Uniendo la impresión en 3D y el tiro con arco: culatines paramétricos, una alternativa barata y fiable

El culatín es la parte de la flecha que retiene la cuerda de nuestro arco y que se inserta dentro del tubo o sobre él y se suele fabricar en diferentes colores (generalmente sólidos o translúcidos), materiales (si bien el más común es el policarbonato) y medidas (G, F, X, A, H, S y GT). Con independencia de sus características todos los culatines tienen algo en común: se degradan con el uso hasta romperse.

¿Por qué se rompen?

Un culatín tiene tres partes diferenciadas:

• El inserto
• La muesca
• El canto (o guía)

El inserto es la parte del culatín que, como su nombre dice, se inserta dentro del tubo (o sobre él) y para que quede bien sujeto al tubo o vástago (dependiendo de si hablamos de aluminio, fibra de carbono, fibra de vidrio o madera) se suele aplicar resina para pegarlo.

La muesca es la parte del culatín que aloja la cuerda de nuestro arco y se encarga de arrastrar la flecha en el momento en que tensamos la cuerda del arco para lanzarla contra el blanco que hayamos elegido. Consta, a su vez, de dos partes: 1) la boca, que es el conducto a través del cual pasamos la cuerda del arco, y 2) la garganta, que es el receptáculo donde queda sujeta la cuerda del arco tras pasarla por la boca.

El canto (también denominado guía) es una parte muy pequeña del culatín que sirve para alinearlo de manera que coincida con la pluma guía¹, en función del arco que tengamos (no se alinean, normalmente, de la misma manera las flechas para un arco compuesto que para uno recurvo).

Cuando nuestras flechas impactan sobre su blanco (sea cual sea) una parte de la energía cinética retorna a la flecha en un camino que va desde la punta al culatín. De las tres partes del culatín las dos que sufren con cada impacto son el inserto y la muesca. El primero porque une el culatín a la flecha y es uno de los puntos débiles que tienen nuestras flechas (siendo el inserto de la punta el otro punto débil) y el segundo porque está sometido a fricción (cuando insertamos la cuerda) e impacto (acertemos o no en el blanco) de manera casi contínua (tan contínua como dure nuestra sesión de tiro con arco).

Los dos tipos de rotura más frecuentes (los que yo he experimentado por el momento) son la rotura del inserto y la rotura de la muesca. La rotura del inserto se produce cuando el inserto, debido al impacto, se parte en dos de manera que el inserto queda alojado dentro del tubo de la flecha. La rotura de la muesca se produce cuando, normalmente, una de las dos piezas de la muesca (izquierda o derecha, eso da igual) se parte o se fractura, quedando la cabeza del culatín fragmentada. Suele deberse al hecho de que se produce una contracción y expansión del material al insertar la cuerda del arco (o liberarla cuando la flecha sale disparada). El impacto de la flecha también contribuye a este proceso (si alguna de las piezas de la muesca estaba ya dañada, cada impacto la dañará aún más hasta el punto de romperse).

¿Qué hago si se rompen?

Hay ocasiones en las que, con el impacto, el culatín se sale del tubo o vástago y si no está dañado bastará con que vuelvas a aplicar un poco de resina para pegarlo. En caso contrario lo único que puedes hacer es reemplazarlo.

¿Cuánto cuesta un culatín nuevo?

En la mayoría de tiendas de arquería o armerías que dispongan, en su catálogo de productos, de artículos relacionados con el tiro con arco se suelen vender los culatines en paquetes de 10 (aunque esto puede variar en función del producto) a un precio que, dependiendo de la marca, puede oscilar entre los 2,50 y los 40 euros. Resulta difícil decir cuál es el precio medio ya que este fluctúa con el tiempo pero digamos que el coste medio de un paquete de 10 culatines de policarbonato de marcas como Bearpaw, Bohning o Easton está en torno a los 4-6 euros. Esto nos da un coste medio por culatín de unos 50 céntimos.

Teniendo en cuenta que los productos relacionados con el tiro con arco no son baratos ni exageradamente caros (aunque esto dependerá de la marca y el producto: no es lo mismo comprar unos culatines que un arco) podríamos decir que 50 céntimos por culatín no es un mal precio. Ahora bien... ¿se puede mejorar? Sin duda alguna, sí :)

Culatines paramétricos, una alternativa barata y fiable

Vale, pero antes de entrar en materia...

¿Qué es eso de 'paramétrico'?

El diseño paramétrico (tal y como reza su definición en Wikipedia) es una técnica de diseño en la que los elementos que creamos se obtienen a partir de algoritmos (o funciones) y una serie de parámetros para definir cualquier forma geométrica a nuestro gusto. El diseño del culatín ha sido posible mediante el uso de estos principios y la aplicación OpenSCAD.

¿Culatines paramétricos?

Siempre he querido diseñar un tipo de culatín que se adapte a cualquier diámetro exterior e interior de tubo, donde puedas elegir si quieres la guía o no (no todo el mundo la usa o la necesita, si bien no es lo habitual) e incluso la longitud del inserto o la muesca y que puedas coger el resultado e imprimir culatines en 3D a un precio controlable (dependiendo, principalmente, del filamento que tengas a tu disposición y la calidad de impresión aplicada). Es decir... un culatín hecho a tu medida.

¿Cómo puedo conseguirlos?

Puedes encontrar el diseño del culatín paramétrico, junto a otros diseños interesantes, en mi perfil de Cults. Una vez descargado sólo tienes que abrir el fichero con extensión .scad, alterar las medidas a tu gusto (salvo que te vayan bien las que hay configuradas por defecto), presionar la tecla de función F6 para renderizar el culatín y, una vez terminado, presionar la tecla de función F7 para exportar el resultado a un fichero con extensión .stl y abrirlo con la aplicación de impresión 3D que más te guste o la que venga de serie con tu impresora 3D (yo, en mi caso, uso FlashPrint).

¿Funcionarán con mi impresora 3D?

El fichero con extensión .stl resultante debería funcionar en cualquier modelo de impresora 3D sin importar su tecnología de impresión (FDM² o SLA³). En mi modelo de impresora 3D (Flashforge Adventurer 3, de tipo FDM) funciona a la perfección con PLA (lo que más suelo usar) o PETG (no suelo imprimir con ABS).

¿Con qué tipo de flechas puedo usar los culatines?

Este modelo de culatín paramétrico está diseñado para ser insertado dentro del tubo de la flecha, pudiendo ser este de aluminio, fibra de carbono o fibra de vidrio. En una próxima actualización podrás usarlos con insertos de tipo pin o vástagos de madera.

¿Me suponen realmente un ahorro?

Mi impresora 3D (Flashforge Adventurer 3) admite rollos de filamento de 180mm y cuando tengo que comprar filamento lo hago, generalmente, en rollos de 300 gramos y estos son más caros que comprar un rollo de filamento de 1 kilogramo. Un rollo de filamento que suelo comprar mucho (en Amazon) es este: WINKLE Filamento PLA HD Gris Ceniza. En el momento de escribir estas líneas tiene un coste de 12,90 euros (aunque podría cambiar). Imprimir un solo culatín me supone un consumo de 1,13 gramos de filamento.

Vamos a poner estos datos de manera ordenada:

• Un rollo de filamento me cuesta 12,90 euros y contiene 300 gramos
• Un culatín consume 1,13 gramos de filamento

Por lo tanto:

• Un rollo de filamento me permitirá imprimir 265 culatines (300 / 1,13 = ~265,48)

Y ahora lo comparamos con los culatines que puedes comprar:

• Una bolsa de 10 culatines tiene un coste medio de unos 5 euros (por decir algo)
• Un culatín tiene un coste medio de unos 50 céntimos
• Comprar 265 culatines me costaría, aproximadamente, unos 132,50 euros⁴

Conclusión:

• El coste de imprimirlos se reduciría a, aproximadamente, el 9,75%⁴ (12,90 / 132,50 = ~9,73)

Obviamente, no todo es tan bonito como lo he pintado: tienes que tener una impresora 3D en primer lugar, disponer de filamento y tener en cuenta el tiempo de impresión y, por lo tanto, el coste de la electricidad consumida. Podría hacerte un cálculo mucho más certero pero una cosa está clara: el coste seguiría siendo menor que si los compras. Puede que la cifra resultante no estuviera por debajo del 10%. Pongamos, en el peor de los casos, que es de un 20%. A mí me siguen saliendo las cuentas :P

Y... ¿son fiables?

Creo firmemente en el valor de predicar con el ejemplo. Aquí tienes un vídeo breve pero demostrativo:

Aunque en el vídeo puedes apreciar un solo lanzamiento hice dos y este es el resultado:

Me parece que el arquero necesita algún que otro ajuste pero puedes apreciar que ambas flechas han impactado contra el parapeto sin más. No se aprecia daño alguno en el culatín o el tubo (lo esperable). Las flechas son de la marca Skylon (modelo EDGE de 6.2 milímetros de diámetro interior con un Spine de 500, pluma Blazer y puntas de 125 granos).

Como puedes ver, funcionan a la perfección. Un diseño flexible, funcional y que puedes personalizar con la configuración que más se adapte a tus necesidades y los colores que más te gusten. ¿Qué más se les puede pedir? :)

Entonces... ¿dejo de comprar culatines y los imprimo?

No intento, ni muchísimo menos, boicotear a las tiendas de arquería que tenemos en nuestro país o fuera de él. Al contrario. Hay tiendas a las que les tengo especial cariño como Arco y Luna, CERRA, Hattila o MoitoArchery. Todo lo relacionado con el mundo del tiro con arco lo he comprado ahí y pienso seguir haciéndolo. Ahora bien... los culatines suponen para mí un punto de inflexión.

¿Son buenos los culatines de marcas como Bearpaw, Bohning o Easton? Por supuesto. Son grandes marcas fabricando productos con muchísima calidad. Ahora bien... ¿es realmente necesario comprártelos de marca? No, ni muchísimo menos.

Mis culatines paramétricos son una opción. Una buena opción, si me permites decirlo. Pero son justamente eso... una opción. Yo los estoy usando, me dan buenos resultados y, a medida que se vayan rompiendo los demás culatines, los iré imprimiendo con el filamento que tengo por casa. En tu caso, y al final, tú decides y si decides probarlo (y espero que lo hagas), espero que los disfrutes :)

ADVERTENCIA: Es muy importante repasar las piezas que imprimas para eliminar pequeñas rebabas o defectos en general. Dejar la garganta del culatín sin repasar cuando contiene defectos (si fuera el caso) puede degradar la cuerda del arco hasta provocar su ruptura.