Tipos de extrusoras 3D e Hotend

Neste artigo vamos falar sobre os tipos de extrusoras e HotEnd mais comuns no mundo da impressão 3D. Antes de começar cabe esclarecer que tudo o que foi citado é resultado da nossa experiência sempre utilizando produtos de marcas líderes, como os produtos da E3D Online, empresa de componentes para impressoras 3D de alta qualidade especializada em extrusoras, HotEnd e bicos. Esta nuance é necessária porque se forem usados ​​extrusores e HotEnd de baixa qualidade, pode ser que as características que comentamos abaixo não sejam atendidas.

A função principal do extrusor é mover o filamento desde a bobina até o HotEnd da forma mais precisa e na velocidade adequada para a impressão 3D, mas existem diferentes classificações dos extrusores. Neste post vamos analisar os principais.

Tipos de extrusoras dependendo da unidade

Dentro das extrusoras existem dois tipos dependendo do tipo de acionamento:Direta e Bowden. No extrusor direto, como o próprio nome sugere, o filamento corre diretamente da engrenagem do extrusor para o HotEnd. Existem até sistemas em que essas duas partes estão juntas, como no Titan Aero.

Imagem 1:Extrusora Titan Aero. Fonte:E3D

Nas extrusoras Bowden, ao contrário, a conexão com o HotEnd é feita através de um tubo de PTFE por onde passa o filamento.

Extrusoras Diretas

Imagem 2: extrusoras diretas

Vantagens :

• Imprima materiais flexíveis, PLA Soft ou TPU e TPE (FilaFlex) em 1,75 mm e 2,85 mm.
• Imprime todo o tipo de materiais sem problemas, independentemente da abrasão apresentada por determinados filamentos. Para imprimir materiais abrasivos 3D, por exemplo grafeno, recomendamos o uso do Olsson Ruby Nozzle, um bico de latão com ponta de rubi que tem vida quase infinita.
• Este sistema precisa de comprimentos de retração curtos para obter boas impressões 3D, o que reduz a probabilidade de atolamento. Para saber mais sobre a retratação, consulte o artigo do link a seguir.

Desvantagens :

• Inércia considerável no eixo através do qual o extrusor e o HotEnd se movem. Este fator aumenta quando se deseja fazer impressões 3D a altas velocidades tendo que deslocar o peso de todo o conjunto (extrusor, motor extrusor e HotEnd), especialmente se a impressora 3D tiver vários extrusores.
• Problemas de temperatura no motor elétrico da extrusora. Em impressoras 3D fechadas e com câmara temperada, podem atingir temperaturas no motor do extrusor que afetam o desempenho da operação.

Extrusoras Bowden

Imagem 3: extrusora Bowden

Vantagens :

• Baixas inércias no eixo de deslocamento do HotEnd. No sistema Bowden, como o extrusor e o motor do extrusor estão ancorados ao chassi da impressora 3D, as inércias no movimento para fazer a impressão são muito reduzidas. Isso permite uma impressão muito rápida e de alta qualidade.
• Alto poder de arrasto do filamento. A maioria das impressoras 3D que utilizam este sistema extrusor (BCN Sigmax, 3NTR-A2) possuem um conjunto de pinhões (grupo redutor) que aumenta o torque de arrasto do filamento, podendo assim movimentar bobinas maiores que o normal.

Desvantagens :

• Problemas de impressão com filamentos flexíveis com diâmetro de 1,75 mm. Isto deve-se ao facto de ser um filamento flexível não ser possível manter a pressão no filamento constante ao longo do tubo Bowden PTFE até ao HotEnd uma vez que canaliza o filamento. Nos sistemas Bowden de 2,85 mm, no entanto, é possível imprimir os filamentos flexíveis em baixa velocidade.

Tipos de HotEnd em função do diâmetro do material

O HotEnd é responsável por derreter o filamento para fazer a peça desejada. Configura o tipo de HotEnd (V6 ou Vulcão) e o bocal em função do diâmetro do material, consoante o tipo de peça, qualidade e acabamento que se pretende obter. Classificamos os extrusores nos tipos V6 e Volcano e depois mencionamos as vantagens e desvantagens entre esses dois tipos de HotEnd.

Vantagens e desvantagens do HotEnd V6

Imagem 4: HotEnd V6 universal 1,75 mm. Fonte:E3D

Vantagens :

• O V6 é o HotEnd mais versátil do mercado, válido para todos os tipos de impressões, mesmo para materiais flexíveis (especialmente com filamento de 2,85 / 3 mm). Com o HotEnd V6 você pode fazer todo tipo de peças com uma qualidade de acabamento excepcional.

Desvantagens :

• O diâmetro máximo de bico recomendado para este tipo de extrusora é de 0,80 mm / 1 mm, pois para diâmetros maiores geralmente ocorrem problemas de continuidade de fluxo.

Vantagens e desvantagens do Vulcão HotEnd:

Imagem 5: vulcão E3D HotEnd 

Vantagens :

• Graças à posição paralela do Cartucho Aquecedor em relação ao bocal, consegue-se uma maior área aquecida, dando assim grande controle e estabilidade sobre a fusão do filamento. Por tudo isso, você pode fazer impressões 3D com bocal de maior diâmetro (1,2 mm), o que leva a tempos de fabricação mais curtos e à possibilidade de imprimir com uma altura de camada maior do que no V6.
• Peças mais resistentes. Graças à realização de camadas superiores com fluxo laminar (sem bolhas), as juntas entre as ligações químicas do material são mais fortes, dando peças mais rígidas e resistentes.

Desvantagens :

• Acabamento de superfície com poucos detalhes. Devido às altas alturas das camadas, as peças são feitas com degraus em áreas onde existem superfícies curvas em diferentes alturas.

Alguns fabricantes chamam de HotEnd dependendo do sistema extrusor e do diâmetro do filamento que você deseja usar. Por exemplo, E3D Online usa a designação "universal" para seu HotEnd de 1,75 mm (universal direto e universal bowden) no qual o tubo TPFE atinge o interior do Heat Break, canalizando o filamento sem interrupções para o bloco de aquecimento. Para o HotEnd de 2,85 / 3 mm basta usar a designação "direct" ou "bowden".

Imagem 6: Tipos de E3D HotEnd

De nossa parte, recomendamos que cada usuário estude seu caso particular com base no tipo de peças e na velocidade com que deseja imprimir em 3D, mas sempre usando componentes de primeira linha que garantem a qualidade em todos os seus produtos.