impresoras cartesianas vs delta

Actualmente, las impresoras Cartesianas son, junto con las Delta, los dos tipos de impresoras 3D más utilizados. Las impresoras 3D Cartesianas son el tipo más conocido y usado por la comunidad. Sin embargo, las impresoras 3D Delta están experimentando un crecimiento en los últimos tiempos. Es por eso que se hace interesante plantearnos las características de ambas, para poder establecer una comparación y ver cómo van a evolucionar.

Para comenzar, vamos a describir a grandes rasgos ambas impresoras.

Impresoras 3D Cartesianas

Estas impresoras reciben este nombre debido al sistema de coordenadas que utilizan para el movimiento, el cartesiano. El movimiento se traduce en tres ejes ortogonales, donde el origen puede variar según la máquina. El hot-end se desplaza en estas coordenadas para realizar la impresión. Además cuentan con una cama de impresión cuadrada que se desliza a lo largo un eje, impulsada por un motor paso a paso que transmite el movimiento, para ayudar a la impresión.

En estas impresoras, la cama de impresión puede descender (es el caso de la Witbox) o bien el eje X se levantará al construir objetos (como ocurre con la Hephestos).

deltas-vs-cartesianas-post

Impresoras 3D Delta

Las impresoras 3D de este tipo están basadas en el robot delta. Cuentan por lo general con una cama de impresión circular, que se mantiene fija otorgando mayor precisión. El extrusor está suspendido por encima, posicionado mediante tres brazos articulados que se deslizan arriba y abajo sobre unas guías verticales dispuestas en una configuración triangular. Dependiendo de la altura de cada brazo se consigue el posicionamiento del extrusor o hot-end en todo el espacio disponible para la fabricación. delta
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Debido a esta forma de posicionarse, los límites de fabricación de estas impresoras están definidos por el diámetro de la base y la altura de los brazos verticales.

El funcionamiento mecánico consiste en el desplazamiento sobre los tres pilares verticales de las tres varillas que sujetan el extrusor. La transmisión de movimiento puede hacerse a través de correas y poleas, varillas roscadas o husillos.

Ventajas e inconvenientes

Una vez que ya sabemos las principales características de ambos tipos de impresoras, vamos a estudiar cuáles son las ventajas y los inconvenientes.

Ventajas

Delta
Cartesianas
Alta velocidad y aceleración de impresión
Fácil de calibrar
Alta definición
Fácil análisis y corrección de errores
Redimensionable sin afectar la calidad
Gran cantidad de recursos comunitarios disponibles
Fiable y precisa
Más fácil de ajustar y evitar errores
Amplia capacidad de movimiento
Cama de impresión estática
Las correas se tensan constantemente, no hay backlash

Desventajas

Delta
Cartesianas
Primera calibración tediosa
Menor velocidad de impresión
Mayor volumen del equipo
Desplazamiento de la cama de impresión
Malas construcciones hacen que la calibración nunca sea satisfactoria
Tienen inercias en cada eje de movimiento y puede afectar la aceleración
Difícil aislar los problemas calibración-construcción
Se debe monitorizar la tensión de la correa
Menos información disponible

Por último, si estás pensando en hacerte con una impresora y no tienes claro hacia cuál decantarte, puedes tener en cuenta la siguiente comparativa.

Comparativa

En la siguiente tabla se van a analizar valores que es importante tener en cuenta para comparar los dos tipos de impresoras. A partir de los datos de volumen de la impresora, volumen del prototipo y precio de la máquina, vamos a calcular el ratio de volumen de la impresora y de impresión, el ratio entre precio de la impresora y volumen de impresión y, por último, la velocidad de impresión.

Estos valores se han tomado de cuatro tipos de impresoras, dos cartesianas de BQ (Hephestos 2 y Witbox 2) y dos modelos de delta (Kossel y Rostock).

Dimensiones impresora
Dimensiones prototipo
Volumen impresora
Volumen impresión
Precio
(mm)
(mm)
(litros)
(litros)
(€)
Witbox 2
508 x 393 x 461
297 x 210 x 200
508 x 393 x 461 = 92,0
297 x 210 x 200 = 12,5
1690
Hephestos 2
450 x 516 x 571
297 x 210 x 220
450 x 516 x 571 = 132,6
297 x 210 x 220 = 13,7>
850
Kossel
300 x 300 x 710
ø 170 x 240
300 x 300 x 710 = 63,9
ø 170 x 240 = 5,5
860
Rostock
280 x 340 x 700
ø 150 x 180
280 x 340 x 700 = 66,6
ø150 x 180 = 3,2
730

Entonces, los ratios que nos interesan son:

Ratio vol. impresora/vol. impresión
Ratio precio/volumen impresión
Velocidad óptima
(€/cm3)
(mm/s)
Witbox 2
7,36
135,5
80
Hephestos 2
9,67
62,04
60
Kossel
11,61
154,54
190
Rostock
20,81
228,13
150

Para resumir, podemos decir que las impresoras 3D de tipo Delta se caracterizan por alcanzar mayor rapidez en comparación con las tradicionales Cartesianas, así como por su gran estabilidad. Además cuentan con la posibilidad de incrementar la altura de fabricación de forma espectacular sin mermar la calidad de ésta. Sin embargo, necesitan una buena calibración inicial y no existe demasiada información disponible en la red.

Por otro lado, el tipo Cartesiano es la impresora más común, lo que hace posible encontrar gran cantidad de recursos para construirlas o arreglarlas, son fáciles de calibrar y el ratio de volumen de máquina y volumen de impresión suele ser mejor que en las Delta. Como desventaja, las velocidades de impresión son menores.

Mantente atento, porque en el próximo post haremos un análisis cinemático de estas impresoras ¡No te lo pierdas!

4 comentarios

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  3. Buen artículo.

    Una corrección: en la tabla, el campo Velocidad Óptima aparece en (m/s), debería ser (mm/s). Y algunas puntualizaciones: las cartesianas también pueden existir con la cama estática, aunque eso introduce otros problemas; otra ventaja de las delta es que son muy simetricas en cada eje, mientras que las cartesianas se comportan muy diferente en cada eje, especialmente en el Z (aunque es verdad que para impresión 3D el eje Z es menos importante).

  4. Muy buen artículo. Espero el estudio cinemático. Saludos!

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