¿Cuál es el impacto de PWM en la calidad de los objetos impresos en 3D?

La modulación de ancho de pulso (PWM) es una técnica ampliamente utilizada en varias aplicaciones electrónicas, y su impacto en la calidad de los objetos impresos en 3D es un tema de interés significativo. Como proveedor de PWM, hemos sido testigos de primera mano cómo esta tecnología puede influir en el proceso de impresión 3D. En este blog, exploraremos los diferentes aspectos de cómo PWM afecta la calidad de los objetos impresos en 3D.

Comprender PWM en el contexto de la impresión 3D

Antes de profundizar en su impacto, es esencial comprender qué es PWM. PWM es un método para controlar la potencia entregada a un dispositivo eléctrico activando rápidamente la alimentación y apagado. La relación del tiempo en que la potencia está encendida (ancho del pulso) al tiempo total del ciclo (período) se conoce como ciclo de trabajo. En la impresión 3D, PWM se usa comúnmente para controlar la velocidad de los motores paso a paso, la temperatura del hotend y los ventiladores de enfriamiento.

Control del motor paso a paso

Los motores paso a paso son componentes cruciales en las impresoras 3D, ya que controlan el movimiento del cabezal de impresión y la plataforma de compilación. PWM se usa para regular la corriente que fluye a través de las bobinas del motor paso a paso, lo que a su vez controla la velocidad y el torque del motor. Al ajustar el ciclo de trabajo de la señal PWM, se puede hacer que el motor se mueva a diferentes velocidades, lo que permite un control preciso del proceso de impresión.

Una señal PWM bien regulada para motores paso a paso puede conducir a movimientos más suaves. Cuando el motor se mueve suavemente, las capas del objeto impreso en 3D se establecen con mayor precisión. Esto da como resultado un mejor acabado superficial, ya que hay menos pasos visibles o irregularidades entre las capas. Por otro lado, una señal PWM incorrecta puede hacer que el motor se salte los pasos o vibre en exceso. Los pasos omitidos pueden conducir a piezas faltantes o capas desalineadas en el objeto impreso, mientras que la vibración excesiva puede causar superficies rugosas y una precisión dimensional reducida.

Control de temperatura hotend

El Hotend es responsable de derretir el filamento y extruirlo en la plataforma de compilación. Mantener una temperatura consistente en Hotend es fundamental para una impresión 3D exitosa. PWM se usa para controlar el elemento de calefacción en el hotend ajustando la alimentación suministrada a él.

Si el control PWM de la temperatura de Hotend es preciso, el filamento se derretirá uniformemente y se extraerá a una velocidad consistente. Esto conduce a una mejor adhesión entre las capas y una estructura más uniforme en el objeto impreso. Por ejemplo, si la temperatura es demasiado baja, el filamento no puede derretirse correctamente, lo que resulta en una mala adhesión de la capa y una estructura débil. Por el contrario, si la temperatura es demasiado alta, el filamento puede volverse demasiado fluido, causando cuerdas, manchas y otros defectos en el objeto impreso.

Control del ventilador de enfriamiento

Los ventiladores de enfriamiento se utilizan para enfriar el filamento recién extruido, lo que ayuda a solidificarse rápidamente. PWM se usa para controlar la velocidad de estos ventiladores. Al ajustar la velocidad del ventilador, la velocidad de enfriamiento del filamento se puede optimizar.

Un ventilador de enfriamiento controlado correctamente puede evitar la deformación y mejorar la precisión dimensional del objeto impreso. Cuando el filamento se enfría demasiado lento, puede deformarse a medida que se contrae de manera desigual. Al aumentar la velocidad del ventilador usando PWM, el filamento se puede enfriar más rápidamente, reduciendo las posibilidades de deformación. Sin embargo, si la velocidad del ventilador es demasiado alta, puede hacer que el filamento se enfríe demasiado rápido, lo que lleva a la fragilidad y la mala adhesión de la capa.

Impacto en las propiedades mecánicas

El uso de PWM en la impresión 3D también tiene un impacto en las propiedades mecánicas de los objetos impresos. Como se mencionó anteriormente, el control adecuado de PWM de la temperatura y la velocidad de enfriamiento de Hotend pueden dar como resultado una mejor adhesión de la capa. La adhesión de capa más fuerte significa que el objeto impreso tendrá una mayor resistencia a la tracción y una mejor resistencia a la ruptura.

Además, los movimientos del motor paso a paso suave debido al control preciso de PWM pueden garantizar que la estructura interna del objeto impreso sea más uniforme. Una estructura interna uniforme contribuye a propiedades mecánicas más consistentes en todo el objeto. Por ejemplo, un objeto con una estructura interna bien controlada tendrá una respuesta más predecible al estrés y la tensión, lo que lo hace más confiable para varias aplicaciones.

Impacto en el acabado superficial

El acabado superficial de un objeto impreso en 3D es uno de los indicadores más visibles de su calidad. PWM juega un papel importante en el logro de un buen acabado superficial.

Como se discutió, los movimientos del motor paso a paso suave regulados por PWM dan como resultado menos líneas de capa visibles. Esto le da al objeto impreso una apariencia más profesional y estéticamente agradable. Además, el control adecuado de la temperatura de Hotend con PWM asegura que el filamento se extruye suavemente, sin grumos o inconsistencias en la superficie.

Nuestros productos PWM para impresión 3D

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Conclusión

En conclusión, PWM tiene un profundo impacto en la calidad de los objetos impresos en 3D. Afecta varios aspectos del proceso de impresión 3D, incluido el movimiento del motor paso a paso, el control de temperatura de Hotend y la velocidad del ventilador de enfriamiento. El control adecuado de PWM puede conducir a un mejor acabado superficial, una precisión dimensional más alta y mejoras mecánicas mejoradas de los objetos impresos.

Como proveedor de PWM, estamos comprometidos a proporcionar productos PWM de alta calidad que puedan mejorar la experiencia de impresión 3D. Si está interesado en mejorar la calidad de sus objetos impresos en 3D y está buscando soluciones PWM confiables, le recomendamos que se comunique con nosotros para una negociación de compras. Nuestro equipo de expertos está listo para ayudarlo a encontrar el producto PWM adecuado para sus necesidades específicas de impresión 3D.

Referencias

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• Hopkinson, N., Hague, R. y Dickens, PM (2006). Fabricación rápida: una revolución industrial para la era digital. Wiley.
• Wohlers, T. y Gornet, P. (2017). Wohlers Report 2017: imprenta 3D y estado de fabricación aditiva de la industria. Wohlers Associates.