Estudio comparativo del comportamiento térmico de diferentes disipadores de calor para impresoras 3D a través de MEF

Abstract

Las impresoras 3D de código abierto han experimentado una rápida expansión durante los últimos años, protagonizando una verdadera revolución a niveles doméstico y educativo, y ocupando nuevos nichos de mercado como tecnología de fabricación más allá de su aplicación histórica reducida al ámbito industrial. Este artículo centra su análisis en una de las partes de estos dispositivos, a saber, el cabezal extrusor, y tiene como objetivo estudiar su comportamiento térmico comparando la eficacia y funcionamiento de tres diferentes soluciones geométricas de su disipador de calor. La primera se corresponde con un extrusor comercial, mientras que las otras dos han sido fabricadas en el taller de la universidad. Por otro lado, se incluye en el análisis la variación del caudal de refrigeración del ventilador acoplado a dichos disipadores. En conjunto, ambos componentes son responsables de la disipación convectiva de calor que asegura la conservación de los elementos estructurales de la máquina. Para ello, se ha elaborado un modelo de elementos finitos que representa el perfil de temperaturas de los tres extrusores analizados en estado estacionario. Estos resultados análiticos son posteriormente comparados con el perfil real de temperaturas, elaborado con resultados reales medidos a través de un montaje experimental