Nozzle... Aprende todo de este componente esencial
Comenzaremos explicando que es un nozzle o boquilla. El nozzle se ubica en la parte inferior del hotend o cabezal de impresión y es el punto por el que el filamento fundido es expulsado a nuestra impresión.
Básicamente con respecto al nozzle tenemos que tener en cuenta 3 parámetros básicos:
Tipo, se encuentran diferentes tipos de nozzle dependiendo del modelo o fabricante de nuestra impresora 3D. En este aspecto, entre otras, las más populares serían:
MK8, normalmente usadas en impresoras estilo Ender o similares
MK10, al igual que la anterior suelen usarse en ese tipo de impresoras de bajo/medio coste y el MK10 es una evolución/mejora del MK8
V6, podríamos decir que lo podemos considerar como el estándad de facto
Volcano, una evolución del anterior más enfocado a determinados materiales o máquinas para trabajar a altos volúmenes de extrusión/velocidad o materiales técnicos
Diámetro, básicamente es el diámetro del orificio de salida del nozzle por donde sale el filamento. Existen una gran gama de medidas que podríamos decir que las más comunes son entre 0.25mm (aunque existen de menor diámetro) hasta 1.2mm
Material, por último pero no menos importante tenemos el material en el que está fabricado el nozzle que es de vital importancia para determinar que tipos de materiales podemos usar además de su durabilidad y fiabilidad ante el desgaste.
Filamentos con partículas de madera, hierro (magnéticos), cobre (conductivos) o con fibra de carbono son abrasivos y con el tiempo acaban desgastando nuestra boquilla. Así que deberás elegir el Nozzle adecuado a tus filamentos de impresión.
Materiales
Como ya hemos comentado anteriormente el material de fabricación de nuestro nozzle nos puede marcar el tipo de filamentos a usar y en cierta medida marcar la calidad de nuestras impresiones, uno de sus aspectos más importante es que marcará la durabilidad y coste del mismo.
| ACERO | COBRE | LATÓN | TUNGSTENO | INOX | RUBÍ | TITANIO | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
Precio | |||||||
Durabilidad | |||||||
Conductividad térmica |
Latón
Suelen ser los más comunes y más baratos además de tener unas buenas características en la transferencia de calor lo que significa que tiene una alta eficiencia para transferir el calor desde el bloque fusor/calentador al filamento.
Suele ser una opción interesante para comenzar a explorar la impresión 3D antes de ir a opciones más caras. La contrapartida del latón es que es un material blando que puede dañarse o desgastarse fácilmente por la propia abrasión del filamento, una mala manipulación o tiempo de uso.
| TIPO | MARCA | VALORACIÓN | Enlace compra |
|---|---|---|---|
V6 | E3D | ||
V6 | BondTech | ||
V6 | Brozzl | ||
Volcano | E3D | ||
MK8 | BondTech | ||
MK8 | Brozzil |
Acero inoxidable
Originalmente pensados para producir impresiones relacionadas con alimentación no tienen ningún beneficio especial tienen un alto coste, unas características de conductividad térmica peores que el latón y no mejoran en exceso su desgaste con el uso de materiales abrasivos.
| TIPO | MARCA | VALORACIÓN | Enlace compra |
|---|---|---|---|
V6 | E3D |
Cobre-Niquelado
Los nozzles de aleación de cobre niquelados tiene mejores características térmicas que los de latón además que gracias a sus características son perfectos para trabajar en materiales viscosos como PETG ya que tienden a no adherirse al nozzle acumulando restos de filamentos y, en muchas ocasiones, dejar artefactos en nuestras impresiones.
Tienen un coste intermedio y además de trabajar de forma sensacional con materiales viscosos esa misma característica los hace los mas adecuados para trabajar con impresiones pequeñas o con mucho detalle usando nozzles <0.4mm.
| TIPO | MARCA | VALORACIÓN | Enlace compra |
|---|---|---|---|
V6 | E3D | ||
Volcano | E3D | ||
Volcano | Brozzl | ||
MK8 | Brozzl |
Acero endurecido
Los nozzles de acero endurecido son unos de nuestros preferidos por ser de los más polivalentes. Gracias a su dureza y durabilidad nos permiten trabajar con filamentos más técnicos como fibra carbono, metal, madera u otros similares.
Los nozzles de acero endurecido por otro lado no tienen tan buena transferencia térmica como otros por lo que tendremos que aumentar un poco la temperatura algo que nos hará tener que afinar un poco más nuestro perfil de impresión ya que puede crear más hilos/stringing.
| TIPO | MARCA | VALORACIÓN | Enlace compra |
|---|---|---|---|
V6 | E3D | ||
V6 | Brozzl | ||
V6 | Micro-Swiss | ||
Volcano | E3D | ||
Volcano | Brozzl | ||
MK8 | Micro-Swiss | ||
MK8 | Brozzl |
Rubí
Originalmente enfocados a imprimir materiales técnicos que requieren altas temperaturas. Con un coste alto además de ser frágiles lo hacen una elección muy específica.
| TIPO | MARCA | VALORACIÓN | Enlace compra |
|---|---|---|---|
V6 | Brozzl | ||
Volcano | Brozzl | ||
MK8 | Brozzl |
Tungsteno
Podríamos decir que podría ser uno de los nozzles perfectos dadas sus características de durabilidad y una excelente conductividad térmica aunque por otro lado su coste es bastante alto.
Titanio
Con el auge de barrels de este material, el cual para ese componente es un material muy indicado, varios fabricantes han lanzado nozzle de este material. El Titanio tiene una conductividad térmica horrible por lo que sería una mala elección para una parte como el nozzle.
Revestidos
Los fabricantes tienen en su gama de nozzles con los materiales anteriores pero con un revestimiento/baños específicos para mejorar las características térmicas y durabilidad.
Normalmente este tipo de nozzles revestidos/bañados nos aportan además de las mejoras comentadas la adhesión del filamento al nozzle, algo sensacional si trabajamos a menudo con filamentos más viscosos como PETG.
Uno de los que bajo nuestro punto de vista podría ser el mejor nozzle es el Nozzle X de E3D quizás el más equilibrado en todas sus características.
| TIPO | MARCA | VALORACIÓN | Enlace compra |
|---|---|---|---|
V6 | E3D | ||
V6 | Zodiac | ||
V6 | Micro-Swiss | ||
Volcano | E3D |
Coste
Un aspecto importante a tener en cuenta y relacionado con el material y características de nuestro nozzle es el coste/precio del mismo.
Usar un material que no es el adecuado para nuestro filamento/máquina puede afectar a la calidad de nuestras impresiones por lo que además de seleccionar el material más adecuado es importante que la durabilidad y calidad sean las correctas ya que aunque el coste sea un poco más elevado a la larga, por material/tiempo/recambios en impresiones fallidas, nos va a salir más barato.
Diámetros
Como ya hemos comentado otro parámetro importante del nozzle es su diámetro de extrusión ya que marcará el uso, calidad y velocidad en nuestras impresiones.
Es interesante un estudio por parte de Prusa en el que solamente el 22% han probado diferentes diámetros de nozzle algo que es muy beneficioso por otro lado dependiendo del uso o tipo de nuestras impresiones.
A grandes rasgos nuestra sugerencia como referencia:
Grandes impresiones, donde usariamos nozzle de 0.8-1mm diámetro, acero endurecido o revestido como el Nozzle X de E3D
Impresiones funcionales/normales, en este caso optaríamos por el uso de nozzle de 0.4-0.6mm de diámetro, acero endurecido o revestido como el Nozzle X de E3D
Impresiones pequeñas/detalle, usaríamos nozzle 0.25-0.35 de cobre-niquelado a ser posibles revestidos/bañados para evitar que el filamento quede adherido al nozzle
En que afecta el diámetro del nozzle a nuestro perfil de impresión?
A la hora de cambiar el diámetro de nuestro nozzle tenemos que tener en cuenta que esto va a requerir modificar ciertos parámetros de nuestros perfiles de impresión que básicamente serían:
Ancho de extrusión, obviamente si cambiamos el diámetro de nuestro nozzle el ancho de extrusión se verá afectado.
Altura de capa, otro factor que se ve afectado por el cambio de diámetro de nuestro nozzle es la altura de capa los cuales siempre aconsejamos que sigan 3 parámetros básicos:
Mínima altura de capa, por norma aplicaremos el 25% del diámetro del nozzle
Máxima altura de capa, en este caso usaremos el 80% del diámetro del nozzle
Medidas intermedias entre min. y max. altura de capa, para el cálculo de esas medidas intermedias que nos interesen usar intentaremos usar los multiplicadores "mágicos" usando múltiplos de 0.04mm para eventualmente hacerlos coincidir con la resolución de nuestros motores.
Flujo, siempre que cambiemos de diámetro nuestro nozzle deberemos realizar una prueba de flujo para ajustar este importante cambio de nuestro sistema de extrusión. Os aconsejamos revisar nuestra guía de calibración para encontrar el valor óptimo.
Velocidad de impresión, obviamente con el cambio de diámetro y los parámetros a los que afecta la velocidad de impresión se verá afectada. Dado que son multitud de parámetros a tener en cuenta no hay una fórmula "mágica" que seguir en el ajuste de las velocidades pero en algunos laminadores como PrusaSlicer/SuperSlicer podemos usar MVS o máxima velocidad de extrusión que dejará en manos del laminador usar la velocidad más adecuada en cada caso. Podéis encontrar en este link de nuestra guía de calibración más información al respecto.
Conclusiones
Si queremos sacar el máximo provecho de nuestras impresoras el uso y elección del nozzle puede ser una parte fundamental.
El nozzle es un componente "barato" por lo que invertir en nozzle de más calidad va a repercutir a medio/largo plazo en un ahorro considerable tanto en tiempo (impresiones fallidas) como en dinero (filamento desechado en impresiones fallidas como en necesidad de más repuestos de nozzle).
Para un uso en piezas funcionales normalmente usamos diámetros 0.4-0.6mm (bien ajustado el perfil de impresión no veremos diferencias entre ambos a misma altura de capa y si un ahorro de tiempo de impresión además de permitirnos trabajar con mayores alturas de capa) de acero endurecido y a ser posible revestido/bañado.
En muchas ocasiones tendemos a imprimir a alturas de capa muy pequeñas que en muchas ocasiones no aportan mejoras/detalle si no cambiamos el diámetro de nuestro nozzle y añaden un tiempo innecesario de impresión.
