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Mejoras impresas para la Ender 3: las piezas que tu impresora se hace sola

·3561 palabras·17 mins
Emiliano Fernández Cervantes
Autor
Emiliano Fernández Cervantes
Construyo cosas en la frontera entre el hardware y el software: arquitecturas en Verilog, instrumentación biomédica y un home lab que nunca deja de crecer.
Mejorando la Ender 3 - Este artículo es parte de una serie.
Parte 1: Este artículo

Ya armaste tu Ender 3, la impresión de prueba salió bien y ahora estás viendo la máquina sin saber muy bien qué hacer con ella. Mi respuesta siempre es la misma: hazle piezas a la impresora. Una impresora 3D es una de las poquísimas herramientas capaces de fabricar sus propias mejoras, y en una Ender 3 eso no es un truco simpático. Es literalmente lo que convierte un kit que imprime en una máquina que da gusto usar.

Este post es una lista de las mejoras impresas para la Ender 3 que siguen montadas en la mía años después. Abajo vas a encontrar dieciséis piezas numeradas, cada una con su foto, una descripción corta del problema que resuelve y el link para descargar el modelo. Están agrupadas por la zona de la impresora que mejoran, para que te brinques directo a lo que hoy te está molestando y empieces por ahí.

Esta es la parte 1 de cinco. La parte 2 cambia la motherboard por una BIGTREETECH SKR Mini E3 V2.0, la parte 3 instala un sensor BLTouch, la parte 4 compila firmware de Marlin a la medida en VS Code, y la parte 5 mete la impresora a la red con OctoPrint en una Raspberry Pi.

Impresora Ender 3 con varias piezas impresas de mejora montadas en el marco
La Ender 3 después de varias rondas de mejoras impresas, casi todas hechas por la misma impresora.

Lo primero útil que hace esta impresora son piezas para sí misma
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Hay algo muy satisfactorio en una máquina que se mejora sola, pero el argumento práctico pesa todavía más que el poético. Una mejora impresa cuesta unos cuantos pesos de filamento en lugar de un envío y dos semanas de espera. Es reversible, porque nada de esto requirió cortar, barrenar ni soldar. Y cada pieza funciona además como ejercicio de calibración: un modelo que tiene que atornillarse a hardware real te dice muchísimo más sobre la precisión dimensional de tu impresora que cualquier figura decorativa.

El primer lote lo imprimí en agosto de 2020, poco después de que llegó la impresora, y la lista siguió creciendo durante los siguientes dos años conforme aparecían nuevas molestias. Todo lo que sigue está impreso en PLA y todo sigue en servicio.

Hay dos costumbres que vale la pena adoptar antes de descargar nada. La primera: lee la página del modelo y no nada más veas la miniatura, porque algunas piezas necesitan hardware que todavía no tienes, otras vienen en variantes para distintos perfiles de aluminio, y la licencia cambia de un modelo a otro. La segunda: dale crédito a quien le toca. Donde conozco al autor, lo nombro y lo enlazo aquí abajo. Donde ya no sé cuál de las muchas versiones de la comunidad fue la que descargué, lo digo tal cual, porque una atribución equivocada es peor que una atribución ausente.


Filamento que entra sin pelearse
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El portacarrete de fábrica va arriba del marco y cumple, hasta el momento en que tu carrete no es del tamaño que Creality dio por hecho. Este es el grupo que yo imprimiría primero, porque un carrete que se atora aparece después en todas tus impresiones, casi siempre disfrazado de subextrusión que te pasas la noche echándole la culpa al hotend.

1. Soporte para carretes de 80 mm
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Qué resuelve: los carretes de muestra y muchos de recarga traen un núcleo más angosto que el estándar, así que bailan o se atoran en el soporte original. Modelo: Creality (Ender 3) Filament holder 80mm spools de mjoaris (CC-BY).

Lee la página del modelo antes de mandarlo a imprimir, porque la nota del propio autor es fácil de saltarse: “To be clear, you will need two 608ZZ bearings.” Necesitas dos baleros 608ZZ, los comunes de patineta, baratos y fáciles de conseguir, pero la pieza no te sirve de nada mientras ellos vienen en camino.

Soporte impreso para carretes de 80 mm montado en el marco de la Ender 3 con un carrete angosto puesto
El soporte para carretes de 80 mm con sus dos baleros 608ZZ, cargando un carrete de recarga que el soporte original no sostiene.

2. Montaje lateral de carrete
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Qué resuelve: el recorrido largo, alto y tambaleante del filamento desde arriba del marco, más un carrete pesado justo donde peor le cae a las vibraciones de la máquina. Modelo: Ender-3 Side Spool Mount and other Printers with 20/40mm de DrStreet.

Pasar el carrete al costado del marco acorta el camino hasta el extrusor y baja el centro de masa. El modelo está hecho para perfil de 20/40 mm, así que se adapta a más impresoras que solo esta. Ojo: cambia la geometría de todo lo que va antes del extrusor y, como vas a ver más abajo, en mi caso jubiló otra pieza de la lista sin hacer ruido.

Montaje lateral impreso sosteniendo un carrete de filamento al costado del marco de la Ender 3
El montaje lateral de carrete, que acorta el camino del filamento hasta el extrusor y baja el centro de masa de la máquina.

3. Guía de filamento
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Qué resuelve: que el filamento vaya raspando contra una orilla del marco camino al extrusor en lugar de correr por una curva suave y controlada. Modelo: Ender 3 filament guide de Jonasen.

Es la pieza más pequeña de toda la lista y una de las que más extrañaría. Se desliza directo sobre el marco, así que instalarla toma segundos, y la abertura del anillo te deja meter el filamento de lado en vez de ensartar un carrete entero por un aro cerrado.

Guía de filamento impresa montada en el marco de la Ender 3 con el filamento pasando por ella
La guía de filamento, la pieza más chica de la lista, que convierte una orilla que raspa en una curva suave hacia el extrusor.

Mejores impresiones justo donde sale el plástico
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Estas dos mejoras son las que se ven en la pieza impresa, y por eso las pongo por encima de cualquier detalle estético de más abajo. Las dos son del mismo autor y atacan el pequeño volumen alrededor de la boquilla, que es donde en realidad se decide la calidad de impresión.

4. Ducto de enfriamiento Mistral-E
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Qué resuelve: el mal enfriamiento de la pieza, que es lo que hace que los voladizos se caigan y que las puntas delgadas queden blandas y a medio derretir. Modelo: Mistral-E Filament Cooling Duct de Leo_N, publicado en diciembre de 2018. Mi archivo es Mistral-E_v1.3_Leo_N.stl.

Si de todo este post vas a imprimir una sola cosa, que sea esta, porque el ducto decide qué tan rápido se congela cada capa en su lugar. Su autor fue muy claro con los compromisos que buscó: usar el ventilador original de la impresora en vez de exigir hardware nuevo, soplar un volumen alto de aire sobre el filamento justo después de la boquilla, evitar que ese aire pegue en el bloque calefactor, quedar lo bastante compacto para no estorbarle a los sensores de autonivelación, y no subir ni el ruido ni el peso del extrusor. Ese punto de los sensores de autonivelación envejeció muy bien en mi máquina, porque la parte 3 de esta serie terminó poniendo un sensor BLTouch justo al lado del hotend.

Ducto de enfriamiento Mistral-E impreso, instalado junto al hotend de la Ender 3
El ducto de enfriamiento Mistral-E montado junto a la boquilla, la mejora que más le cambió la calidad a mis impresiones.

5. Inserto para el extrusor MK8
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Qué resuelve: los tapones que se forman dentro del cuerpo del extrusor, donde el filamento tiene espacio para doblarse en lugar de ir guiado en línea recta. Modelo: Creality Mk8 Extruder Insert de Leo_N. Mi archivo es Extruder_Insert_Leo_N.stl.

Es la mejora menos visible del post y una de las más útiles, porque un tapón te cuesta una impresión perdida más la media hora que te lleva encontrar la causa. Dos notas del autor conviene llevártelas a tu propio armado: hay que cortar el tubo PTFE a la medida, así que considera un poco de trabajo manual y no solo imprimir y atornillar, y la versión 1.1 engrosó la pared entre los dos tubos PTFE específicamente por resistencia, lo cual te dice dónde vive el esfuerzo en esa pieza.

Inserto MK8 impreso con su tubo PTFE, montado dentro del cuerpo del extrusor de la Ender 3
El inserto del extrusor MK8, con el tubo PTFE cortado a la medida, guiando el filamento derecho por el cuerpo del extrusor.

Cables que dejan de tallarse
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Lo que desgasta un cable es el movimiento. En una Ender 3 de fábrica, tanto el mazo que va al hotend como el que va a la cama se doblan miles de veces por impresión, y de paso se van tallando contra el marco.

6. Cadena de cables
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Qué resuelve: mazos de cable sin guía, que se doblan donde caiga y se tallan contra el marco cada vez que se mueve un eje. Modelo: Ender 3 Cable Chain de johnniewhiskey (CC-BY).

Una cadena articulada lleva el mazo por una trayectoria controlada, para que se doble donde tú decidiste. También es por mucho la impresión más laboriosa de la lista: las instrucciones del autor piden “15 Links for Heatbed” y “10 Links (or more) for X gantry”, es decir 15 eslabones para la cama caliente y 10 o más para el eje X, entre 25 y 30 antes de que empieces siquiera con las tapas, los soportes y la esquina de la cama. Hay otra línea de ese mismo README que te ahorra volver a empezar: “Use a little higher print temp than usual for stronger part. Too low temp will cause part break while assembly.” Los eslabones se ensamblan a presión con la mano y uno impreso frío se truena justo ahí, así que imprime este juego más caliente de lo que acostumbras.

Cadena de cables impresa guiando el cableado del hotend en el eje de la Ender 3
La cadena de cables impresa ya montada. Es la pieza más laboriosa del conjunto y la que más le cambia el aspecto a la máquina.

7. Clips para cables
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Qué resuelve: cables sueltos colgando del marco y metiéndose en el camino de un eje en movimiento. Modelo: Ender 3 Cable Clips de Holspeed, un remix del clip para cable plano de jn-gr.

El complemento barato de la cadena: clips chiquitos que se abrazan al perfil de aluminio y dejan los cables pegados a él. El remix agregó filetes de 45 grados por dentro de los brazos y pestañas para zafar el clip con un desarmador plano, incluye una variante a 90 grados para anclar el cable plano donde cruza un perfil, y se modificó para recibir los dos cables de 3 mm que salen de la fuente. Imprime varios, los vas a usar todos.

Clips impresos abrazando el perfil de aluminio y sujetando los cables contra el marco de la Ender 3
Los clips sujetando el cableado pegado al perfil, el complemento barato de la cadena de cables.

La caja de electrónica: ruido y protección
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Una parte del ruido de la Ender 3 viene de los drivers de los motores, y ahí ninguna pieza impresa te va a salvar (para eso es la parte 2). El resto es aire, y el aire sí es un problema que se resuelve imprimiendo.

8. Silenciador para el ventilador de la fuente
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Qué resuelve: el zumbido constante del ventilador de la fuente, que suena todo el tiempo que la impresora está encendida, incluso cuando no está haciendo nada. Modelo: un modelo común de la comunidad que no puedo atribuir con honestidad.

Un ducto impreso redirige y difunde la salida de aire del ventilador, lo que le quita lo filoso al ruido sin bloquear el flujo que la fuente sí necesita. Busca específicamente la versión hecha para tu fuente, porque Creality mandó más de un modelo.

Ducto silenciador impreso montado en el ventilador de la fuente de poder de la Ender 3
El ducto impreso en el ventilador de la fuente, que difunde la salida de aire y le quita lo filoso al zumbido.

9. Rejilla para el ventilador de la motherboard
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Qué resuelve: que un dedo, un cable o un cincho se metan al ventilador que enfría la motherboard, allá abajo en la caja de electrónica de la impresora. Modelo: Creality Ender 3 Board Fan Guard - Slimmed de Phryxus. Mi archivo es Fan_Guard_V2.STL.

Ojo con qué protege esta pieza: el ventilador de la electrónica, no el del hotend ni el de enfriamiento de pieza, así que cuida el flujo de aire que mantiene vivos a tus drivers. Imprimí justo esta versión por dos datos de la página del modelo: el diseño slimmed usa alrededor del 60% del material y del tiempo de la versión con aletas, y su V2 abre cerca de 30% más de área transversal de paso de aire, así que la rejilla le estorba menos al enfriamiento que está protegiendo. Una rejilla que ahoga al ventilador sería peor que no poner ninguna.

Rejilla impresa slimmed cubriendo el ventilador de la motherboard en la caja de electrónica de la Ender 3
La rejilla slimmed del ventilador de la motherboard, elegida porque usa menos material y deja pasar más aire que la versión con aletas.

Perillas que de verdad puedes girar
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Dos de los controles que más usas en la impresora vienen, de fábrica, sin ser realmente controles.

10. Perilla del extrusor
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Qué resuelve: cargar y descargar filamento a mano, que si no significa agarrar una palanquita metálica del extrusor y girarla con las yemas. Modelo: Ender 3 Yoda Extruder Knob de JaZzSuperman.

Una perilla impresa se ensarta en el eje y convierte ese pellizco incómodo en un movimiento firme y agradable. Empecé con una perilla redonda de lo más común y después encontré esta, que es la misma idea pero con la cabeza de Yoda. Funciona igual de bien y es la que trae la máquina desde entonces. No todas las decisiones de ingeniería tienen que ser austeras.

Perilla impresa con la cabeza de Yoda montada en el eje del extrusor de la Ender 3
La perilla de Yoda en el extrusor, que vuelve cómodo cargar y descargar filamento a mano.

11. Perilla para el eje Z
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Qué resuelve: subir y bajar el gantry con la mano cuando estás nivelando, cuando cambias la boquilla y cada vez que necesitas la cama fuera del camino. Modelo: un modelo común de la comunidad que no puedo atribuir con honestidad.

La perilla entra en la parte superior del husillo Z, así que giras el tornillo directo en vez de pelearte con el copie o forzar el motor. Cuesta casi nada imprimirla y la vas a usar todo el tiempo.

Perilla impresa montada en la parte superior del husillo del eje Z de la Ender 3
La perilla del eje Z sobre el husillo, para subir y bajar el gantry con la mano.

Mantener la máquina ordenada y protegida
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Este último grupo no tiene que ver con la calidad de impresión. Tiene que ver con que la impresora sea un objeto agradable y durable de tener en tu espacio, que motiva más de lo que parece cuando la alternativa es un escritorio revuelto que terminas evitando.

12. Cajón bajo la base
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Qué resuelve: que las boquillas, los coples bowden de repuesto y las llaves allen se te desperdiguen por el cuarto en vez de vivir con la impresora. Modelo: Drawer for Ender3, Ender 3 de Jaypirnts.

Se monta debajo de la base de la impresora y convierte espacio muerto en guardado. Es la pieza que siempre comentan las visitas.

Cajón impreso montado bajo la base de la Ender 3, abierto y con herramientas dentro
El cajón impreso bajo la base, donde por fin tienen lugar las boquillas, las llaves allen y las refacciones.

13. Tapa para el PCB de la pantalla
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Qué resuelve: que la pantalla de fábrica deje su tarjeta expuesta por atrás, donde junta polvo y se lleva uno que otro golpe. Modelo: Ender 3 Display LCD PCB Cover de Rocco81-92.

Fíjate en la licencia de esta, CC-BY-NC-SA, que es más estricta que las demás de aquí: uso no comercial, y las derivadas se comparten bajo la misma licencia. Si la vas a remezclar o a vender impresiones, eso importa.

Tapa impresa cerrando la parte trasera de la tarjeta de la pantalla de la Ender 3
La tapa de Rocco81-92 cerrando la parte trasera de la pantalla, donde la tarjeta quedaría expuesta al polvo y a los golpes.

14. Cubierta frontal de la pantalla
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Qué resuelve: la luz de la pantalla en las impresiones nocturnas, cuando el LCD alumbra el cuarto y de todos modos no necesitas leerlo. Modelo: un modelo común de la comunidad que no puedo atribuir con honestidad. Mi archivo es Ender_3_Screen_Cover.stl.

Que quede claro: esta es una pieza distinta de la tapa del PCB de arriba. El modelo de Rocco81-92 cierra la parte trasera de la pantalla, donde va la tarjeta; esta cubre el frente. Tapar ese resplandor es la razón por la que sigue en mi máquina, y si la impresora comparte cuarto contigo de noche lo vas a agradecer. Que además le dé una mejor cara al frente es un extra, no el motivo.

Cubierta impresa sobre la cara frontal de la pantalla LCD de la Ender 3
La cubierta frontal de la pantalla, que tapa la luz del LCD durante las impresiones nocturnas.

15. Cubierta del riel
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Qué resuelve: que la basura y el polvo de las impresiones se acumulen en el riel del marco. Yo la puse solo del lado donde está el carrete. Modelo: un modelo común de la comunidad que no puedo atribuir con honestidad. Mi archivo es New_Ender_3_rail_cover.stl.

Mantener ese riel limpio es una superficie menos donde se junta polvo alrededor de una máquina en movimiento, y es una impresión de cinco minutos. También hace que la máquina se vea terminada, y reconozco que eso contó, pero la basura fue la razón de imprimirla. Buena candidata para ese pedazo de filamento que te quedó al final del carrete.

Cubierta impresa montada a lo largo del riel del marco de la Ender 3, del lado del carrete
La cubierta del riel del lado del carrete, que evita que la basura y el polvo de las impresiones se acumulen ahí.

16. Portaespátula
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Qué resuelve: que la espátula de la cama termine debajo de una pila de papeles al otro lado del cuarto. Modelo: un modelo común de la comunidad que no puedo atribuir con honestidad.

Suena trivial y lo es, pero una herramienta que alcanzas es una herramienta que sí usas.

Portaespátula impreso montado en el marco de la Ender 3 con la espátula guardada
El portaespátula, para que la espátula de la cama viva con la impresora y no del otro lado del cuarto.

Lo que imprimí y dejé de usar
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No todo de esa lista se ganó su lugar, y creo que vale la pena decirlo en voz alta en un recorrido como este. Tres piezas salieron de la máquina.

Dos perillas de extrusor. Antes de la perilla de Yoda imprimí una redonda de lo más común, y también imprimí una variante diseñada para el extrusor de la CR-10. Las dos funcionaban. Las dos salieron de todos modos, en cuanto encontré una versión que ajustaba mejor y que simplemente me gustó más.

Una segunda guía de filamento. Imprimí la 2020 / Ender 3 Filament Guide de Filboyt y dejé de usarla en el momento en que me cambié al montaje lateral del carrete. La pieza no tenía nada malo. Mover el carrete al costado del marco cambió tanto la trayectoria del filamento que la guía se quedó sin trabajo que hacer.

Esa segunda historia es la más útil de las dos, y es un patrón que conviene esperar: en una máquina que vas mejorando por partes, una mejora puede volver obsoleta a otra anterior. Aunque una impresión que termina en un cajón se siente como filamento tirado, con el tiempo llegué a ver esas tres de otra forma. Costaron casi nada, me enseñaron qué medidas importaban de verdad, y son la razón por la que reconocí la mejor solución cuando la vi. Imprimir primero la versión ordinaria no es un fracaso. Es la manera en que aprendes qué significaría “mejor”.


Qué cuidar cuando imprimas estas piezas
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Todo esto lo imprimí en PLA y ha aguantado, ese es el resumen honesto. Más allá del material, hay tres cosas que conviene pensar antes de mandar a imprimir:

La cercanía al calor. El PLA es el punto débil de esta lista donde una pieza vive junto a aire caliente, así que revisa el ducto de la fuente, la rejilla del ventilador de la motherboard y sobre todo el ducto de enfriamiento junto al hotend después de sus primeras impresiones largas. Si tienes PETG a la mano, esas son las candidatas sensatas.

La orientación de las capas. Los eslabones de la cadena y los clips son piezas chicas que se flexionan una y otra vez, y una pieza impresa siempre es más débil entre capas. Oriéntalas para que el esfuerzo de flexión corra a lo largo de las capas y no tratando de despegarlas.

El hardware no viene en la descarga. El soporte de carretes de 80 mm necesita sus dos baleros 608ZZ, el inserto del extrusor necesita tubo PTFE cortado a la medida, y varias de estas piezas piden tornillos M3 o M4 y tuercas T para sujetarse al marco. Revisa qué pide cada modelo antes de empezar, para que la pieza terminada no se quede en el estante esperando un paquete.


Hacia dónde sigue esto
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Las mejoras impresas le arreglaron a esta máquina casi todo lo mecánico, y lo hicieron al precio del filamento. Lo que no pueden arreglar es lo que pasa dentro de la electrónica: el ruido de los drivers, el firmware que ya no crece, y el header que falta para conectar un sensor de nivelación. Justo ahí es donde sigue esta serie.

La parte 2 cambia la placa de 8 bits de fábrica por una BIGTREETECH SKR Mini E3 V2.0, que vuelve la impresora dramáticamente más silenciosa y convierte el flasheo de firmware en arrastrar un archivo. La parte 3 instala un sensor BLTouch, y vale la pena decirlo aquí: empieza con una pieza impresa más, el soporte que sostiene el sensor junto al hotend. La parte 4 compila un firmware de Marlin que sabe de todo lo anterior, y la parte 5 le entrega el control de la máquina completa a OctoPrint corriendo en una Raspberry Pi.

Si de este post te llevas una sola cosa, que sea la costumbre y no la lista: cuando algo de tu impresora te moleste, revisa si la propia impresora puede resolverlo antes de sacar la cartera. Más seguido de lo que uno esperaría, sí puede.

Mejorando la Ender 3 - Este artículo es parte de una serie.
Parte 1: Este artículo