Uno de los aspectos más cruciales de la impresión 3D FDM es asegurar que se extruya suficiente material. Determinar el caudal correcto puede hacerse de forma manual, pero algunas impresoras actuales realizan ese ajuste automáticamente, lo que resulta muy cómodo. Stefan, de CNC Kitchen, investiga cómo añadir una funcionalidad similar usando los sensores de nivelación de cama que ya existen.
Una complicación importante de la extrusión en impresoras FDM es que el caudal debe ajustarse a la velocidad de impresión. Sin embargo, no se puede aumentar o reducir el flujo de inmediato, porque el filamento fundido es flexible y actúa como un resorte, sobre todo cuando el extrusor ejerce una fuerza considerable que agrega compresión.
¿Qué es el pressure advance o K-value?
En el momento en que se reduce o aumenta la velocidad de la boquilla se puede producir sobreextrusión o subextrusión, pero la respuesta retardada del filamento obliga a compensar ese cambio con antelación. De ahí el nombre pressure advance, también conocido como K-value. Obviamente, es un parámetro que varía con cada material, impresora y otros factores, por lo que una medición directa siempre es lo mejor.
En la impresora FDM Bambu Lab X1 se usó un escáner Lidar para analizar distintos patrones de prueba y determinar automáticamente el ajuste óptimo. En modelos más nuevos de Bambu Lab esta función se trasladó a la zona de purga del extrusor. En otras impresoras FDM, el único sensor disponible en esa zona suele ser el sensor de presión para la nivelación de cama. ¿Podría ese sensor hacer una medición similar?
¿Qué impresoras sirven de banco de pruebas?
La idea no fue una ocurrencia aislada, sino que se inspiró en la Snapmaker U1, que ejecuta el firmware de código abierto Klipper y ofrece pistas atractivas de cómo detecta el pressure advance en su extrusor. Ese extrusor también contiene solo una celda de carga, igual que algunas impresoras Prusa. Estas impresoras, mucho más abiertas, sirvieron como banco de pruebas para experimentar.
Con los datos de la celda de carga disponibles, Stefan midió cómo distintas tasas de extrusión afectan a la celda, lo que en teoría puede correlacionarse con los K-values apropiados para cada transición. Creó una herramienta de calibración para una gama de impresoras Prusa que funciona con el firmware de fábrica, aunque todavía está en desarrollo. También existen proyectos de código abierto similares, como esta calibración automática de pressure advance de Mark.
En general, los valores predefinidos de K funcionan bastante bien, pero añadir una función de calibración de pressure advance a impresoras FDM existentes es una idea interesante. También está la posibilidad de una detección lateral con este mismo sensor de nivelación, que permitiría a la impresora percibir mucho más que solo la cama.
¿Por qué importa esto en la práctica?
La gracia del método es que no exige hardware nuevo. Aprovechar la celda de carga que ya trae una Prusa o una impresora con Klipper convierte una calibración tediosa, que un maker suele repetir con cada bobina de filamento nuevo, en un proceso automático. Para talleres y fablabs en Chile y LatAm, donde importar sensores adicionales encarece cualquier upgrade, exprimir el sensor que ya está montado es exactamente el tipo de solución abierta que baja el costo de tener impresión 3D fina y repetible.
