Ajustes del ventilador de refrigeración de la impresora 3D: Mejores prácticas para impresoras

Introducción

Es posible que alguna vez te hayas preguntado por qué tus impresiones están deformadas o tienen superficies de mala calidad. Lo más probable es que tenga que ver con la configuración del ventilador de refrigeración de tu impresora 3D. De hecho, los ventiladores de refrigeración son importantes incluso en la fase de impresión 3D, ya que influirán en la calidad de la impresión, así como en la velocidad y la eficiencia del proceso.

Por otro lado, encontrar el ajuste perfecto para el ventilador no es una tarea sencilla. No hay una talla única. Las estrategias de refrigeración empleadas pueden variar entre impresoras, filamentos e incluso modelos individuales. Por lo tanto, pasar de un nivel mediocre a impresiones de mayor calidad requiere un cierto conocimiento del ventilador de refrigeración de tu impresora 3D.

En este manual, trataremos los aspectos básicos del funcionamiento del ventilador de refrigeración de la impresora 3D y sus posibles técnicas de optimización. Esta información será útil tanto para los principiantes como para los expertos. Así pues, empecemos y resolvamos juntos el rompecabezas de la configuración del ventilador de refrigeración de una impresora 3D.

Conozcamos mejor los ventiladores de refrigeración de las impresoras 3D

Los ventiladores de refrigeración son un componente fundamental de las impresoras 3D. Sería muy difícil imaginar una impresora que no utilizara ventiladores para la refrigeración. Se puede considerar como el aire acondicionado de las impresiones. Proporciona el entorno adecuado para que todo salga bien. Pero, ¿cuál es la función del ventilador de refrigeración de una impresora 3D?

El objetivo principal del ventilador de refrigeración de la impresora 3D es enfriar el plástico recién colocado lo más rápido posible. Este enfriamiento rápido tiene varias finalidades. Para empezar, ayuda a evitar deformaciones y curvaturas en materiales como el PLA, que se encogen debido a los cambios de temperatura. Sin una refrigeración adecuada, tus impresiones acabarían siendo igual de torcidas.

Además, este tipo de refrigeración aumenta significativamente la eficiencia de la refrigeración.

Una refrigeración eficaz facilita el proceso de impresión, ya que no hay necesidad de soporte cuando el objeto se puede imprimir horizontalmente, se pueden conseguir bordes afilados y superficies lisas. En un estudio realizado por Journal of Manufacturing processes, se afirma que una refrigeración adecuada minimiza la rugosidad de la superficie hasta 37%. Esto explica la diferencia entre una impresión mal hecha y una profesional.

Aplicaciones de las impresoras 3D

El uso de una impresora 3D está experimentando un aumento de la cobertura de área, abriendo nuevas posibilidades de lo que se puede hacer. La impresión 3D o fabricación aditiva está cambiando la forma de hacer las cosas, permitiendo métodos de producción nuevos y más eficientes en los sectores aeroespacial, automovilístico y sanitario. Por citar un ejemplo, el campo de la medicina se está transformando gracias a la fabricación rápida de prótesis y dentaduras postizas personalizadas.

A medida que este campo se expande, crece la necesidad de desarrollar soluciones más complejas, como los accesorios para impresoras, entre los que se incluyen los ventiladores de refrigeración. Los sistemas de refrigeración están diseñados para proporcionar la refrigeración necesaria a los componentes de la impresora 3D, lo que, de no hacerse, daría lugar a impresiones de calidad inferior, a la deformación de las impresiones o a la salida de filamentos no deseados por la boquilla. Además, la tecnología de impresión 3D se utiliza mucho para hacer modelos y prototipos en actividades educativas y arquitectónicas, lo que significa que se necesitan soluciones de refrigeración más avanzadas para conseguir los detalles finos y la precisión que se necesitan. En general, el avance y la fiabilidad de la impresión 3D en los sectores siempre serán directamente proporcionales a la eficacia y fiabilidad de los sistemas de refrigeración.

Por qué los ventiladores son importantes para la calidad y la eficiencia de la impresión

Los ventiladores de refrigeración afectan a la estructura general de la impresión y a sus detalles. Un buen rendimiento de la refrigeración es crucial para las impresiones, ya que una refrigeración excesiva o demasiado lenta puede provocar deformaciones. La superposición de impresiones a temperaturas de enfriamiento lentas puede provocar un hundimiento excesivo, mientras que un enfriamiento demasiado agresivo puede dejar huecos en las impresiones, haciéndolas vulnerables a la rotura a lo largo de las líneas de las capas.

La refrigeración no sólo afecta a la calidad, sino también a la eficacia de los ventiladores de refrigeración, que sigue siendo muy importante. Cuando se emplea una refrigeración adecuada, se consiguen mayores velocidades de impresión con impresiones de buena calidad. Las temperaturas más bajas en la capa anterior ayudan a mantener estable la impresora y le permiten pasar rápidamente a las capas siguientes. La estabilidad de la impresión se mantiene, lo que permite a los sistemas de refrigeración aumentar la velocidad de impresión en casi un treinta por ciento en los sistemas avanzados.

Cómo los ventiladores mejoran la velocidad y la eficacia de impresión

¿Se puede imprimir más rápido con un solo ventilador? De hecho, ¡la respuesta es sí! El objetivo principal de los ventiladores de refrigeración de las impresoras 3D no es sólo mejorar la calidad, sino que también son componentes cruciales para aumentar la velocidad de impresión y la productividad.

diseño de conducto de ventilador para impresora 3d

Cuando se imprime, se produce la entrada de diferentes partes. En primer lugar, cuando se completa la primera capa, la máquina tiene que esperar a que la capa anterior se enfríe, debe producirse una solidificación adecuada antes de pasar a la siguiente capa. Gracias a un potente ventilador de refrigeración de la impresora 3D, la máquina puede avanzar más rápidamente. Ahora, gracias a la presencia de un ventilador, el enfriamiento de cada capa es más fácil y permite a la impresora anterior pasar a la siguiente capa.

Pero ajustar el ventilador de trabajo no es el único aspecto que entra en juego al utilizar una impresora 3D. Equilibrar la velocidad del aire y los ventiladores de refrigeración es uno de los aspectos más complicados para conseguir un diseño eficaz durante la impresión. Encontrar la intersección entre el detalle y la deformación puede ser difícil, demasiado aire de refrigeración puede separar las capas, por otro lado, la falta de refrigeración puede resultar en detalle deformado. Si se consigue un equilibrio preciso entre todas estas mediciones, se puede obtener una calidad de impresión razonable con duraciones de impresión reducidas.

Ventiladores de refrigeración vs. Velocidad de impresión: Encontrar el equilibrio adecuado

Una gran idea equivocada es que al imprimir más rápido, la calidad de la impresión se ve comprometida. A menudo, con los ajustes de refrigeración correctos, puede aumentar la velocidad de impresión sin preocuparse por la calidad. De hecho, en el caso de algunos materiales como el PLA, una refrigeración precisa durante la impresión ecológica mejora la calidad, ya que las capas no tienen tiempo suficiente para deformarse bajo presión.

Para garantizar una buena calidad de impresión, compruebe primero la configuración predeterminada del ventilador. Muchas de las impresoras vienen con ajustes muy conservadores por defecto. Aumente la velocidad del ventilador y la velocidad de impresión gradualmente y compruebe los resultados. Incluso puedes considerarte afortunado al ver cuánta velocidad de impresión puedes alcanzar y obtener al mismo tiempo impresiones de buena calidad.

Optimización de la refrigeración para aumentar la eficacia de la impresión

La configuración de la refrigeración no tiene por qué limitarse únicamente al ajuste de la velocidad del ventilador. Tenga en cuenta los siguientes consejos para mejorar el rendimiento del ventilador de refrigeración de su impresora 3D:

Mejore el diseño del conducto del ventilador. El flujo de aire alrededor de su impresión puede mejorar considerablemente con un conducto de ventilador bien diseñado. Hay un montón de mejoras para el conducto del ventilador de las impresoras 3D, muchas de las cuales están diseñadas para ser impresas por el usuario.
Para muchas impresoras puede tener sentido sustituir el ventilador original por un ventilador de impresora 3D, ya que esto puede resultar en un flujo de aire más dirigido y más fuerte.
Como punto de partida, puede considerar el uso de diferentes estrategias de refrigeración para diferentes materiales; mientras que el PLA suele requerir una refrigeración máxima, el ABS suele tener requisitos mínimos o nulos de refrigeración de las piezas.
Aunque no enfría directamente la impresión, también es importante cuidar el ventilador del hotend de la impresora 3D. Un ventilador de hotend eficaz permite una extrusión más consistente a velocidades de impresión más altas al reducir el estancamiento de calor, lo que ayuda a prevenir la fluencia térmica.

No es raro ver aumentos de eficiencia de 20-30% o más con una refrigeración optimizada. Ajustando su configuración de refrigeración, puede reducir los tiempos de impresión sin sacrificar la calidad.

Tipos de ventiladores de refrigeración utilizados en Impresoras 3D

Los ventiladores de las impresoras 3D difieren en función de ciertas características. Conocer los distintos tipos y funciones de los ventiladores te ayudará a configurar tu impresora. En aras de la claridad, pueden clasificarse en dos grandes categorías: su finalidad y su forma.

Ventiladores de capas y hotend

Inicialmente, los ventiladores pueden clasificarse como ventiladores de capa o ventiladores de hotend en función de las funciones que desempeñan mientras la impresora 3D está funcionando:

Ventiladores de capa (ventiladores de refrigeración de piezas): Son los caballos de batalla de la refrigeración de la impresión. Se encargan de enfriar el plástico a medida que se extruye, ayudando a que se solidifique rápidamente. Una buena configuración del ventilador de capa es crucial para lograr detalles nítidos, puentes exitosos y evitar la flacidez en los voladizos.
Ventiladores Hotend: Aunque no enfrían directamente la impresión, estos ventiladores son vitales para mantener temperaturas de extrusión constantes. Evitan que el calor suba por el hotend, lo que puede hacer que el filamento se ablande prematuramente y provocar atascos. Piense en el ventilador del hotend como en el ventilador del radiador de su coche: evita que el motor (o, en este caso, el hotend) se sobrecaliente.

ventilador impresora 3d

Ventiladores axiales y radiales

Ventiladores axiales: En los ventiladores axiales, el rotor es responsable de la rotación de las palas y el motor está situado en el eje de rotación. Las palas dirigen el flujo de aire en paralelo al eje de rotación, lo que se traduce en una corriente de aire suave y constante.

Suelen funcionar con un motor de corriente alterna (CA) o con un motor de corriente continua de imanes permanentes sin escobillas (BLDC). Dichos motores han demostrado ser potentes, eficientes y de bajo mantenimiento, funcionando a velocidades constantes. Gracias a su sencillo diseño, estos ventiladores pueden utilizarse en diversas aplicaciones generales de refrigeración, como la refrigeración de la zona de impresión de las impresoras 3D. Debido a su salida de presión moderada, destacan en el desplazamiento de grandes volúmenes de aire en espacios de gran volumen, pero no en espacios abarrotados, donde no pueden impulsar el aire.
Ventiladores radiales (ventiladores sopladores): Los ventiladores radiales emplean un motor para hacer girar un rodete dentro de la carcasa. La rotación a alta velocidad del impulsor hace que el aire sea aspirado desde el centro y luego empujado hacia el exterior, lo que crea un flujo de aire a alta presión entre la carcasa y el rotor. Los ventiladores radiales sin palas son también una forma común de fabricar ventiladores radiales, que funcionan basándose exclusivamente en el principio de la fuerza centrífuga, el aire es aspirado por el centro y expulsado por la periferia del rodete.

En muchos diseños de ventiladores se utilizan motores de corriente continua sin escobillas como fuente de energía, mientras que los propios ventiladores pueden diferir en cuanto a velocidad de rotación y, por tanto, de funcionamiento. Los ventiladores radiales tienen cierta ventaja sobre otros tipos de ventiladores en situaciones de refrigeración focalizada en las que el extremo caliente o la pieza que requiere refrigeración tiene que estar a mayor presión para recibir un flujo de aire preciso.

He aquí una rápida comparación:

Característica	Ventilador axial	Ventilador radial
Flujo de aire	Alto volumen, baja presión	Menor volumen, mayor presión
Nivel de ruido	Generalmente más silencioso	Puede ser más ruidoso
Talla	Normalmente más grandes	Más compacto
Uso típico	Refrigeración del hotend	Refrigeración parcial

Puede ver estos dos tipos de ventilador combinados en muchas impresoras 3D. Por ejemplo, un ventilador de capa puede ser un ventilador axial, mientras que el ventilador de refrigeración parcial para el motor (o hotend en este caso) es radial. Incluso configuraciones más avanzadas pueden hacer uso de múltiples ventiladores trabajando al mismo tiempo para proporcionar una distribución equilibrada del refrigerante.

Los ventiladores sirven para diferentes propósitos, por lo que cada uno tiene sus ventajas en función de las necesidades de refrigeración del usuario. Por ejemplo, al seleccionar un ventilador para su impresora 3D, la velocidad del ventilador puede marcar una diferencia significativa en el rendimiento de la refrigeración.

Para ayudarle con sus necesidades de refrigeración precisas, ACDCFAN proporciona una multitud de ventiladores incluyendo ventiladores axiales AC, ventiladores radiales AC, Ventiladores axiales de CC y Ventiladores radiales de CC para garantizar calidad y fiabilidad. Desde dos mil revoluciones por minuto hasta veinte mil revoluciones por minuto, los ventiladores ACDCFAN pueden funcionar eficazmente en un rango y mantener una refrigeración impresionante para garantizar que su impresora 3D funcione a niveles óptimos. Tanto si se necesita un flujo de aire de gran volumen como una refrigeración precisa de alta presión, los ventiladores de alta velocidad de entre dos mil y veinte mil revoluciones por minuto son perfectos para el trabajo.

Ventajas y desventajas de cada tipo de ventilador en la impresión 3D

A la hora de elegir entre ventiladores axiales y radiales para el sistema de refrigeración de su impresora 3D, no se trata sólo de elegir la "mejor" opción. Cada tipo tiene sus propios puntos fuertes y débiles, lo que los hace adecuados para diferentes aplicaciones. Vamos a desglosar los pros y los contras de cada uno para ayudarle a tomar una decisión informada para su configuración de ventilador de impresora 3D.

ventilador de refrigeración de piezas de impresora 3d

Comparación entre ventiladores axiales y radiales para impresión 3D

Ventiladores axiales

Pros:

Gran caudal de aire: Los ventiladores axiales pueden mover una gran cantidad de aire, lo que los hace excelentes para la refrigeración general.
Funcionamiento más silencioso: Generalmente, los ventiladores axiales producen menos ruido que sus homólogos radiales.
Eficiencia energética: Suelen consumir menos energía para la cantidad de aire que mueven.
Rentables: Los ventiladores axiales suelen ser más baratos y fáciles de conseguir.

Contras:

Baja presión de aire: el flujo de aire de los ventiladores axiales puede verse interrumpido fácilmente por obstáculos.
Refrigeración menos focalizada: El amplio patrón de flujo de aire puede dificultar la refrigeración precisa de zonas específicas.
Menos eficaces para la refrigeración de piezas: La menor presión las hace menos ideales para enfriar filamento recién extruido.

Aplicaciones reales: Los ventiladores axiales destacan como ventiladores de hotend de impresoras 3D. Su capacidad para mover grandes volúmenes de aire de forma eficiente los hace perfectos para evitar la acumulación de calor en el conjunto del hotend.

Ventiladores radiales (sopladores)

Pros:

Alta presión de aire: Los ventiladores radiales pueden dirigir un chorro de aire fuerte y concentrado exactamente donde se necesita.
Tamaño compacto: Su diseño permite que quepan en espacios reducidos de una impresora.
Excelente para la refrigeración de piezas: El flujo de aire concentrado es ideal para enfriar zonas específicas de una impresión.
Versatilidad: Muchos ventiladores radiales permiten diseños de conductos personalizados para optimizar el flujo de aire.

Contras:

Menor volumen de aire: Aunque el flujo de aire está más concentrado, el volumen total suele ser menor que el de los ventiladores axiales.
Mayor consumo de energía: Suelen necesitar más energía para funcionar eficazmente.

Aplicación en el mundo real: Como ventilador de refrigeración de piezas de impresoras 3D, un ventilador radial brilla con luz propia. Su flujo de aire concentrado puede enfriar el filamento recién extruido de forma rápida y precisa, lo que permite un mejor rendimiento del puente y el voladizo.

Recuerde que muchas impresoras 3D modernas utilizan una combinación de ambos tipos de ventilador para aprovechar las ventajas de cada uno. Por ejemplo, un ventilador axial para el hotend y un ventilador radial para la refrigeración de las piezas es una configuración común y eficaz. Algunas configuraciones avanzadas incluso utilizan varios ventiladores radiales para un control de la refrigeración aún más preciso. Por lo tanto, no tenga miedo de experimentar con diferentes tipos de ventiladores y configuraciones para encontrar la configuración perfecta para sus necesidades de impresión 3D.

Cómo elegir el ventilador adecuado para su impresora 3D

Aunque seleccionar un ventilador de refrigeración adecuado para una impresora 3D puede ser difícil, resulta más fácil si se establece un plan apropiado. Trate de obtener impresiones cuya calidad sea excepcional, independientemente de si está actualizando su impresora o construyendo una nueva desde cero. Veamos algunas de las consideraciones que debe tener en cuenta para elegir un ventilador de impresora adecuado.

Factores a tener en cuenta al elegir un ventilador de refrigeración

Materiales de impresión: Usted puede utilizar una diversidad de materiales durante la impresión que requieren un mecanismo de refrigeración distinta. Para una refrigeración agresiva, puede utilizar un potente ventilador radial para imprimir con PLA. Sin embargo, una configuración moderada es favorable para otros, como el ABS, que requiere menos refrigeración.
Objetivos de calidad de impresión: Cuando se trata de impresiones, el enfoque cambia mucho de los detalles más finos a la velocidad y viceversa. Es posible obtener la calidad de impresión necesaria con un ventilador radial de alta presión que se centre en un flujo de aire elevado, mientras que para impresiones de uso general un buen ventilador axial debería ser suficiente.
Consideraciones sobre el ruido: El uso de un ventilador axial de bajo ruido puede ser una ventaja si imprime en un espacio cerrado con un entorno compartido. Asegúrese de que el rendimiento del ventilador satisface las necesidades críticas de refrigeración si está destinado a impresiones específicas.
Tamaño y compatibilidad: Verifica el tamaño del ventilador antes de instalarlo en tu impresora. Los proveedores de ventiladores para impresoras 3D suelen tener ventiladores de 40mm o 50mm, pero puedes encontrar de diferentes tamaños. Además, asegúrate de que el voltaje del ventilador es compatible con tu impresora, ya que puede ser de 12V o 24V.
Caudal de aire frente a presión: Para refrigerar piezas, es preferible utilizar ventiladores con alta presión estática (normalmente ventiladores radiales). Para refrigerar el hotend, sin embargo, el volumen de flujo de aire suele ser más importante que el tipo de ventilador (ventiladores axiales) utilizado.
Capacidad de actualización: Los ventiladores con diseños de conductos personalizados también deberían tenerse en cuenta. Esto le permitiría optimizar su configuración de refrigeración más fácilmente en el futuro.

Y, por último, piense en lo que le espera en el futuro. Una actualización del ventilador de una impresora 3D, por ejemplo, es una forma asequible de marcar una diferencia reconocible en la calidad de impresión. Algunas impresoras incluso permiten utilizar un ventilador adicional o un extractor de impresora 3D cuando están cerradas.

Consejos de instalación de ventiladores de refrigeración para impresoras 3D

Tanto si va a cambiar un ventilador de refrigeración existente como si va a instalar uno nuevo, hay algunas cosas que debe hacer para su impresora 3D que garantizarán que la unidad funcione correctamente después de la instalación. Si se siguen estos pasos, el proceso de sustitución del ventilador o de adición de un ventilador auxiliar para impresoras 3D se desarrollará sin problemas.

Para empezar, recuerde apagar la impresora y dejar que se enfríe por completo. Esto debe hacerse habitualmente antes de instalar o actualizar un ventilador de refrigeración para impresoras 3D. Otras herramientas necesarias son pelacables y destornilladores.
En el caso de ventiladores antiguos, desatornille cualquier sujeción visible del ventilador. Separe los cables del ventilador y observe la orientación del ventilador al desmontarlo.
Examine los orificios de los tornillos del nuevo ventilador y asegúrese de que la dirección del flujo de aire es la correcta, de lo contrario será inútil.
La modificación del tipo de ventilador puede provocar cambios en el aparato. Por lo tanto, pueden ser necesarios nuevos soportes o accesorios para la compatibilidad.
Personaliza el cableado haciendo coincidir las conexiones positivas y negativas con sus respectivos colores, rojo con rojo y negro con negro. Recuerde cortar o soldar los extremos sueltos. Si utiliza un ventilador de refrigeración de piezas, fije el conducto de forma que garantice un flujo de aire óptimo sin restringir el rango de movimiento de la impresora.
Encienda la impresora y compruebe si el mencionado ventilador está en buen estado. Si el ventilador emite vibraciones o sonidos extraños, apague la impresora inmediatamente. Realice ajustes en la configuración de la impresora de acuerdo con las especificaciones del fabricante y vuelva según sea necesario en función de los resultados de impresión.

Consejos adicionales:

Se puede conseguir una refrigeración adecuada con un ventilador potente, pero enfriar demasiado el hotend es arriesgado. Por lo tanto, se debe seleccionar la fuerza adecuada del ventilador de la impresora 3D.
En caso de que coloque un extractor de impresora 3D en un recinto, asegúrese de abordar también el compartimento de temperatura para que se mantengan las condiciones óptimas para las características impresas en ABS.
Para el ventilador montado en el hotend de la impresora 3D, es aconsejable que el ventilador funcione en todo momento para evitar la fluencia térmica.

Conclusión

Por lo que hemos visto hasta ahora en esta guía, los ventiladores de refrigeración de las impresoras 3D marcan la diferencia a la hora de conseguir impresiones de la mejor calidad. Identificar los diferentes tipos de ventiladores de refrigeración y saber cómo elegir el mejor para tu situación y cómo instalarlo son buenos pasos para mejorar tu experiencia de impresión 3D.

El desarrollo de nuevas tecnologías de impresión 3D está destinado a aumentar el número de soluciones de refrigeración disponibles. Aquí es donde se introducen las configuraciones de múltiples ventiladores y otros sistemas de refrigeración inteligentes que cambian en función de los parámetros de impresión, y boom, el futuro de la refrigeración de impresoras 3D es simplemente increíble.

ACDCFAN: Ventiladores de refrigeración de alta calidad diseñados para impresoras 3D

ACDCFAN es un fabricante experimentado de robustos ventiladores de refrigeración para impresoras 3D que tienen capacidades de alto rendimiento. Nuestros ventiladores tienen una carcasa de aleación de aluminio que ha sido reforzada con cobre 3-5% para una mayor resistencia y longevidad. Los ventiladores se adhieren a las directrices ROHS 2.0, asegurando tanto una alta calidad como un diseño respetuoso con el medio ambiente.

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Nuestros ventiladores de refrigeración vienen en tamaños entre 25mm y 254mm, satisfaciendo una variedad de necesidades. ACDCFAN tiene la mejor gestión de la cadena de suministro para los clientes que requieren disponibilidad de entrega oportuna. Con un tiempo mínimo de espera de sólo 7 días, somos un gran socio para los clientes B2B que necesitan ventiladores de refrigeración superiores para impresoras 3D. Desde importadores hasta distribuidores, podemos garantizarle que quedará satisfecho con el rendimiento y la entrega de nuestros ventiladores.

Ajustes del ventilador de refrigeración de la impresora 3D: Las mejores prácticas para cada impresora