Cómo se utilizan los actuadores lineales y los sistemas de movimiento en la industria moderna de impresión 3D

Jul 05, 2023

Sucintamente, cada uno de los sistemas de movimiento de las impresoras 3D analizados tiene sus ventajas sobre los demás y, en muchos casos, se requiere una combinación para diseñar la interacción de los componentes mecánicos en el espacio de impresión.

Adán Smith | Automatizaciones progresivas

Los actuadores lineales eléctricos son componentes críticos en las impresoras 3D y ayudan a formar partes del cabezal de impresión con una precisión milimétrica. Con la llegada de la impresión 3D, su aplicación ha sido crucial para proporcionar el movimiento axial con alta precisión. El movimiento lineal de una impresora 3D es necesario para proporcionar un movimiento suave, uniforme y nivelado de la carga útil a sus posiciones designadas. El diseño de las máquinas de impresión 3D presenta muchos componentes y debe colocarse con precisión para reproducir una imagen del mundo real a partir de medios digitales. Los actuadores lineales son componentes críticos que hacen que las unidades de movimiento mecánico creen un movimiento de alta precisión del cabezal de impresión. Para mover el cabezal de impresión en el espacio 3D mientras se imprime, es indispensable un posicionamiento y una configuración cuidadosos de los componentes de impresión. Los actuadores de movimiento lineal son necesarios ya que proporcionan un tiempo de respuesta rápido a los comandos, mejorando así el tiempo de producción y las capacidades de impresión.

Otro componente crítico de las impresoras 3D destinadas al movimiento son las transmisiones por correa. Las transmisiones por correa están unidas a un motor giratorio que mueve la correa en una dirección y velocidad determinadas. Cuando las correas giran, mueven los componentes de impresión con ellas a su posición y ángulo designados en el espacio de impresión 3D. Se recomiendan las transmisiones por correa ya que son menos costosas de diseñar y construir. También son más adecuados para largas distancias en el espacio de impresión. Requieren un mantenimiento relativamente bajo, especialmente en lo que respecta a la lubricación y la minimización de la fricción a lo largo de sus juntas móviles. Se integran fácilmente con la estructura de la máquina. Sin embargo, las transmisiones por correa pueden extenderse o aflojarse con el tiempo y comprometer los requisitos de precisión de la impresora. Por lo tanto, requieren inspecciones periódicas en busca de daños y resistencia a la tracción para mantener las impresoras en óptimas condiciones de rendimiento. Los sistemas de transmisión por correa son más silenciosos y requieren menos energía para funcionar.

Los tornillos también se utilizan en los sistemas de movimiento de las máquinas de impresión 3D. Se recomiendan tornillos en áreas de alta precisión de la máquina de impresión. Un sistema de movimiento de tornillo cuenta con un motor rotativo y un husillo lineal, típicamente un tornillo de bolas o un tornillo guía. Cuando el motor se pone en movimiento a diferentes velocidades según la necesidad, la carga útil unida al husillo se aleja o se acerca al motor rotativo. Para el husillo de avance, que es relativamente ineficaz en comparación con el husillo de bolas, la precisión es menor que la del husillo de bolas. Cada vez que un sistema de movimiento de tornillo pierde energía, el sistema se atasca, a diferencia de un sistema de correa que se puede modificar manualmente. Los sistemas de tornillo mantienen el ritmo cuando pierden potencia y, por lo general, son más ruidosos que las transmisiones por correa debido a la fricción entre sus partes móviles. Sin embargo, los tornillos pueden soportar más peso que las transmisiones por correa debido a la ventaja mecánica y a los materiales compuestos más resistentes. Los husillos de bolas están diseñados para utilizar menos energía y ser más eficientes que los husillos de avance. Los tornillos requieren precisión incluso en su instalación, y necesitan más mantenimiento ya que generan mucha fricción. Las impresoras que utilizan sistemas de movimiento de tornillo son más ruidosas, especialmente en un rendimiento más alto que el movimiento de la correa, debido al giro y movimiento intensificados de la carga útil en el eje.

Sucintamente, cada uno de los sistemas de movimiento de las impresoras 3D analizados tiene sus ventajas sobre los demás y, en muchos casos, se requiere una combinación para diseñar la interacción de los componentes mecánicos en el espacio de impresión.

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