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En comparación con la fabricación tradicional, la impresión 3D es más barata, más conveniente y genera mucho menos desorden y menos subproductos tóxicos. Después de todo, ha traído la creación de prototipos y la fabricación a pequeña escala a nuestros dormitorios. Pero si bien la impresión 3D es conveniente, ciertamente no es fácil.
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Absolutamente cualquier cosa, desde una tensión inadecuada de la correa y un par de apriete incorrecto de la boquilla hasta una configuración incorrecta de cualquiera de los cientos de software de corte, puede causar fallas catastróficas en su impresión 3D. Pero no se preocupe porque hemos recopilado las causas más comunes de fallos en la impresión 3D junto con prácticos consejos sobre cómo evitarlos.
1. Encordado
Es posible que el encordado no constituya un fallo catastrófico para las impresiones cosméticas en 3D, pero finas hebras de plástico que se extienden horizontalmente por todos los espacios vacíos de su modelo también frustran su propósito. Peor aún, un encordado excesivo puede incluso causar problemas de espacio en impresiones funcionales, especialmente aquellas que involucran piezas móviles.
¿Qué causa el encordado?
El desagradable defecto ocurre cuando una impresora 3D no logra evitar que el filamento fundido salga de la boquilla mientras atraviesa los espacios dentro del modelo 3D. Este fenómeno se rige por varios factores, que van desde la viscosidad del filamento fundido hasta la presión generada en la boquilla.
En otras palabras, imprimir a temperaturas excesivas facilitará que el filamento salga de la boquilla y provoque hilos. Mientras tanto, si no se alivia la presión de la boquilla, también se provocará que el plástico fundido salga prematuramente. La presencia de humedad en el filamento también puede contribuir al encordado.
Para empeorar las cosas, ciertos materiales como el PETG son intrínsecamente más susceptibles a este defecto de la impresión 3D.
Cómo arreglar el encordado: use una temperatura más baja
Cuanto más alta sea la temperatura de la boquilla, más fácil será que el filamento se salga cuando no debería. Configurar la temperatura correcta de la boquilla logra la viscosidad del filamento adecuada, lo que a su vez permite que su impresora 3D controle el flujo de filamento fundido con mayor precisión. Afortunadamente, existe una manera fácil de lograrlo.
La mayoría de las cortadoras modernas, como PrusaSlicer, o su contraparte de código abierto SuperSlicer, tienen modelos de prueba de torre de temperatura incorporados. Utilice estos asistentes de calibración para ajustar la temperatura de la boquilla para el filamento que elija. La torre de temperatura le permite imprimir varias secciones del modelo con diferentes temperaturas de boquilla.
Esto es perfecto para encontrar la zona Ricitos de Oro entre maximizar la fuerza de adhesión de las capas intermedias y mitigar el encordado. Realice la impresión de prueba en diferentes niveles para determinar qué ajuste de temperatura es lo suficientemente fuerte para su aplicación y, al mismo tiempo, mitiga la formación de hilos.
Cómo ajustar la configuración de retracción
Ahora que hemos abordado la temperatura excesiva de la boquilla, podemos pasar a ayudar a su impresora a aliviar la presión de la boquilla. Empujar el filamento fundido desde un pequeño orificio dentro de la boquilla requiere mucha presión. Si la tremenda fuerza de empuje no se reduce a tiempo, el filamento seguirá saliendo de la boquilla y se manifestará en forma de hilo.
El software de su cortadora tiene una configuración denominada distancia de retracción para este mismo propósito. Como sugiere el nombre, reduce la presión de la boquilla tirando del filamento en la dirección opuesta. Los valores de la distancia de retracción se miden en milímetros y oscilan entre 0,4 mm y 1,2 mm para extrusoras de accionamiento directo. Las extrusoras Bowden, sin embargo, requieren entre 2 mm y 7 mm de retracción. Si no está seguro acerca de los tipos de extrusora, nuestro Explicación sobre extrusoras de accionamiento directo y Bowden. debería tenerte cubierto.
El valor también cambia con la rigidez/elasticidad del material del filamento. Imprimir modelos de calibración optimizados para la retracción es la única forma viable de determinar la configuración correcta para su impresora 3D. Al igual que la torre de temperatura, la mayoría de las cortadoras decentes tendrán torres de retracción incorporadas. Si no, puedes descargar una torre de retracción desde Imprimibles para saber qué ajuste de distancia de retracción funciona mejor para usted.
Además de la distancia de retracción, la velocidad de retracción también influye en el encordado. Varía entre 25 mm/s y 60 mm/s para la mayoría de los filamentos, pero también depende de si estás usando una extrusora directa o Bowden, y también se ve afectado por la dureza/elasticidad del material que se está imprimiendo. Una velocidad demasiado baja empeora el encordado, mientras que un valor excesivo hará que el filamento sea masticado por los engranajes del extrusor, o incluso que se rompa por completo. Una vez más, las impresiones de calibración son el mejor curso de acción.
2. Obstrucciones en las boquillas
Las obstrucciones de la boquilla se producen cuando el filamento no puede pasar a través de la boquilla, lo que provoca impresiones incompletas o ninguna extrusión. A diferencia del encordado, esto provoca invariablemente un fallo total de impresión. Identificar la causa de la obstrucción y encontrar una solución tampoco es tan sencillo debido a la gran cantidad de variables involucradas.
¿Qué causa las obstrucciones de las boquillas y cómo prevenirlas?
La complejidad de la extrusora de una impresora 3D crea muchos puntos de falla que podrían contribuir a la obstrucción de la boquilla. En términos generales, las causas principales van desde problemas mecánicos (extrusora, boquilla, calentador) hasta prácticas de manipulación y selección de filamentos. Echemos un vistazo a las causas más comunes.
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Calidad del filamento: Es probable que los filamentos más baratos contengan polvo y residuos, que pueden acumularse en la boquilla con el tiempo y eventualmente bloquearla. No es raro encontrar incluso fragmentos de metal dentro de filamentos fabricados por marcas que no siguen los estándares de fabricación adecuados. No hace falta mucho para obstruir una boquilla normal que tiene una apertura de sólo 0,4 mm. Vale la pena utilizar filamentos de alta calidad de marcas reconocidas. Sin embargo, mitigar el impacto negativo de los filamentos baratos es fácil si sigues nuestras Guía de extracción en frío para mantenimiento preventivo de la boquilla. .
Tamaño de boquilla incorrecto: Los filamentos de ingeniería que emplean mezclas de fibra de carbono y fibra de vidrio pueden obstruir fácilmente las boquillas estándar de 0,4 mm que se encuentran en la mayoría de las impresoras 3D. Es mejor utilizar boquillas más grandes de 0,6 mm para mitigar el riesgo de que los materiales compuestos relativamente grandes bloqueen el pequeño orificio de una boquilla original. Este consejo también se aplica a los filamentos de madera, que brillan en la oscuridad y con infusión de metal.
Altura excesiva de la capa: Las capas más gruesas se imprimen más rápido, pero exagerar puede obstruir fácilmente la boquilla. Lo ideal es que el ajuste de altura de la capa no supere el 75 por ciento del tamaño de la boquilla. Eso significa que una altura de capa de 0,3 mm es lo máximo que puede usar de forma segura para una boquilla de 0,4 mm.
La impresión de modelos con alturas de capa mayores exige un flujo volumétrico de filamento radicalmente alto, lo cual es imposible sin aumentar la temperatura de la boquilla. Si no se suministra suficiente calor, será imposible que el extrusor empuje el filamento frío fuera de la boquilla.
Arrastre de calor: En el extremo opuesto del espectro, imprimir a temperaturas excesivas puede hacer que el calor se “deslice” desde el lado caliente a través del disipador de calor y hacia el lado frío. Las obstrucciones de las boquillas se manifiestan cada vez que el filamento se derrite en el lado equivocado del disipador de calor. Si el ventilador del hotend deja de funcionar, ni siquiera necesita imprimir a una temperatura particularmente alta para que los materiales de bajo punto de fusión, como el PLA, obstruyan la boquilla.
Esto se puede mitigar eficazmente verificando el funcionamiento del ventilador del hotend antes de imprimir. El uso de disipadores térmicos de titanio o acero más delgado también reduce la fluencia del calor. Si está imprimiendo PLA en una impresora cerrada, mantener la puerta abierta es una buena idea. Si nada más funciona, es posible que tengas que actualizar a un ventilador de hotend más potente.
Desgaste del extrusor: El motor del extrusor y el conjunto de engranajes deben generar enormes cantidades de torque y agarre para empujar el filamento a través de la boquilla. Esto es especialmente cierto a velocidades de impresión rápidas para materiales que se imprimen a temperaturas más altas. La salida de par de los motores paso a paso del extrusor envejecidos puede disminuir con el tiempo o es posible que los engranajes del extrusor se hayan desgastado. Una combinación de estos factores en una impresora antigua puede generar una caída suficiente en la fuerza de extrusión como para provocar una obstrucción de la boquilla.
Sin embargo, cuando terminas con una boquilla obstruida, nuestro ingenioso Guía de desobstrucción de boquillas de impresora 3D. será útil.
3. Deformación
La deformación ocurre cuando las esquinas o bordes de una impresión se levantan de la plataforma de impresión durante la impresión. Si bien esto puede parecer un defecto cosmético, arruina la precisión dimensional de las impresiones funcionales, lo cual es un factor decisivo. Peor aún, la deformación excesiva también puede hacer que toda la impresión se desprenda de la cama y arruine la impresión.
¿Qué causa la deformación?
Es más fácil comprender la mecánica de la deformación si visualiza una pared en miniatura impresa en ABS. Las primeras capas se colocan a 260°C sobre una cama que se calienta hasta 100°C para ayudar a la adhesión. A medida que avanza la impresión, las capas cercanas a la cama están a 100°C, mientras que las de más arriba están a un tercio de esa temperatura.
Las capas superiores en contacto con el aire ambiente más frío comienzan a encogerse a medida que se enfrían, mientras que las capas inferiores más calientes cerca del lecho calentado son relativamente más grandes debido a la expansión. Como consecuencia, las capas superiores que se encogen hacen que las capas más calientes cerca de la cama se enrollen, lo que se hace evidente cuando las esquinas se levantan de la cama.
Si bien la adhesión a la cama puede mitigar la deformación, en realidad ocurre debido a la diferencia de temperatura entre las capas frías y calientes de la impresión. Precisamente por eso la deformación es más evidente en materiales técnicos como el nailon y el ABS que se imprimen a temperaturas significativamente más altas.
Cómo prevenir la deformación
Salvar el diferencial de temperatura antes mencionado es la mejor manera de mitigar la deformación. Lograr esto es más fácil para las impresiones ABS porque todo lo que necesita es una cámara de impresión cerrada. Esto atrapa el calor generado por la cama para elevar temperaturas de la cámara de hasta 70°C para impresoras más pequeñas como la serie Voron 0.
Este método también funciona para materiales más desafiantes como el nailon y el policarbonato. Lo ideal sería mover los componentes electrónicos de la impresora fuera de la cámara para garantizar su longevidad. Dicho esto, una simple carcasa aún no puede evitar que las impresiones extremadamente grandes o altas se deformen en una impresora 3D más grande. En ese punto, es necesario calentar activamente la cámara de impresión para acercarla a 60°C, al menos.
Cabe señalar que temperaturas tan altas en la cámara no son ideales para materiales como PLA y PETG, que tienden a ablandarse a esas temperaturas. Estos materiales se imprimen mejor en impresoras 3D abiertas, con la base calentada a la temperatura de transición vítrea (ablandamiento) (entre 45 °C y 60 °C) para ayudar a la adhesión. La deformación se puede mitigar aún más reduciendo la temperatura de la boquilla, pero eso también provoca impresiones más débiles.
Como regla general, agregar bordes a grandes superficies planas o pestañas a esquinas afiladas en sus impresiones mejora la adhesión, porque al hacerlo evita efectivamente que el material que se encoge deforme las capas inferiores. Nuestra guía sobre varias superficies de impresión 3D (y cuándo usarlos) te ayudarán a mejorar la adherencia de tu primera capa.
4. Separación de capas o impresiones débiles
La separación de capas, o delaminación, ocurre cuando las capas de una impresión no se adhieren adecuadamente entre sí, lo que genera espacios o grietas en la impresión. Una impresora 3D es esencialmente una pistola de pegamento termofusible controlada por un robot. Y el pegamento termofusible funciona porque está, bueno, caliente.
Del mismo modo, imprimir con temperaturas de boquilla más bajas dará lugar a impresiones más bonitas que no se deforman mucho, pero la falta de calor perjudica gravemente la adhesión entre capas. Esto da lugar a impresiones débiles que se rompen fácilmente a lo largo de las líneas de las capas.
Cómo mejorar la adherencia de las capas y evitar impresiones débiles
La fuerza de su impresión 3D en todas las direcciones, excepto a lo largo de las líneas de capa, la rige el fabricante del filamento. Leer más en Cómo la elección del filamento afecta el éxito de sus impresiones 3D . Sin embargo, las líneas de capa son los puntos invariables de falla en todas las impresiones 3D, independientemente del material que se utilice. Por lo tanto, es fundamental seguir estas mejores prácticas para mejorar la adhesión entre capas.
Impresión a temperaturas adecuadas: Calibre la temperatura de su boquilla con las impresiones de prueba de la torre de temperatura antes mencionadas. Estos modelos 3D están diseñados para romperse en cada sección de temperatura para verificar la fuerza de adhesión de la capa. Esta es la mejor manera de lograr un equilibrio entre la calidad de impresión y la resistencia de las capas intermedias.
Velocidad alta del ventilador de refrigeración: Tener la velocidad del ventilador de enfriamiento de la pieza configurada demasiado alta puede hacer que las capas se enfríen demasiado rápido, lo que resultará en una mala adhesión. Si bien un enfriamiento más rápido de las piezas garantiza impresiones más bonitas y una mejor calidad de saliente/soporte, esto afecta negativamente la adhesión entre capas en materiales como ABS, nailon y policarbonato.
Filamento húmedo: La presencia de humedad en el filamento hace que se produzca vapor en la boquilla caliente, lo que introduce microburbujas y huecos dentro del material extruido. Esto no sólo arruina la calidad de la superficie de una impresión, sino que también la vuelve quebradiza. Los materiales aptos para principiantes, como PLA y PETG, no son susceptibles a la humedad, pero los filamentos higroscópicos como el nailon deben secarse completamente en una secadora de filamentos antes de imprimir.
Los cuatro jinetes del apocalipsis de la impresión 3D
Lograr impresiones 3D exitosas no termina en garantizar una buena adhesión de la primera capa. Ajustar la configuración de su impresora y cortadora para mitigar estos cuatro modos comunes de falla debería reducir significativamente sus posibilidades de encontrar una impresión 3D fallida.
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