Base-caliente-de-impresion

(Inicialmente publicado en mibqyyo por Ruben Sierra)

 
 
 
Base caliente de impresiónUna de las maravillas que nos da la impresión 3D es poder imprimir con una gran cantidad de materiales con diferentes características. Cada material tiene su técnica y propiedades que necesitan diferentes factores o temperaturas. Por ejemplo, el material PLA necesita que la temperatura del hotend esté en torno a 205-220ºC, pero también necesita de un ventilador de capa para que se enfríe el material muy rápido, así permite una gran definición en la pieza. Otros necesitan que la base de la impresora sea caliente y cuando el material es depositado en ella tiene que tener una temperatura de unos 70ºC. Esto se consigue con la instalación de una cama caliente en la impresora.

La base caliente consiste en un circuito impreso que contiene una resistencia, la cual al aplicarle tensión se calienta (y, por tanto, desprende calor). Al tener la base de la impresora a una temperatura más elevada que la ambiente, el material cuando es extruido no nota tanto la diferencia de temperatura respecto a cuando sale del hotend, y por lo tanto mejora la adherencia.

Hay que tener en cuenta que para que una cama caliente llegue a coger una temperatura de unos 70ºC se necesita proporcionarle una corriente muy alta, lo que hará que la impresora tenga un consumo energético muy alto. Por ello antes de realizar la instalación de la base caliente hay que asegurarse que es totalmente necesaria. La cama caliente de una impresora puede llegar a consumir en torno a unos 10 amperios, es un consumo muy alto y peligroso. Si la instalación no es del todo correcta puede sufrir un cortocircuito y podría ser peligroso. Por todo ello indicamos que la instalación de la cama caliente sea siempre bajo tu responsabilidad. Al final de este artículo explicamos cómo crear un circuito de protección.

Antes de comenzar con los pasos para instalar la base, te dejo un esquema general de conexiones, para que tengas en mente lo que vamos a realizar.

Esquema de conexionado

Esquema de conexionado

Instalación de la base

Para poner una base caliente lo primero que tienes que hacer es realizar la instalación de los cables pertinentes. La base que he utilizado es la que se ofrece en la tienda como kit (enlace), que incluye toda la tornillería, muelles, cables y termistor. Lo primero será instalar el termistor en la base. Tendrás que soldar el cable negro-rojo fino a los dos cables del termistor. Estos cables del termistor están al aire, tendrás que cubrirlos con cinta kapton o tubo termorretráctil para realizar una conexión más segura. Ten en cuenta que son cables muy finos, ten cuidado. A continuación pon el termistor en el centro de la base por el lado que no es rayado para que asome muy poco por la parte de arriba. Dobla el cableado en ángulo recto y pégalo en la base, puedes usar cinta kapton ya que aguanta las altas temperaturas. A continuación tendrás que soldar los cables más gruesos en los bornes plateadas que tiene la base de impresión. Es importante que los cables salgan de la zona inferior de la base, así no molestarán a la hora de imprimir. Tienes que soldar los cables en la parte metálica para que hagan contacto.

Conectores de la base

Conectores de la base

No te preocupes de los colores de los cables, la cama caliente no tiene polaridad. Si pones cinta kapton encima de la soldadura mejor que mejor. Verás que en la parte inferior tienes 6 agujeros. Esos puntos sirven para instalar dos led y una resistencia para que, cuando esté encendida, nos muestre una señal. La instalación la puedes realizar con dos led normales o SMD. Los dos led son para que los pongas cada uno en sentido contrario, así uno de los dos encenderá. La resistencia la pones en el otro lado. Estos componentes no son necesarios, sirven únicamente para indicar que la cama caliente está encendida.

Al tener ya puestos los cables, ya tenemos preparada la base. Si ya tenías una base instalada, retírala. Tendrás que colocar la base en la impresora y atornillarla correctamente. Ten en cuenta que, entre la cama caliente y la plataforma de la base, tienes que poner los muelles y tienen que ser atravesados por los tornillos. Así, cuando aprietes el tornillo, el muelle hará la fuerza para que la base no se mueva.

Detalle de los muelles

Detalle de los muelles

Ahora que ya tienes colocada la base, solamente te queda enchufarla en la electrónica. Nosotros hemos usado una RAMPS 1.4. El termistor tendrás que enchufarlo directamente al lado de donde está el conector del extrusor. La base caliente se tiene que colocar en la salida D8. Así sería la conexión directa, pero en este artículo se ha añadido un extra de seguridad que se explica al final. Te aconsejo que, antes de que pongas la cama caliente, revises el último punto. Por último tendrás que poner la fuente de alimentación correctamente. Necesitas una fuente de alimentación que proporcione unos 350W. Si tienes una Prusa i3 Hephestos tendrás que cambiar la fuente de alimentación, ya que no proporciona la suficiente corriente como para calentar la cama. En el conector de entrada de la electrónica, los dos bornes de la derecha son para el extrusor, en las que se conectan el negativo y el positivo, y los dos siguientes son solo para la cama caliente, que también llevan el mismo orden en negativo y positivo.

Instalación del firmware

Ya tienes todo preparado, pero el firmware de tu impresora no sabe todavía que tienes una base caliente. Hay que modificar el firmware para que sepa que tienes una base caliente. He utilizado el firmware de Prusa i3 Hephestos, y para ello me tengo que descargar el firmware completo con su correspondiente archivo .INO. Este enlace lleva al repositorio de github que permite descargar todo el firmware. Debes abrir el archivo “marlin.ino” con Arduino IDE y tienes que buscar la pestaña del archivo “configuration.h”. En ese archivo hay una línea que dice “#define TEMP_SENSOR_BED”, en esta variable tienes que cambiar el valor 0 por el valor de tu termistor, normalmente suele ser el 1. Con el valor ya cambiado, revisa que la placa seleccionada es “Mega 2560″ y que tienes seleccionado el puerto serie correcto. Le damos al icono de la flecha para que cargue el código a la impresora. Si todo ha ido bien, ahora verás que tendrás dos temperaturas en tu LCD. La izquierda es para el termistor y la derecha es para la base caliente. Si la temperatura de la base indica 0ºC puede ser por dos cosas, o estas en una zona demasiado fría (abrigate ;)) o el termistor no está bien puesto.

Modificación Firmware

Modificación Firmware

Ya va quedando menos. Ya tenemos todo preparado en nuestra impresora, pero cuando generemos el Gcode tenemos que decir que tenemos base caliente. Yo uso Cura, así que tengo que acudir a “Machine” -> “Machine settings…” y marcar la casilla de base caliente. Ahora en el lado izquierdo tendrás la casilla para poner la temperatura a la que deseas la cama caliente. Unos 70ºC suele estar bien, pero depende de las características del material que vayas a usar.

Ajustes Cura

Ajustes Cura

Ya lo tienes todo listo. La cama caliente debe poder calentarse correctamente y ya puedes imprimir con ella. Ten cuidado, no pongas la mano encima, ya que te puedes quemar.

Medidas extra de seguridad

Tienes ya todo instalado, pero toda seguridad extra que pongas en esta instalación será bienvenida. La base caliente es un componente que consume bastante, y hay que evitar cualquier incidente. Personalmente no me gusta que tanta corriente circule por la placa electrónica, prefiero que salga directamente de la fuente de alimentación si es posible. Para ello, se puede añadir un componente extra como es un relé. Un relé es un dispositivo electromecánico el cual actúa como un interruptor. Tiene una parte que es la entrada, la cual tiene una bobina que, al activarse, crea un campo magnético que hace activar la segunda parte. Ésta es la salida, que se compone de un interruptor el cual al activarse la entrada se cierra el interruptor.  En nuestro caso lo que vamos a conectar es la entrada a la salida D8. Así, cuando queramos activar la cama, la salida D8 se activará, y la salida del relé se cerrará y permitirá que la cama caliente se ponga en funcionamiento directamente desde la fuente de alimentación. A la salida conectaremos directamente la cama caliente en serie con la fuente de alimentación, así la salida del relé hará de interruptor como tal. El circuito quedaría así.

Esquema del relé

Esquema del relé

De esta forma evitaremos que toda la corriente de la cama caliente pase por la electrónica, y en su lugar irá directamente de la fuente, pasando por el relé, a la cama caliente. Hay que tener previsto que la entrada de un relé es una bobina, cuando se activa genera un campo electromagnetico debido a la intensidad que circula por ella. Cuando dejamos de aplicar está corriente, la bobina vuelve a su estado de reposo pero tiene una pequeña carga residual. Esto puede dañar nuestra electrónica. Por ello, y como ya estamos metidos en seguridad, lo mejor es poner en antiparalelo a la entrada del relé un diodo. Hará la función de que, cuando haya una corriente no deseada, pase por él y no por nuestra electrónica. Un diodo tiene dos pines, ánodo y cátodo. Para que circule por él la corriente tiene que ir del ánodo al cátodo. Por ello, dicho diodo se debe colocar en antiparalelo a la salida D8 o entrada de relé. Lo que haremos cuando la cama esté funcionando es poner el diodo en corte y no funcionará y cuando sea al revés se llevará la corriente que genere la bobina.

Ahora, con estas mejoras, ya tienes instalada tu cama caliente de forma totalmente segura. Si haces un estudio del caso, tienes que valorar los pros y los contras. El pro que te puede dar la cama caliente es poder imprimir con distintos materiales como puede ser el ABS y que además mejora la adherencia con otros. Los contras, el alto consumo de corriente, la modificación de la impresora (lo que puede comprometer la garantía de ésta), el riesgo de tener una alta corriente circulando por la electrónica… Pero está claro que la cama caliente es un extra el cual se puede añadir y que nos da unas posibilidades en nuestra impresora que sin ella no tendríamos. Ahora te toca a ti decidir si, en tu caso concreto, vale la pena o no.

9 comentarios

  1. Com a instalação da base quente fiquei sem ventoinha do filamento.
    Agora ja adquiri um relé, diodo e nova fonte de alimentação vou tentar desse modo.
    Será que se queimou algum componente da Ramps que controla esse ventilador?
    Cumprimentos

  2. Buenas,

    Estoy interesado en montar la cama caliente a mi hephestos, pero no tenéis el kit en stock. He visto camas MK2 en muchos sitios de internet, sin embargo me entra la duda de las especificaciones del termistor, las cuales no encuentro. ¿Podríais decirme que modelo es?

    Gracias.

    1. SGracia

      Muy buenas, Jose Antonio:

      Por lo que puedo ver, actualmente sí se encuentra disponible el kit de cama caliente en nuestra tienda Online: https://store.bq.com/es/kit-cama-caliente-mk2a

      No obstante, te informo que el termistor de dicho kit es un termistor NTC 100K 3950 1% con encapsulado de vidrio.

    1. Enrique Heredia

      Hi Tiago,
      As you can see in the scheme the relay used is the VMA001. If you look for it by that code you will find many pages where to buy it.
      Regards!

  3. He montado y probado mi cama caliente y funciona perfecta hasta que quiero imprimir. Lo he montado con relés que se activan perfectamente con una pila normal, pero cuando es la placa la que debe dar la orden de empezar a dar corriente, desde la placa no sale.ningun voltage y por lo tanto no sube la temperatura ni empieza la impresión. Que puede pasar?
    Por separado todo funciona y los parámetros los he comprobado varias veces…
    Gracias!

    1. Enrique Heredia

      Hola,
      ¿Te has asegurado de haber modificado y subido el firmware correctamente? Si no se modifica/sube correctamente aunque desde el laminador se especifique que hay cama caliente no podrá usarse y la impresora esperará hasta que reciba el ok de cama caliente (nunca por que no la calentará).
      Un saludo

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