Comparativa de Hotends

ATENCIÓN: Este artículo forma parte de un proyecto denominado “Estudio térmico de un inyector de plástico para impresoras 3d tipo Reprap” que será publicado bajo licencia CC-BY-NC

 

También conocido como Hotend/Hot-end/Hot end/Fusor/Inyector, esta pieza es la encargada de derretir el plástico con la que imprime nuestra máquina. Son casi infinitos los modelos que existen, ya que siguiendo con la filosofía DIY, muchas son las personas que intentan fabricarselas ellos mismo.

El problema esta en que para fabricar un Hotend es necesario muchos conocimientos técnicos aparte de la habilidad y la tenencia de las maquinas necesarias. Estas maquinas suelen ser una fresadora y un torno.Es por ello que mucha gente opta por comprarlo.

Al realizar el testeo de mi propio hotend para vender en Reclone3d, he buscado información de todos lo hotends disponibles, intentado encontrar un modelo perfecto. Todo hotend se basa en los mismo principios:

-Nozzle (boquilla): Debe ser de latón para evitar el rozamiento. Su acabado es muy variable.Puede ir roscado y ser intercambiable. Los diametros se refieren al agujero por donde sale el plástico fundido. Están desde 0.5 a 0.2mm

-Heater block (bloque calentador): Es donde va la resistencia y el termistor. Dependiendo de si el nozzle sea de una pieza o de varias, sera de latón o de aluminio (más barato). Va roscado al nozzle.

-Cuerpo del nozzle: Si el nozzle es de varias piezas, esta es la que dirige el plástico hacia la boquilla propiamente dicha. Siempre es de latón para evitar la resistencia fricción.

-Insulator Head: Es el cuerpo propiamente dicho del nozzle. Suele ser de PEEK, pues este plásico no dilata con las altas temperaturas y permite que la rosca con el nozzle sea fuerte. Si es de PEEK debe ir recubierto por donde pasa el plástico de un tubo de PTFE para evitar la fricción (evitar taponamiento). Si el cuerpo es entero de PTFE, requiere de medidas adicionales de sujeción. Esta pieza no debe ser conductiva, para evitar fundir el ABS del que esta hecho el carro y el cuerpo del extrusor, y también para permitir que se alcance alta temperaturas en el nozzle (la potencia esta limitada). Puede ser metálica de acero (el acero es mal conductor) o cerámica.

Estos son los hotends que he encontrado más populares:

Tipo A: Hotends con pletina de sujeción del nozzle

Su mayor desventaja es la pletina, que ya sea de madera o PEEK, encarecen el hotend y lo vuelven más pesado y largo, por lo que la altura máxima de una pieza disminuye. Fueron los primeros que salieron y el Shiva v0.1 es de este estilo.

LulzBot/Budaschnozzle: Considerado como el mejor hot end de todos, es vendido por Aleph Objects, Inc. Su estructura es muy robusta y según la experiencia de mucha gente, nunca se atasca, ni tiene reflujo. Lo malo es el precio y que solo lo envían desde Estados Unidos. Es un hot end Open Source, ya que todos los planos se encuentran disponibles para descargar. Su licencia es GPLv3.

 

  Fotos del LulzBot-Budaschnozzle

Arcol Hot-end v3: Cercana a Budas, esta versión también es muy rígida. Su licencia es CC-BY-NC.  Existe una nueva versión (Arcol Hot-end v4) pero no se conoce su licencia ni la forma de descargar los planos. Se vende directamente desde la tienda del fabricante y otros distribuidores.

  Fotos del Arcol Hot-end v3(arriba)  y Arcol Hot-end v4 (abajo)

Una version clon

Geared extruder nozzle: Diseñado por Adrian Bowyer, este hotend es el más extendido entre las tiendas de impresoras 3d debido a la facilidad de su mecanizado y producción. No utiliza PEEK para ninguna de sus piezas . Es también conocido como ReprapWorld v5, ya que es su máximo distribuidor. Tiene problemas de reflujo, debido a que el insulator es de teflón y rosca directamente con el latón del nozzle. Licencia GPL.

 

Fotos del Geared extruder nozzle

Squeeze_wear Hotend: Conocido en el proyecto Clone Wars como Polasconozzle, este hotend esta teniendo buena aceptación por su precio económico y por venir en kits que incluyen el hobbed bolt. No es un hotend Open Source ya que no existe ninguna pagina donde descargar los planos.Próximamente un a versión en PEEK

     Fotos del Squeeze_wear Hotend

  Diagramas del Squeeze_wear Hotend

SPBudas, FaryBudas, Budas ‘made in Galicia’: Desarrollados por los usuarios AREN3D, Cadesigns y Fidel Fraga, son hotends hechos en España basados en el Budaschnozzle. Son muy recientes y no hay información ni sitio donde descargar planos o instrucciones de fabricación,excepto por el FaryBudas, que sus planos si han sido liberados se le puede considerar Open Source. Añadir el enorme esfuerzo y trabajo que tiene desarrollar un hotend de este tipo y que desmuestra sin lugar a dudas el enorme potencial que hay en España.

 

Fotos  del Budas ‘made in Galicia’, SPBudas y FaryBudas (de arriba a abajo)

El equipo de Fidel Fraga ha tenido acceso a una cámara térmica (¿Universidad e A Coruña?) y ha hecho las siguiente fotografías:

Otra idea sería hacer una cámara de infrarrojo casera y ver los resultados, como se explica en este enlace.

Tipo B Hotends  sin  pletina de sujeción del nozzle

Tipo B.1: Con pletina de sujeción en el insolador

Este tipo de hot end son estan a medio camino entre lo que tienen pletina pra sujetar la boquilla o nozzle porpiamente dicho y los nuevos sin pletina. El unico fabricante que los vende, Smdking, tiene varios modelos. El nozzle es sujetado a traves de un tornillo fijador al insultor.No se les conoce licencia.

 Esquema Smdking-IHS

Fotos Smdking-EHS

Fotos Smdking-EZ

Fotos Smdking-IH-Turbo

 

Tipo B.2: Sin pletina de sujeción en el insolador

Son los más avanzados actualmente en venta, ligeros y compactos.  Shiva v0.2 y v0.3 son están en esta categoría.

J-Head Nozzle : El más copiado por fabricantes chinos y polacos, este hotend es compacto y se calienta muy rapido, tanto que puede quemar el plástico y atascarse por lo que hay que saturar el PID de la controladora. Ideal para Bowden por su bajo peso, el mecanizado esexcelente y permite una refrigeracion absoluta. El insultator esta hehco de PEEK recubierto de teflon por dentro. Esa bajo licencia GPL. Los originales se fabrican en Estados Unidos. Actualmente, desde Reclone3d estamos desarrollando un clon. Se llamara J-Head “Hispania”. Le vamos a enviar uno a autor de los originales para que nos lo evalue.

 

Versiones del J-Head

Diagramas del insulator

Una version clon del J-Head MK-II

-Ubis Hotend: Es el hotend que trae la Printrbot original. Su peculiaridad es que el cuerpo es cerámico.

Shiva v0.3Hotend:  El cuerpo era entero de PTFE. Roscaba directamente con el latón, sin embargo, con el calor el propio teflon dilataba y la rosca perdía fuerza.

Fotos del Shiva Hotend v0.3

Parcan v2, NextDayReprap Hotend, Flexdot hotend, Reprapper hotend, etc  Suelen ser todos similares, sin licencia y con el cuerpo sin aletear, parecidos al J-Head MK-I. PEEK más tornillo fijador suele ser la solución que ponen.

 Foto-ejemplo de los hotends de esta categoría

NextDay Reprap

Tipo C: Pletina superior directa:

En este tipo de hotend se enmarca Shiva v0.4 Hotend, el hotend de Reclone3d.com. El insolador es una pletina que actua tanto de sujecion como de disipador (heatsink)

-Mendel Parts Hotend: Derivado de un tipo A, el actual modelo se sostiene al extrusor con una pletina superior. Los materiales no son innovadores (ptfe y latón)

North90’s v2 hot end: Es un nozzle enteramente hecho de metal, liviano y simple. Al ser de metal deberia ser capaz de aguantar cualquier temperatura. Mi opinion personal es que este diseño es el futuro.

Reprap Prusa i3 Hotend : Es una derivación del anterior North90’s hot end, que Josef Prusa ha rediseñado para darle un mejor aspecto.

Fotos del Reprap Prusa i3 Hotend

Shiva v0.4 Hotend (aka Nirvana):  Tras los problemas la falta resistencia en la  rosca de insolador, se ha optado por este diseño donde el insolator es metálico. No tiene aletas (tuercas+arandelas) ya que modelando el sistema con software térmico, los resultados son que aumenta la temperatura final en la pletina, pues aumenta la conductividad y requiere de más potencia. Utilizando el ventilador no se conseguía la temperatura suficiente.

 Fotos del  Shiva v0.4

 – Shiva v1 Hotend (aka Nirvana):  La versión estable y definitiva del Shiva, es capaz de imprimir policarbonato (300ºC) Cuerpo de acero inoxidable, boquilla de latón. El acero es acero alimentario, para evitar la fricción. El acero al ser mal conductor del calor puede sustituir al PEEK, pero la longitud debe ser mayor. Actualmente en producción.

                                                                                                          Fotos próximamente

 

Información libre.
Licencia Creative Commons
Comparativa de Hotends por Daniel Casares Palomeque se encuentra bajo una Licencia Creative Commons Atribución 3.0 Unported.
 

6 comentarios en “Comparativa de Hotends

    1. Respecto a la imagen infrarroja: Comentas que se podría construir una cámara infrarroja casera… Si, cualquier cámara digital es sensible al infrarrojo y es posible ver p.e. la luz que emiten los mandos a distancia. Pero eso no te sirve de nada. Lo que se necesita es una cámara infrarroja termográfica con el software correspondiente que permita traducir la intensidad de radiación infrarroja a temperaturas. Las cámaras comerciales de este tipo van desde 3.000 euros que son bastante malas, con resoluciones de 128×128 pixels y un rango de temperatura bastante limitado, hasta… lo que te quieras gastar. Además para tener mediciones fiables es necesario que el operador de la cámara tenga la formación adecuada.
      Yo dispongo de una cámara de 320×240 pixels con rango de temperatura de -20ºC hasta 1.500ºC con la que damos servicio a empresas y particulares en temas de edificación, mantenimiento preventivo, Investigación y Desarrollo, etc.

  1. Tengo una inquietud, me han regalado una impresora 3D de las mas sencillas, una mini Delta, y usa una placa Ramp Plus 2 BT7200 y el hotend no calienta como deberia, esta nueva y solo he impreso 3 cosas, un dia me descuide y las piezas plasticas del hotend se derritieron, no totalmente pero se pegaron tanto que unas no las puedo separar del hotend, a raiz de esto se me ocurrio fabricar mi propio hotend y recordé que los procesadores dañados se pueden modificar para producir calor y se me ocurrio que se puede colocar como termistor pero el area de un procesador es mas grande que la del termistor de siempre, ¿como se puede regulas la temperatura para que el procesador caliente a la temperatura requerida?

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