Imprimir en varios colores en una impresora 3D doméstica sigue dejando un montón de plástico botado al lado de la pieza. La Creality K3, presentada por la marca china, apuesta por resolverlo con cuatro boquillas intercambiables que cambia en 4,8 segundos. Creality asegura que el sistema reduce hasta 85% el filamento desperdiciado y hasta 80% el tiempo de impresión, informó New Atlas.
Lo distinto está en cómo llega a esas cifras. En vez de buscar una forma más ingeniosa de cambiar el filamento, Creality cambia el hardware que lo entrega.
La historia del espagueti de plástico
En los primeros años de la impresión 3D de escritorio barata, imprimir un objeto en más de un color obligaba a pausar la máquina y cambiar el filamento a mano, o a comprar una impresora con varios extrusores. En 2015 New Atlas ya cubría inventos como el Diamond Hotend, que juntaba tres filamentos en una sola boquilla, aunque ese enfoque también levantaba torres de desperdicio al cambiar de color.
Con el tiempo llegaron los sistemas automáticos de cambio de filamento. El Multi Material Upgrade de Prusa, la Palette de Mosaic y después el Automated Material System (AMS) de Bambu Lab hicieron mucho más accesible la impresión multicolor, sin obligar a los fabricantes a rediseñar sus impresoras con varios cabezales.
El costo es que muchos de esos sistemas siguen compartiendo una sola boquilla.
Piense en una manga pastelera con betún rojo. Si la siguiente decoración va en blanco, cambiar el betún que entra a la manga no alcanza, porque queda rojo dentro de la boquilla. Hay que apretar hasta que salga blanco limpio.
Una impresora 3D enfrenta el mismo problema. En cada cambio de color tiene que descargar un filamento, cargar otro y purgar el plástico fundido que queda. Según la máquina y la configuración, ese material termina en una torre de purga construida al lado de la pieza o en una colección de bolitas de espagueti plástico, conocidas en la comunidad como "caca de impresora".
En un modelo complejo con muchos cambios de color, el desperdicio puede ser grande, y la máquina puede pasar más tiempo cambiando colores que construyendo el objeto.
La industria conoce el problema hace años. La Prusa XL, por ejemplo, usa un sistema de cambio de herramienta con hasta cinco cabezales separados, cada uno con su propio filamento. En vez de limpiar una boquilla, estaciona el cabezal en uso y toma otro.
Funciona, pero acomodar varios cabezales completos agrega costo y complejidad mecánica. El atractivo de los sistemas de una boquilla siempre fue su simpleza y su precio. Ahora los fabricantes están revisando si esa simpleza compensa el desperdicio.
¿Cómo funciona el sistema KliTek?
La respuesta de Creality se llama KliTek, un sistema de cuatro canales con un enfoque algo distinto. En vez de cambiar el cabezal entero, la K3 intercambia un conjunto más chico que contiene la boquilla, el hotend y la ruta del filamento.
Cada conjunto mantiene su propio filamento cargado, listo para la próxima vez que se necesite. Cuando la impresión pide otro color o material, la máquina estaciona la boquilla en uso y toma la que corresponde.
Creality informa 4,8 segundos para el intercambio mecánico, aunque un cambio completo de color o material toma cerca de 15 segundos. Igual es una mejora grande frente a retirar, recargar y purgar filamento una y otra vez por una boquilla compartida.
Las cuatro boquillas no imprimen al mismo tiempo. La K3 usa una a la vez y elige la que necesita para la siguiente sección del objeto.
La reducción de hasta 85% en desperdicio y de hasta 80% en tiempo se mide contra los métodos multicolor convencionales de una sola boquilla. Son cifras del fabricante y no resultados verificados de forma independiente, y el ahorro real depende del modelo, de cómo se reparten los colores y de cuántos cambios pide.
El principio tiene lógica. Si el color anterior nunca tiene que salir de la boquilla, hay mucho menos motivo para fabricar un cerro de plástico botado. También hay un beneficio ambiental. Ya existen proyectos para reciclar filamento descartado, pero gran parte del plástico que botan las impresoras domésticas no tiene un camino simple de vuelta a la producción, así que evitarlo desde el inicio tiene más sentido. El hardware extra de la K3 y su consumo de energía complican, eso sí, el cálculo de su huella ambiental total.
Más que una mano de color
La posibilidad más interesante puede estar fuera de la impresión multicolor.
Los cuatro canales de la K3 también manejan materiales distintos, y Creality menciona PLA, PETG y TPU flexible entre los compatibles. Eso permitiría combinar en un mismo objeto partes rígidas y partes blandas, siempre que los materiales sean compatibles. Una carcasa de teléfono con cuerpo rígido de PETG y bordes de TPU, o una pinza robótica con marco sólido y superficies de agarre blandas, podrían salir de una sola impresión en vez de armarse con piezas separadas.
La advertencia es que el PLA, el PETG y el TPU no siempre se adhieren bien entre sí. La elección de materiales, su adherencia y el diseño de la pieza importan.
Creality agrega además la opción de mezclar diámetros de boquilla en un mismo trabajo. Una boquilla fina de 0,2 mm puede hacer los detalles de superficie, mientras una de 0,6 u 0,8 mm imprime más rápido las secciones menos exigentes.
Elegir un diámetro siempre fue un compromiso entre detalle y velocidad. Cambiar de boquilla durante la impresión podría dar algo de ambas cosas.
La K3 viene con cuatro boquillas de 0,4 mm y los otros tamaños se venden por separado. La impresión con diámetros mezclados llegó en Creality Print 7.3, aunque el programa todavía la marca como experimental.
¿Qué tan confiable puede ser?
Queda la pregunta de la confiabilidad mecánica. Un mecanismo que intercambia piezas calientes una y otra vez tiene que posicionarlas con mucha exactitud para que un color o material calce limpio con el siguiente. Creality dice haber hecho pruebas de durabilidad extensas, pero la prueba que cuenta será el uso cotidiano en talleres comunes.
Creality no eliminó los compromisos de la impresión multicolor, los cambió por otros. En vez de manejar los cambios de filamento y su desperdicio, la K3 tiene que manejar cuatro hotends separados, sus sistemas de calefacción y un mecanismo que posicione cada boquilla con una precisión muy alta. Un desalineamiento mínimo puede dejar defectos visibles donde se juntan los colores, y cuatro hotends suman más piezas que pueden fallar.
Las boquillas separadas tampoco resuelven la adherencia entre materiales incompatibles ni el manejo de temperaturas de impresión distintas. Lo que logra Creality, según New Atlas, es que esas complicaciones desperdicien mucho menos plástico.
¿Cuánto costará y con quién compite?
Creality espera lanzar la K3 a nivel internacional por menos de 900 dólares, aunque el precio final y la disponibilidad todavía no están confirmados.
Llega a un mercado cada vez más disputado. Bambu Lab presentó su sistema de cambio de boquillas Vortek, y Prusa siguió el camino de los cabezales múltiples. Está también la L4 de LightMake, que va más lejos con cuatro cabezales que se mueven en forma independiente y pueden imprimir en paralelo. Creality cambia conjuntos de boquilla más chicos en vez de cabezales completos, lo que podría llevar las ventajas de la impresión con varias boquillas a una máquina más barata.
