Lab 3Dnatives: Test de la impresora 3D S7, de UltiMaker

En 2010, como parte del movimiento Reprap, un equipo de entusiastas holandeses decidió construir su propia impresora FDM, la Elserbot, en un Fablab. Un año después, en 2011, este mismo equipo fundó la empresa Ultimaker y lanzó la impresora FDM Ultimaker Protobox/Original.

Fundada en 2010 por Martijn Elserman, Erik de Bruijn y Siert Wijnia, Ultimaker es uno de los pioneros de la impresión 3D FDM de escritorio. A lo largo de los años, la empresa ha seguido ampliando su gama de máquinas y ha desarrollado el software Cura, uno de los slicers más conocidos y populares hasta la fecha. Al mismo tiempo, la empresa creó la consola de gestión (ex Cura Connect) y Digital Factory, interfaces de control remoto.

UltiMaker ha experimentado recientemente una importante evolución al fusionarse con su competidor Makerbot. De esta fusión nació la nueva marca UltiMaker, cuyo primer producto comercializado fue la impresora 3D S7, lanzada el pasado mes de enero. Aunque es la primera impresora resultante de la fusión de las dos empresas, la UltiMaker S7 sigue los pasos de la serie S, que ha demostrado su valía con los modelos S3 y S5. Esta nueva máquina ha salido al mercado tras un año de I+D como una versión mejorada del S5, subsanando todas sus carencias. Además, promete mejorar la accesibilidad y la facilidad de uso de la impresión 3D FDM.

Unos días antes de su lanzamiento, tuvimos la oportunidad de poner a prueba esta nueva máquina en el Lab de 3Dnatives. Echa un vistazo al test realizado y descubre todas las características y prestaciones de la UltiMaker S7.

1. Desembalaje de la UltiMaker S7

Comenzamos nuestro test desembalando la S7, que viene totalmente premontada a excepción del alimentador de filamento. Una vez la sacamos de su caja y quitamos las tapas de transporte, la colocamos sobre una mesa. A primera vista, la S7 se parece mucho a la S5, aunque un poco más alta. De hecho, reutiliza muchos de los componentes encontrados en la Ultimaker S5. Las dos impresoras comparten el mismo sistema de movimiento cartesiano y de núcleo de impresión, la misma calidad de fabricación y, lo que es más importante, el mismo volumen de impresión de 330 x 240 x 300 mm.

La UltiMaker S7 utiliza los mismos elementos que las impresoras FDM S3 y S5 comercializadas por la marca.

Al abrir la puerta de la impresora, encontramos una caja con los distintos accesorios que se incluyen con la máquina. En ella, UltiMaker proporciona 3 núcleos de impresión (2 AA y 1 BB), un carrete de filamento conectado para dos bobinas (equipado con un lector RFID/NFC para reconocer las bobinas cargadas), un destornillador, un cable RJ45/Ethernet, una llave USB en blanco, grasa y lubricante. Además de los accesorios de mantenimiento suministrados, hubiéramos agradecido algunas herramientas adicionales, como un par de alicates de corte, de punta fina y un par de pinzas. En la impresora 3D también encontramos la placa de impresión y dos bobinas de filamento.

Los accesorios suministrados con la máquina.

Aunque visualmente es muy similar al S5, si observamos más de cerca la S7 encontramos algunas diferencias notables:

• En primer lugar, la S7 tiene una cámara de impresión totalmente cerrada y equipada con un sistema de gestión del aire (llamado Air Manager) para un mejor control de la temperatura y filtración del aire. En concreto, un termómetro controla la temperatura de la cámara de impresión y ajusta la velocidad del extractor para regular la temperatura.
• En segundo lugar, UltiMaker ha equipado la S7 con una nueva bandeja de impresión de acero magnético flexible con revestimiento de PEI. Esta placa reversible sustituye a la de vidrio utilizada en otras impresoras 3D de UltiMaker. La empresa justifica este cambio por su preocupación por la fiabilidad. Basándose en los comentarios de los clientes, UltiMaker ha llegado a la conclusión de que aproximadamente una de cada seis impresiones fallidas se debe a una mala adhesión de la primera capa. Así, con su nueva bandeja texturizada recubierta de PEI, UltiMaker promete una reducción del 50% de los problemas de impresión asociados a una mala adherencia de la primera capa.
• En tercer lugar, un sensor de inducción para garantizar la detección y, por tanto, una mejor nivelación. La S3 y S5 están equipadas con sensores capacitivos para la detección. Pero UltiMaker se dio cuenta de que este sensor podía desestabilizarse a veces por interferencias electromagnéticas. La S7 utiliza sensores inductivos, que son menos sensibles al ruido y a las interferencias electromagnéticas para garantizar una mejor adquisición de datos.
• En cuarto lugar, la impresora está equipada con sensores y clavijas de alineación para evitar al máximo los errores de manipulación. La S7 comprueba que la bandeja esté instalada y que la cubierta frontal esté cerrada antes de iniciar un trabajo de impresión. Además, los orificios de las cuatro esquinas de la placa se alinean con pequeños pernos metálicos para garantizar que esté correctamente alineada.
• En quinto lugar, el ángulo de visión más amplio de la cámara y su mayor resolución permiten una mejor visibilidad de las impresiones para el control remoto.
• En sexto lugar, la parte frontal de la S7 tiene una única puerta de cristal en lugar de la doble puerta batiente de la S5.
• En séptimo y último lugar, la S7 incluye conectividad Wi-Fi de 5 GHz (además de la de 2,4 GHz ya presente en las S3 y S5).

La S7 está equipada con imanes para fijar la placa magnética flexible durante la impresión.

Aparte de estas 7 notables diferencias, la UltiMaker S7 se une a las S3 y S5 para reforzar la línea S del fabricante. Se trata de una familia de impresoras 3D FDM cartesianas que cuenta con un extrusor doble y cabezales de impresión intercambiables patentados denominados “print cores”. Otra característica especial de la serie S es que todas las impresoras tienen:

• Una pantalla táctil a color de 4,6″.
• Un sistema de movimiento que utiliza barras de acero y rodamientos de bolas, 3 motores paso a paso Nema 17, poleas y correas.
• Un chasis fabricado con chapas de aluminio mecanizadas y paneles acrílicos, con algunos componentes de plástico inyectado.

Las impresoras 3D de la línea S utilizan cabezales de impresión intercambiables.

2. Instalación de la impresora 3D UltiMaker S7

La UltiMaker S7 está casi lista para usar nada más sacarla de la caja. Solo se debe instalar la bandeja de impresión magnética, el segundo núcleo de impresión, el soporte de filamento y cargar el material para empezar a imprimir.

Al inspeccionar nuestra S7 nos dimos cuenta de que la impresora que estábamos probando no estaba suficientemente lubricada y las varillas de acero del eje Y estaban un poco sueltas. Por lo tanto, decidimos corregirlo antes de continuar el test y evitar posibles problemas de impresión. Estos problemas también podrían producirse en las impresoras 3D S3 y S5 durante el transporte, pero son fáciles de rectificar.

El cabezal de impresión de la S7 se desplaza por varillas de acero.

Como habrás observado, aún no hemos mencionado la nivelación manual de la bandeja de impresión. Esto se debe a que se elimina del proceso de instalación mediante la calibración de fábrica realizada por UltiMaker durante el montaje. Así, la placa nunca tendrá que nivelarse manualmente y el sensor de inducción garantizará que la impresión esté perfectamente paralela a la bandeja.

Al igual que la S5, la S7 será compatible con el kit de expansión de metal lanzado por el fabricante hace unos meses. Con este kit, los usuarios pueden imprimir piezas metálicas “crudas” que luego son sinterizadas por un servicio asociado para formar una pieza impresa en 3D de metal. Aunque no pudimos probar este kit durante el test, tuvimos en nuestras manos piezas metálicas y pudimos comprobar el rendimiento de las impresoras UltiMaker S en la impresión con estos filamentos.

Sobre esto, el fabricante añade: “UltiMaker trabajó intensamente con su socio, BASF Forward AM, para llevar la mejor experiencia de impresión con metal a las soluciones de escritorio. El desarrollo se completó en la Ultimaker S5 y estamos orgullosos de la excelente experiencia de usuario, fiabilidad y calidad del resultado. Seguimos en proceso de desarrollo y validación del kit de expansión de metal para la S7 con el fin de ofrecer la misma experiencia a los usuarios”.

El kit permite imprimir piezas que pueden ser sinterizadas por una red de colaboradores.

Aunque las características de la S7 la acercan a la S5 equipada con el Pro Bundle (gracias al gestor de aire integrado), hay que añadir la estación de material para aprovechar al máximo una oferta similar y beneficiarse del almacenamiento de filamento en condiciones ideales, así como del cambio automático de filamento.

3. El software Cura y la interfaz Digital Factory

Como hemos mencionado, la S7 comparte grandes similitudes con el resto de la línea S en términos de componentes y fabricación. Además, estas similitudes se refuerzan en términos del software utilizado. Las tres impresoras usan el mismo software de corte de código abierto desarrollado internamente, Cura, y pueden controlarse de forma remota, local o externa, mediante la interfaz web Digital Factory de UltiMaker.

Aunque las impresoras utilizan la misma versión de Cura, el slicer ha cambiado significativamente desde que se lanzó la S5 en 2018. Desde entonces, UltiMaker ha añadido a Cura más de 280 materiales de terceros, además de su gama de 12 materiales propios. Además de diversificar la cartera de materiales disponibles, Cura se actualiza periódicamente para mejorar la velocidad de impresión, el tiempo de preimpresión (optimizando la secuencia de calentamiento y sondeo), la fiabilidad o los perfiles de impresión.

Cura es claramente el slicer más popular del mercado. Es de código abierto, compatible con una amplia gama de máquinas e incluye todas las funciones básicas, así como otras más avanzadas, como soportes de árbol y rellenos “relámpago”. El fabricante añade:

“El mayor valor de la S7 reside en el ecosistema del que forma parte, con software y materiales, desarrollado por UltiMaker y sus socios. El más conocido de estos productos es UltiMaker Cura. Con millones de usuarios cada mes, este slicer es desarrollado activamente por UltiMaker con la ayuda de la comunidad de impresión 3D, lanzando varias actualizaciones gratuitas cada año. Éstas no sólo añaden nuevas funciones, sino también compatibilidad con una amplia gama de perfiles de impresora. Por ejemplo, Cura 5.3 admite 540 impresoras 3D, 76 más que en la versión 5.2.

Además, todo el ecosistema UltiMaker S7 cumple todas las certificaciones reconocidas a nivel mundial que pueden interesar a los responsables de la toma de decisiones en materia de impresión 3D. Esto incluye las normas ISO 9001 y 14001 para la gestión de la calidad y la gestión medioambiental, respectivamente. Además, la certificación ISO / IEC 27001 para la seguridad de los datos – una ventaja real para los departamentos de TI que buscan adoptar nuevas tecnologías”.

Algo a destacar de la Digital Factory es que las impresoras 3D de UltiMaker se pueden controlar a distancia para uso personal o en colaboración con un equipo de usuarios. Además del control remoto, también asesora al usuario sobre el mantenimiento de la máquina para garantizar su buen funcionamiento a lo largo del tiempo.

Cura se actualizó el día del lanzamiento del S7 para incluir los perfiles de impresión.

Para esta nueva máquina, el día del lanzamiento se publicó una nueva actualización de Cura, la 5.2.2, que incluía los perfiles de la S7. Además de las actualizaciones del slicer, UltiMaker garantiza la longevidad de sus máquinas mediante actualizaciones periódicas del firmware. Cuando arrancamos por primera vez nuestra S7, se nos pidió que lo actualizáramos con el firmware más reciente. Aunque el firmware de la S7 todavía tenía algunos fallos y ralentizaciones en el momento de nuestra prueba, nos dimos cuenta de que UltiMaker se ocupaba de solucionarlos mediante actualizaciones periódicas.

La nueva cámara integrada permite controlar las impresiones a distancia.

4. Primeras impresiones

Después de que nuestro primer archivo fuera importado y laminado en Cura, comenzamos nuestra impresión, a través de la memoria USB suministrada, con la bobina PLA Tough que viene con la S7. Una vez finalizada la impresión, descubrimos que nuestros distintos modelos se habían salido de la bandeja y la impresión había fallado. Como esta primera prueba se realizó antes del lanzamiento oficial del S7, aún disponíamos de una versión anterior a la actualización que incorporaba los perfiles del S7, por lo que laminamos el archivo con los perfiles por defecto de la S5.

Una vez disponible la nueva versión de Cura, decidimos repetir la prueba con los perfiles desarrollados específicamente para la S7 y limpiamos la bandeja con alcohol isopropílico para intentarlo de nuevo. Esta vez la impresión fue como se esperaba y los modelos se reprodujeron fielmente con tolerancias validadas de hasta 0,2 mm. El modelo muestra algo de encordado o stringing, un fenómeno que podría evitarse afinando las retracciones del extrusor.

Durante las pruebas, tuvimos la oportunidad de probar una variedad de materiales que demuestran las capacidades de esta nueva impresora 3D FDM. El PLA Tough nos permitió juzgar las capacidades de la máquina (tolerancia, conformidad dimensional, puenteado, voladizo,…). Por otro lado, los materiales más complejos como PA-HT CF15 nos permitieron probar la compatibilidad ofrecida por los núcleos de impresión disponibles y las ventajas del recinto de impresión cerrado y del Air Manager integrado. Con la variedad de núcleos de impresión disponibles y la capacidad de las máquinas UltiMaker para alcanzar temperaturas de extrusión de 300 °C, las máquinas de la línea S son compatibles con materiales de fibra y metales. Además, la bandeja de impresión se calienta hasta alcanzar los 110°C.

En nuestra primera impresión con PA-HT CF15, notamos mucho encordado y en uno de nuestros modelos, las capas se desprendieron. Estos problemas de impresión son característicos de un filamento húmedo y también se reconocen por el sonido que se emite durante la impresión. Una vez finalizada esta primera impresión, secamos nuestro filamento y reiniciamos la prueba. Una vez seco el filamento, las impresiones funcionaron correctamente y reprodujeron con todo detalle los modelos laminados.

Además de probar las impresiones con un solo extrusor, decidimos utilizar el segundo núcleo de impresión para imprimir modelos más complejos que requerían materiales solubles. Una vez realizadas estas impresiones, simplificamos el postratamiento sumergiendo la impresión en la «estación de eliminación de PVA», que agita el agua para acelerar la disolución de los soportes solubles.