¿Por qué las impresoras 3D utilizan motores paso a paso? (Tenemos la respuesta)


Puede que te hayas dado cuenta de que los motores de las impresoras 3D no son como los motores tradicionales. Estos motores pueden realizar la misma acción de forma continua. En este artículo, explicaremos las razones por las que las impresoras 3D utilizan este tipo de motor.

Las impresoras 3D utilizan motores paso a paso porque son más eficientes y precisos para crear patrones pequeños en comparación con otros motores como los servomotores o los motores con escobillas.

Los motores paso a paso son más baratos y no necesitan un sistema de retroalimentación para funcionar. Estos dispositivos electromagnéticos son ideales para máquinas que realizan la misma operación una y otra vez. Veamos en profundidad qué son los motores paso a paso, cómo funcionan en las impresoras 3D y qué otras industrias utilizan estos motores.

¿Qué son exactamente los motores paso a paso?

Los motores paso a paso son motores de conmutación electrónica que utilizan la electricidad y los principios magnéticos para crear movimiento. Este tipo de motor requiere una alimentación de corriente continua.

Partes de un motor paso a paso

El motor paso a paso se compone de las siguientes partes:

  1. Un rotor
  2. Dientes del estator
  3. Fuentes de alimentación de corriente continua

¿Cómo funciona un motor paso a paso?

Los dientes del estator se colocan alrededor del rotor. Los dientes del rotor y del estator nunca serán iguales. Se hace a propósito para poder crear movimiento.

Inicialmente, parte de los dientes del rotor estarán alineados con los del estator. El resto se posicionará de forma diferente para permitir que se produzca el movimiento. El siguiente conjunto de dientes del estator se electrifica para atraer al rotor. Esto hace que el rotor se mueva en el sentido de las agujas del reloj o en sentido contrario, dependiendo de cómo se haya ajustado.

Motores paso a paso en impresoras 3D

Ahora que entiendes lo básico de cómo funcionan estos motores. Veamos cómo se utilizan en las impresoras 3D.

¿Cuántos motores tiene una impresora 3D?

A 3d La impresora cuenta con un mínimo de cuatro motores y los utiliza para:

  1. Mueve la plataforma de construcción hacia arriba y hacia abajo, llamado el motor Z.
  2. Mueve la plataforma de construcción hacia delante y hacia atrás, lo que se llama el motor Y.
  3. Mueve la plataforma de construcción a la izquierda y a la derecha, llamado el motor X.
  4. Cargue el material de impresión, llamado el motor del extrusor.

¿Por qué utilizar motores paso a paso en las impresoras 3D?

Los motores paso a paso ofrecen muchas ventajas, por lo que hoy en día se encuentran en la mayoría de las impresoras 3D. Algunas de las ventajas de los motores paso a paso son:

  1. Fiabilidad. Puede contar con un motor de larga duración que, con un uso regular, puede funcionar durante años.
  2. Disponibilidad. Estos motores son baratos de fabricar y hay muchas unidades disponibles en el mercado. Es por esta combinación que tienen un precio asequible.
  3. Precisión. Estos motores funcionan por pasos, y es genial para la impresión 3D porque no se necesita un sistema de retroalimentación para saber qué pasos se han completado. Además, pueden hacer micro pasos, que es una fracción del movimiento completo.
  4. El par motor. Si lo comparas con otros motores, los motores paso a paso no tienen un par fuerte. Sin embargo, es una ventaja en la impresión 3D porque ayuda a la precisión. Otro aspecto positivo de su par es el par de retención. Los motores paso a paso pueden mantener su posición original después de aplicar la fuerza.
  5. Consistencia. Los motores paso a paso no varían mucho en tamaño de un fabricante a otro.

Los inconvenientes de los motores paso a paso

Como dicen, donde hay luz, hay sombra. Los motores paso a paso no son buenos en todo. A continuación se enumeran algunas de las desventajas de utilizar motores eléctricos.

  1. No se recibe retroalimentación del sistema de control respecto a posibles pasos perdidos.
  2. Velocidades de par bajas. Es un factor crítico que afecta al tiempo necesario para entregar una impresión terminada. Se pueden tardar días en imprimir una figura compleja.
  3. Pueden alcanzar altas temperaturas debido a su elevado consumo eléctrico.

Otros usos de los motores paso a paso

Los motores paso a paso no son exclusivos de las impresoras 3D. Este tipo de motores sirve para otros fines. Algunos ejemplos son:

  • Robots
  • Antenas
  • Discos duros
  • Juguetes

Otros motores en impresoras 3D

Los motores paso a paso han sido la opción preferida cuando hablamos de impresión 3D. Sin embargo, los servomotores también están intentando abrirse paso en el mercado.

¿Qué es un servomotor?

A servomotor es otro tipo de motor que utiliza la electricidad para crear movimiento. Una de las características que define a un servomotor es su codificador. Utiliza un codificador para proporcionar información sobre los pasos que el motor ha saltado.

Otro aspecto importante de los servomotores es que pueden funcionar con corriente continua o alterna.

Partes de un servomotor

Los componentes internos de un servomotor incluyen:

  1. Engranajes
  2. Potenciómetro
  3. Motor
  4. Circuito
  5. Caja del servo

Diferencias entre un servomotor y un motor paso a paso

Como ya sabe, los servomotores están diseñados de forma diferente a los motores paso a paso. Diseños diferentes significan rendimientos diferentes. Algunas de las principales diferencias entre estos dos tipos de motores son:

  1. Los servomotores proporcionan información sobre cualquier paso que falte en el proceso.
  2. Los servomotores pueden ser más precisos que los motores paso a paso.
  3. Si quieres un par elevado y altas velocidades, los servomotores funcionan mucho mejor que los motores paso a paso.

Datos interesantes sobre las impresoras 3D y los motores paso a paso

  • La primera referencia conocida a un motor paso a paso se remonta a la década de 1930.
  • El desarrollo del motor paso a paso ha estado estrechamente relacionado con avances tecnológicos como el transistor.
  • Los motores paso a paso se han utilizado ampliamente en brazos robóticos para fines médicos, desarrollo de fábricas y oficinas desde finales de la década de 1970.
  • La impresión 3D representa la imagen como varias capas horizontales apiladas una sobre otra. Por eso se necesitan motores para mover el extremo caliente.

Preguntas frecuentes

¿Cuánto duran los motores paso a paso?

Pueden durar hasta 10.000 horas de uso continuo. Equivale a utilizarla ocho horas al día durante cinco años.

¿Pueden los motores paso a paso funcionar continuamente?

Sí, pueden hacerlo. Es una de las ventajas que ofrecen. Por eso se encuentran en máquinas que realizan el mismo movimiento.

¿Necesita un codificador con un motor paso a paso?

No, no es así. Los motores paso a paso son muy rígidos y estables. Pero, se puede añadir como una unidad de respaldo.

¿Cuáles son los motores paso a paso más comunes en las impresoras 3D?

Los motores más comunes en las impresoras 3D son:

  • NEMA 14
  • NEMA 17
  • NEMA 23
  • NEMA 24

¿Qué significa nema?

NEMA es un acrónimo de la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos, que es la organización encargada de definir las normas de los productos eléctricos.

¿Cuál es el motor paso a paso más potente?

El ganador aquí sería el NEMA 23 con un par de retención de 3Nm.

¿Cuál es el motor más común para las impresoras 3D?

El motor paso a paso más común es el NEMA 17. La mayoría de las máquinas utilizan este modelo porque es más barato que el resto y es muy fácil de encontrar.

¿Qué es un motor pancake?

Se trata de un motor paso a paso con un par de 20 a 25 Ncm. Estos motores se pueden encontrar en los modelos portátiles o pequeñas impresoras 3d .

¿Qué es un motor estándar?

Es un motor paso a paso con un par de 40-45 Ncm. Es la categoría más común de motores para impresoras 3D.

¿Qué es un motor paso a paso de alto par?

Considerar un motor paso a paso como alto par debe superar los 50 Ncm. Los motores de alto par son también conocidos como Big Beef. Puede encontrar estos motores en impresoras 3d de gran tamaño .

Artículos relacionados

Reflexiones finales sobre los motores de las impresoras 3D

Las impresoras 3D son piezas refinadas de maquinaria, exactas y precisas en sus diseños. Esta precisión se debe a sus motores paso a paso.

Los motores paso a paso son ideales para acciones repetitivas. Aunque no son tan rápidos o potentes como otros motores, son estupendos para la impresión 3D. Después de todo, cuando se trata de sacrificar algo, todo el mundo estaría de acuerdo en que la calidad no es negociable.

Otros motores están intentando abrirse camino en el negocio de las impresoras 3D. Pero, en este momento, competir contra los motores paso a paso sería un reto divertido de presenciar.

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