La impresión 3D es un proceso de fabricación aditiva preciso y exacto adecuado para producir productos con diseños complejos. Sin embargo, muchos usuarios, especialmente los principiantes, a menudo se enfrentan a diversas deficiencias. Uno de los errores de impresión 3D más comunes es la deformación de la impresión 3D.
La deformación durante la impresión 3D puede tener muchas causas y resulta frustrante para muchas personas. Por ello, en este artículo se explican las deformaciones en la impresión 3D, sus causas, posibles soluciones y cómo evitar las deformaciones en la impresión 3D.
Concepto de deformación en impresión 3D
La deformación es la desviación de una pieza de su forma prevista.
Para comprender la deformación en la impresión 3D, es necesario comprender el proceso de impresión 3D y su relación con el filamento de impresión 3D. La impresión 3D implica extruir filamento líquido desde una boquilla calentada hacia una cama de impresión (generalmente) calentada. Cuando toca la base de impresión, el líquido se condensa en su forma sólida.
Los filamentos de impresión 3D mantienen sus propiedades mecánicas durante las transiciones de fase. Sin embargo, están sujetos a expansión y contracción (el grado de este efecto físico depende del filamento). Los cambios de temperatura durante la expansión y contracción de los filamentos de impresión 3D crean una diferencia en la expansión. Si el filamento extruido se enfría abruptamente durante la contracción, puede provocar que la capa anterior se desprenda. Esto puede provocar impresiones 3D distorsionadas.
La deformación ocurre en la impresión 3D de la siguiente manera:
– Las impresiones 3D deformadas son más visibles en la capa base, ya que está expuesta a grandes fluctuaciones de temperatura debido a las capas posteriores.
– También pueden producirse deformaciones en otras capas, ya que las capas siguientes tienen un efecto pull-up al enfriar las capas frías.
-Una capa base fuerte también puede provocar deformaciones al adherirse a la base de impresión.
Hay otras formas en que puede aparecer deformación en la impresión 3D. Se explican en detalle en la siguiente sección.
¿Qué causa la deformación durante la impresión 3D?
La principal causa de deformación en la impresión 3D es la diferencia de temperatura durante la extrusión del filamento. Sin embargo, también existen otras causas. A continuación se detallan algunas causas comunes a tener en cuenta durante la impresión 3D.
1. diferencia de temperatura
Durante la extrusión, el filamento calentado sufre expansión y retracción. Las diferencias de temperatura pueden alargar o acortar la expansión. Si el filamento extruido se enfría abruptamente, puede resultar en una impresión 3D distorsionada.
Esta es la razón más común de deformación en la impresión 3D y ocurre debido a un enfriamiento desigual, ventilación insuficiente, velocidad del ventilador insuficiente y elección incorrecta del filamento de impresión 3D.
2. Inadecuada adherencia a la cama
La primera capa de impresión 3D debe adherirse correctamente a la base de impresión. Si esto no sucede, la capa siguiente puede encogerse y tirar de la primera capa. Esto, a su vez, puede provocar una impresión 3D distorsionada. La adherencia insuficiente a la cama puede tener las siguientes causas:
- Nivelación incorrecta de la cama
- Uso incorrecto/falta de adhesivo
- Altura de boquilla incorrecta
- Extrusión insuficiente
- Una cama de impresión 3D sucia
3. Configuración de corte incorrecta
La cortadora determina la ruta de impresión 3D, que se calcula a partir de la orientación del objeto, el material y la resolución deseada. Por lo tanto, una configuración incorrecta de la cortadora puede provocar errores en las piezas. Esto puede provocar que los paneles de construcción se desprendan y la impresión 3D se deforme.
4. Impresión muy rápida
Imprimir demasiado rápido puede provocar lo siguiente, lo que puede provocar impresiones 3D distorsionadas:
- Los filamentos de plástico se curvan en lugar de quedar planos.
- La impresión rápida también puede hacer que la capa se enfríe abruptamente. También hace que la capa de plástico se vuelva quebradiza.
¿Cómo se arreglan las impresiones 3D distorsionadas?
Reparar una impresión 3D distorsionada es casi imposible, especialmente para productos que requieren altos niveles de exactitud, precisión y tolerancia. Sin embargo, para productos que no requieren tanta tolerancia, la única solución para una pieza impresa en 3D deformada es recalentar la pieza con una pistola de calor y darle forma.
La solución más comúnmente considerada para la deformación en la impresión 3D es reimprimir el modelo. Sin embargo, esto sólo debe hacerse después de seguir los consejos que se destacan a continuación.
10 consejos para evitar deformaciones durante la impresión 3D
Dado que es casi imposible reparar una impresión 3D distorsionada, es necesario saber cómo evitar el problema antes de imprimir. Además, esto también puede aumentar el coste del servicio de impresión 3D. A continuación se presentan algunos consejos que puede considerar antes y durante la impresión 3D de alta calidad.
1. Nivele la cama de impresión
Al nivelar la cama de impresión, puede lograr la distancia ideal entre la boquilla y la cama de impresión. Por un lado, una boquilla cerrada puede provocar rayones en la cama (no provoca deformaciones). Por otro lado, una boquilla distante puede hacer que el filamento extruido se enfríe antes de solidificarse en la cama de impresión. Esto reduce la adherencia del filamento extruido y provoca deformación. Puede nivelar la plataforma de impresión realizando una prueba de papel o una prueba de presión.
2. Caliente la cama de impresión y el cabezal de impresión a una temperatura más alta para las primeras capas.
Calentar la cama de impresión y el cabezal de impresión permite que el filamento extruido tenga mayor viscosidad y se adhiera mejor a la cama de impresión. Para la primera capa, asegúrese de aumentar la temperatura de impresión aproximadamente 5°C. Sin embargo, recuerda que esto depende del material con el que estés trabajando.
3. Utilice un gabinete con calefacción
Una chaqueta térmica garantiza que el resto de la impresión 3D no se deforme. Esto se logra manteniendo la temperatura estable y reduciendo la contracción.
No todas las impresoras tienen una caja calefactable. Sin embargo, es posible construirlo usted mismo.
4. Utilice una balsa y un borde.
Raft y Brim también son elementos adicionales que evitan la deformación durante la impresión 3D. Una balsa es una capa adicional firmemente unida a la capa base. Esto mantiene la capa en su lugar y mejora la adhesión a la base de impresión. En el borde exterior se fija una solapa que tiene la misma función de mejorar el agarre.
5. Configurar los ajustes de corte
También puede configurar ajustes de recorte para evitar deformaciones durante la impresión 3D. Hay dos configuraciones que puedes usar. Una de ellas es aumentar la altura de la primera capa aumentando el área de contacto. Esto aumenta la responsabilidad en la plataforma.
Otra opción es ampliar el ancho de línea de la primera capa. Esto aumenta la presión de extrusión, mejora la adhesión y reduce la probabilidad de que se enrolle. Asegúrese de que la configuración no afecte el espesor de la pared ni otros parámetros.
6. Reducir la densidad de relleno en modelos 3D
La densidad de relleno es la cantidad de filamento en el modelo. El aumento de la densidad del relleno provocará una fuerte contracción durante el enfriamiento, lo que provocará deformación.
Reducir la densidad de relleno reduce la tasa de contracción, lo que reduce la cantidad de impresiones 3D distorsionadas.
7. Reducir la velocidad de impresión
Reducir la velocidad de impresión puede evitar la deformación y reducir la curvatura en la impresión 3D. Además, al reducir la velocidad de impresión se facilita el enfriamiento, se produce una adherencia adecuada y se reduce la tensión interna.
8. Apague el ventilador durante los primeros turnos.
Los ventiladores de refrigeración aceleran el proceso de enfriamiento. A altas velocidades, pueden enfriar abruptamente el filamento extruido a medida que se contrae, empujando el material hacia arriba. También puede provocar una adherencia insuficiente de las primeras capas a la base de impresión. Esto provoca impresiones 3D distorsionadas. Por lo tanto, se recomienda apagar el ventilador de refrigeración y mantener caliente la primera capa.
9. Limpiar la cama de impresión.
Limpiar la cama de impresión también puede ayudar a reducir el riesgo de deformación. Porque el polvo y la suciedad pueden reducir la adherencia del filamento a la base de impresión.
10. Usa pegatinas
Utilice pegatinas, cinta azul u otros productos adhesivos para mejorar la adhesión del filamento a la base de impresión. Sin embargo, asegúrese de que el adhesivo no afecte el filamento y sea compatible con la base de impresión.
Diferencias entre warping ABS y warping PLA en impresión 3D
La deformación en la impresión 3D depende de las propiedades del filamento de impresión 3D. Por tanto, existe una diferencia entre la deformación del ABS y del PLA. Para entender la diferencia entre ambos materiales es necesario conocer sus propiedades.
El PLA es un termoplástico con mayor resistencia, rigidez y baja temperatura de fusión. Sin embargo, tiene una temperatura de fusión baja y está sujeto a deformación durante la impresión 3D. Además, una vez que el filamento se endurece, se vuelve quebradizo, lo que reduce la adherencia de las capas a la base de impresión.
El ABS es más débil, ligero y menos rígido que el PLA. Por tanto, requiere más esfuerzo de impresión ya que es resistente al calor y propenso a deformarse. Por lo tanto, al imprimir en ABS, utilice una cama de impresión calentada y una boquilla que esté a una temperatura de entre 40 y 50 grados Celsius.
En general, la principal diferencia entre ellos es que el ABS es más propenso a deformarse que el PLA. Esto se debe a que el PLA tiende a curvarse si la temperatura de la cama de impresión es demasiado baja o la temperatura de la boquilla es demasiado alta, pero en general se deforma menos que el ABS.
¿Qué otras carencias tiene la impresión 3D?
La deformación en la impresión 3D no es el único defecto de impresión 3D que puede ocurrir. A continuación se detallan algunos errores comunes en el proceso:
1. Fantasmas
El efecto fantasma es la aparición de pequeñas líneas repetidas en la superficie del modelo. Ocurre creando vibraciones cuando el extrusor cambia de dirección. Puede solucionar el problema reduciendo la velocidad de impresión y comprobando los componentes mecánicos de la impresora.
2. Pata de elefante
Esta es la extensión de las primeras capas del modelo 3D en el plano horizontal. Esto ocurre cuando la boquilla está cerca de la cama de impresión o la temperatura de la cama de impresión es alta. Puedes prevenir la pata de elefante bajando la temperatura de tu ropa de cama.
3. Sobrecalentamiento/frizz
Esto sucede porque el filamento se calienta y se extruye a una temperatura muy alta. Por tanto, el filamento tiene menos tiempo para enfriarse. Por tanto, se colapsa o cede. Para evitar que se enrolle, baje la temperatura y aumente la velocidad del ventilador.
4. Cuerdas
El encordado se produce cuando el plástico se escurre de una sección de la impresión y se pega a otra sección a medida que se mueve la boquilla. El problema surge de configuraciones inexactas. Puede evitar que se formen hilos bajando la temperatura y aumentando la velocidad de retracción de la impresora.
5. Grietas
Esto ocurre cuando las capas no están unidas correctamente. Esto se debe a una mala adherencia entre capas o a una contracción térmica.
Para evitar grietas, aumente la temperatura y reduzca la velocidad del ventilador. También puede asegurarse de que haya una refrigeración adecuada durante la impresión.
Titulación Universitaria
La deformación en la impresión 3D es un fenómeno común. Surgen principalmente debido a diferencias de temperatura, lo que provoca desviaciones en la refrigeración. Debido a que ocurren con frecuencia, se debe evitar este proceso. Por ello, hablaremos de las deformaciones en la impresión 3D, sus causas y soluciones, así como de cómo evitarlas.
Preguntas frecuentes
¿Puede el filamento causar deformación?
Sí, utilizar un filamento incorrecto puede provocar deformaciones durante la impresión 3D. Por ejemplo, el PLA y el ABS son filamentos habituales en la impresión 3D. Sin embargo, debido a sus propiedades, el ABS es más propenso a deformarse. Para aprovechar al máximo la impresión 3D, asegúrese de comprender el filamento con el que está trabajando.
¿A qué temperatura se deforma el PLA?
El PLA sufre cambios dimensionales alrededor de los 70 °C. Sin embargo, a una temperatura más alta (alrededor de 170°C) el objeto colapsa (se derrite) por completo.
¿Puede el filamento mojado provocar deformaciones?
Sí, los filamentos mojados pueden volverse quebradizos durante la impresión, lo que reduce la adhesión a la base de impresión. Además, los filamentos mojados pueden provocar burbujas que afectan la calidad de la impresión 3D.
