explicar cómo cambiar el tubo de PTFE del extrusor HeatCore Unibody. Esto será necesario en el caso que veamos que no extruye o lo hace con poca densidad. Si tienes cualquier duda, consulta a nuestro soporte técnico a través de la dirección de correo soporte3d@bq.com, la operación que vas a realizar es delicada.

Para realizar el cambio vamos a necesitar las herramientas siguientes:

Herramientas_infografia

El tubo de PTFE se encuentra ubicado en la parte interna del Hot End, por ello antes de empezar con el cambio necesitamos desmontar del carro del Eje X el extrusor. Recuerda antes de desmontarlo calentarlo y descargar el filamento.

 

Paso 1

Con la ayuda de la llave Allen de 2,5 mm, afloja los dos tornillos que sujetan el ventilador y el disipador al bloque (cuerpo) del extrusor.

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Paso 2

Con la ayuda de la llave Allen de 1,5 mm, afloja el prisionero que sujeta el Hot End al bloque.

¡Recuerda introducir muy bien la llave antes de aflojarlo, se trata de un prisionero pequeñito y puede dañarse si no se hace con cuidado!

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Paso 3

Es hora de quitar el tapón roscado que lleva el Hot End en la parte superior. Dicho tapón tiene como misión principal evitar el movimiento del tubo en la parte interna del Hot End.

Toma en una mano el Hot End y en la otra unos alicates. Aplicando algo de fuerza desenrosca el tapón.

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Paso 4

Es posible que en función del estado del tubo de PTFE, se haya quedado atrapado dentro del Hot End algo de filamento.

Ayudándote de una mordaza sujeta el Hot End, de manera que quede aislado. Mucho cuidado en esta parte, hay que poner el Hot End a calentar, alcanzando los 200-220ºC. Con la herramienta que se sujete hay que asegurarse que queda bien fijo para evitar accidentes.

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 Ahora conecta el Hot End a la impresora. Hay que conectar los siguientes cables:

  • Cartucho calefactor: calienta el Hot End.
  • Termistor: sensor que mide la temperatura del Hot End.

Enciende la impresora y dentro del menú de la LCD selecciona la opción de “Preheat” y espera a que el hotend llegue a la temperatura objetivo indicada en la LCD.

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Una vez alcanzada la temperatura, con ayuda de los alicates, tira cuidadosamente del filamento que quedó atrapado. Puede costar un poquito sacarlo, ten paciencia.

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Paso 5

En el interior de Hot End hay un tubo blanco, ese tubo es el denominado tubo PTFE.

Para sacar el tubo de PTFE nos vamos a ayudar de un destornillador y un tornillo de los que se usan para madera. Hay que introducir el tornillo por el agujero del tubo. Debe de introducirse lo suficiente para que ambos queden unidos, en  nuestro caso al ser un tornillo de 16mm de longitud, lo introduciremos casi hasta la cabeza.

Teflon_5_opt Teflon_5-1_opt Teflon_5-2_opt

Ahora con ayuda del alicate, tira con cuidado del tornillo y saldrá junto con el tubo. Ten cuidado, ¡Recuerda que el Hot End  está caliente! Una vez extraído apaga la impresora, desconecta el Hot End  (cartucho calefactor junto con termistor) y déjalo enfriar.

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Paso 6

Ahora introduce el nuevo tubo de PTFE en el Hot End. Este tubo debe tener estas medidas: Ø exterior 4 mm, Ø interior 2 mm y una longitud de 19.4 ±0.2 mm Puedes ayudarte del extremo cónico del tapón para empujarlo hasta el fondo. Una vez introducido vuelve a enroscar el tapón. Asegúrate de apretar bien el tapón al Hot End, puedes ayudarte de unos alicates para dar las últimas vueltas.

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Paso 7

Ya has cambiado el tubo de PTFE del Hot End, ahora solo tienes que volver a montar el extrusor para tenerlo listo y arreglado.

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Puedes ayudarte del siguiente vídeo para cambiar el tubo de PTFE de tu Extrusor HeatCore Unibody: