Arreglar los artefactos de la impresión 3D para obtener impresiones más suaves y precisas

Descubra técnicas eficaces para minimizar los artefactos de impresión 3D como las líneas de capa, el alabeo y la delaminación. Aprenda consejos de calibración, ajustes de la cortadora y métodos de posprocesamiento para conseguir impresiones precisas y de alta calidad con un acabado suave. Domine hoy mismo sus habilidades en artefactos de impresión 3D.

Reparación de artefactos de impresión 3D: Cómo conseguir impresiones más suaves y precisas

Este artículo trata temas clave para mejorar la calidad de los artefactos de impresión 3D. Trata los artefactos de impresión 3D más comunes, como las líneas de capa, las bandas Z, las manchas, el alabeo, la delaminación y las superficies rugosas. También cubre la calibración de la impresora, la optimización de los ajustes de la cortadora y la selección de materiales (PLA vs. ABS). Se exploran las técnicas para mejorar el acabado superficial, incluyendo el lijado, el alisado químico y los revestimientos de resina. La conclusión ofrece las mejores prácticas para reducir los artefactos y mejorar la calidad de la impresión 3D. Las preguntas más frecuentes abordan cuestiones como la minimización de las líneas de capa, la prevención del alabeo y el postprocesado seguro para artículos de PLA en contacto con alimentos, garantizando impresiones suaves y de alta calidad.

La impresión en 3D permite convertir rápidamente diseños digitales en objetos físicos, pero artefactos comunes como las líneas de las capas, el alabeo y la delaminación pueden afectar a la calidad de la impresión. Aunque estos Impresión en 3D Los artefactos son inevitables debido al proceso capa por capa, su gravedad puede minimizarse con una calibración adecuada, ajustes de la cortadora, selección de materiales y técnicas de postprocesado como el lijado y la imprimación. Este artículo destaca las estrategias para reducir los artefactos de la impresión 3D, garantizando impresiones más suaves y precisas para aplicaciones de diseño y fabricación. Prestando atención a los detalles en la calibración y la optimización, los usuarios de la impresión 3D pueden liberar todo el potencial de la tecnología.

El interés por los "artefactos de impresión 3D" ha crecido de forma constante desde 2017, lo que refleja la creciente prominencia de la fabricación aditiva tanto en la industria como en los sectores de consumo. Las búsquedas de "calidad de impresión 3D" se han mantenido estables durante la última década, lo que indica que es una preocupación constante. En enero de 2023, las búsquedas de "arreglar defectos de impresión en 3D" se dispararon, lo que sugiere un renovado interés por mejorar las habilidades de impresión en 3D. Estados Unidos, China y Alemania lideran las búsquedas relacionadas con la minimización de las líneas de impresión 3D, lo que pone de relieve su papel en el avance de la tecnología de impresión 3D. A medida que evoluciona la impresión 3D, la optimización de los artefactos y la calidad siguen siendo cruciales para aplicaciones más amplias.

Tipos de artefactos impresos en 3D

Líneas de capas

Causado por el proceso de impresión capa a capa. Más evidente en superficies curvas. Se minimiza utilizando alturas de capa más finas, la función de capa adaptable y reduciendo las temperaturas de impresión para las impresiones altas.

Banda Z

También llamado estriado. Se debe a una presión desigual sobre el tornillo z debido a unos racores sueltos o a una alineación incorrecta del zmotor. Se soluciona apretando los racores, utilizando tuercas en sentido contrario a las agujas del reloj, alineando el eje z y mejorando el tornillo z si es necesario.

Granos y espinillas

Manchas aleatorias en superficies por lo demás planas debidas a problemas de temperatura, retracción o refrigeración. Se reducen optimizando las temperaturas, las distancias de retracción, las velocidades y permitiendo una refrigeración adecuada de la pieza.

Deformación

Se produce si el material se contrae al enfriarse. Provoca el levantamiento de esquinas/canto de la cama. Se minimiza utilizando adhesivos para superficies de construcción, cerramiento y optimizando los ajustes de temperatura/retracción.

Delaminación

Separación de capas causada por una presión desigual sobre las capas impresas o por burbujas inducidas por la humedad. Se rectifica mejorando la adherencia del lecho, secando los filamentos, aumentando las líneas de pared, el relleno y el enfriamiento entre capas.

Superficies rugosas

Debido a un apilamiento incorrecto de líneas individuales o a defectos como la pata de elefante. Suavizado utilizando alturas de capa más finas, reduciendo las temperaturas, calibrando adecuadamente el flujo y el postprocesado.

Calibrar su impresora 3D

Nivele la plataforma de construcción

La plataforma de impresión debe estar perfectamente nivelada para que la adherencia de la primera capa sea uniforme. Para ello se utiliza el método del papel/calibre de láminas, en el que se introduce una lámina entre la boquilla móvil y la plataforma. Las compensaciones se ajustan hasta que se siente la resistencia adecuada al mover la hoja. Este proceso se repite en todos los puntos de ajuste y se realizan algunas impresiones de prueba para comprobar la planitud de la plataforma.

Ajustar la temperatura

Los artefactos de impresión 3D están muy influenciados por la temperatura de la boquilla y de la cama. La temperatura de la boquilla influye en la unión de las capas, mientras que la temperatura de la cama afecta al alabeo y a la adhesión de la cama. El PLA imprime mejor a 180-210°C, mientras que el ABS requiere 230-250°C. Los lechos calefactados deben ajustarse a 50-60°C para el PLA y a 70-100°C para el ABS. La calibración de la temperatura se realiza probando varias combinaciones para el material en uso y anotando la óptima que proporcione la mejor unión de capas sin comprometer la precisión dimensional en 3D Printing Artifacts.

Ajuste el desplazamiento Z y el caudal

Ajustar correctamente la distancia de desplazamiento Z influye en el grosor de la primera capa y en su adherencia a la cama. Se ajusta moviendo la boquilla arriba/abajo hasta que la resistencia del papel sea la adecuada. El caudal dicta la acción de alimentación de la extrusora. Una extrusión insuficiente produce huecos, mientras que una extrusión excesiva provoca rezumado, disminuyendo en ambos casos la calidad de impresión. Para calibrar este ajuste se utiliza el asistente de calibración de Slic3r o cubos de prueba de dimensiones conocidas.

Calibrar los pasos E

Los pasos E/mm definen la relación lineal entre la entrada de filamento y la salida del extrusor en una impresora. Los valores incorrectos de pasos e extruyen por defecto o por exceso. La fórmula utiliza alimentaciones gr, mide la entrada de filamento y la salida para calcular los nuevos pasos e. Alimentar, medir, calcular se repite en pequeños pasos hasta que salida=entrada dando la mejor calidad.

Configurar motores

Los ajustes de corriente del driver, microdirección y rotación del motor en el firmware ayudan a que los motores paso a paso se muevan con suavidad evitando el banding o los desplazamientos. Probando cada cambio de forma independiente se encuentran los valores óptimos para los componentes de la impresora. La calibración se completa sólo después de validar todos los cambios de parámetros individuales mediante impresiones de prueba.

Optimizar los ajustes de la cortadora

Alturas de la capa de control

La altura de capa controla el grosor de cada capa impresa e influye enormemente en la calidad y el tiempo de impresión. Si se utiliza una altura de capa menor, de 0,1 mm en lugar de 0,2 mm, se consigue un acabado más suave de la superficie al producir transiciones más finas y graduales entre las capas y reducir la visibilidad de los escalonamientos visibles en las caras en ángulo. Sin embargo, las capas más pequeñas aumentan significativamente el tiempo de impresión. La mayoría de las cortadoras permiten ajustar con precisión la altura de capa predeterminada para alcanzar el equilibrio óptimo para cada impresión.

Añadir estructuras de apoyo

Cuando se imprimen en 3D geometrías salientes como puentes, el material no tiene nada debajo sobre lo que apoyarse. Habilitar la generación de soportes en la cortadora evita estos fallos. Dos patrones comunes son los soportes con contacto y sin contacto. Los primeros se adhieren directamente a las superficies, mientras que los segundos se asemejan a estructuras ramificadas. Orientar los modelos estratégicamente puede eliminar a veces por completo la necesidad de soportes.

Configurar relleno

El relleno determina lo denso o poco denso que es el interior del modelo impreso. El relleno sólido proporciona la máxima resistencia a costa de un uso de material y un tiempo de impresión mucho mayores en comparación con las opciones de relleno hueco o menos denso, como el rectilíneo o el hexagonal. Los patrones graduales de las capas también afectan a la resistencia. La optimización requiere equilibrar los requisitos con el tiempo y los costes.

Configurar muros

Las paredes constituyen las superficies visibles exteriores del modelo. Aumentar el número de paredes perimetrales mejora la precisión dimensional y la calidad de la superficie, pero alarga los tiempos de impresión. Un único perímetro de pared es suficiente para piezas prototipo rápidas, mientras que las piezas funcionales complejas necesitan de 2 a 3 paredes. La anchura de la línea de la pared debe coincidir con el diámetro de la boquilla.

Optimizar la velocidad

La velocidad de impresión determina la rapidez con la que el cabezal de impresión se mueve y deposita el material. Aunque las velocidades más rápidas reducen la duración de la impresión, pueden comprometer la fuerza de unión de las capas e introducir incoherencias como el acanalado si las velocidades son superiores a las óptimas. Las reducciones graduales de 5 mm/s proporcionan mejoras claras para precisar los perfiles de velocidad adecuados.

Ajustes de soporte de resintonización

Los ajustes personalizables como la interfaz/distancia más cercana entre el soporte y el modelo influyen en la facilidad de retirada del soporte tras la impresión. En algunos casos, los pilares de apoyo pueden ser suficientes en lugar de los puntos de contacto de la interfaz. La rotación estratégica de los modelos o la colocación selectiva pueden reducir los soportes por completo. Múltiples ensayos determinan las combinaciones de parámetros adecuadas para cada geometría de pieza.

Elegir los materiales óptimos

Pros y contras del PLA

PLA es fácil de imprimir, no es tóxico y produce piezas precisas, pero tiene una menor resistencia al calor que requiere un tratamiento posterior para darle resistencia. El PLA es bastante quebradizo cuando se utiliza sin relleno. Las líneas de las capas también son evidentes en las impresiones.

Propiedades del ABS

El ABS produce piezas resistentes, fuertes y tolerantes a la temperatura/impacto. Los contras son su mayor encogimiento, tendencia al alabeo y humos tóxicos que requieren encapsulado. ABS es más fácil de alisar que el PLA.

Filamentos especiales

Los filamentos de fibra de carbono, madera, flexibles y rellenos de metal se adaptan a prototipos funcionales y piezas de uso final en función de las necesidades. Pueden requerir boquillas compatibles o ajustes de temperatura modificados.

Mejorar el acabado superficial

Impresiones 3D en arena

El lijado con papeles de grano progresivamente más fino, como P80 a P600, elimina las líneas de capa, los artefactos y los soportes. El lijado húmedo cuidadoso minimiza el polvo.

Aplique imprimaciones y pinturas

Tras el lijado, aplique una imprimación que rellene las imperfecciones y acepte mejor las pinturas. Pinturas acrílicas o esmaltes El acabado imprime de forma atractiva ocultando los defectos.

Alisado químico

La acetona, el diclorometano y los detergentes alisan plásticos específicos como ABS, PETG. Hay que tener cuidado para evitar que el disolvente dañe o debilite las impresiones.

Aplicar revestimientos de resina

Las resinas epoxi recubren y refuerzan las impresiones en 3D para obtener una superficie brillante, impermeable y reforzada que oculta todos los defectos de impresión.

Pruebe el alisado térmico

Las pistolas de calor, los secadores de pelo y los vapores de disolventes ablandan las capas de plástico que se fusionan para conseguir un acabado liso en ABS y ciertos compuestos como el nailon/fibra de carbono. El control es fundamental para evitar deformaciones.

Conclusión

Calibrando cuidadosamente su impresora 3D, optimizando los ajustes de la cortadora y utilizando estructuras de soporte y técnicas de acabado de superficies eficaces, puede reducir significativamente los artefactos de impresión. Aunque pueden quedar algunas imperfecciones debido a la naturaleza aditiva de la impresión 3D, la experimentación y una selección adecuada del filamento pueden dar lugar a impresiones más suaves y precisas. A medida que avanza la tecnología de impresión en 3D, el dominio de estas prácticas básicas permite obtener impresiones funcionales de alta calidad que cumplen con las estrictas tolerancias de diseño. Con experiencia, incluso los principiantes pueden lograr resultados comparables a los métodos de fabricación de precisión como CNC o moldeo por inyección.

Preguntas frecuentes

P: ¿Qué ajustes ayudarían a minimizar las líneas de capa en geometrías complejas con muchas curvas y ángulos?

R: Las superficies curvas y en ángulo son más propensas a mostrar líneas de capa perceptibles. El uso de alturas de capa adaptables que ajustan el grosor de la capa en función de la geometría del modelo puede ayudar. Las boquillas más finas, como las de 0,2 mm en lugar de 0,4 mm, también crean capas más suaves. Reducir la velocidad de impresión, por ejemplo a 30 mm/s en lugar de 60 mm/s, permitirá disponer de más tiempo para la unión entre interfaces. Activar un ajuste de malla fina en la cortadora que añada detalles geométricos adicionales puede mejorar también las curvas y los ángulos. Asegúrese también de calibrar correctamente los pasos de e y los caudales para conseguir una extrusión consistente.

P: ¿Es posible eliminar por completo el alabeo de las impresiones en ABS de mayor tamaño?

R: Aunque a menudo se puede minimizar el alabeo, evitarlo por completo en impresiones de ABS de gran tamaño puede resultar difícil, sobre todo sin un cerramiento. Sin embargo, ciertas precauciones maximizan el éxito. Una balsa debajo del modelo proporciona una base estable. Utilizar un lecho de vidrio calentado adhiere excepcionalmente la primera capa. Ralentizar el proceso de enfriamiento posterior a la impresión incluyendo un borde, desactivar los ventiladores de refrigeración y elevar la temperatura de la cama en reposo contribuyen a aliviar las tensiones gradualmente. Por último, es clave elegir una mezcla de ABS de bajo alabeo y optimizar las temperaturas y los ajustes de retracción. Siguiendo estas pautas se obtienen los resultados más planos.

P: ¿Qué tratamiento posterior es seguro para los artículos de PLA que entrarán en contacto con alimentos?

R: Para impresiones en PLA aptas para alimentos, los métodos de postprocesado más seguros son el lijado ligero y el aceite mineral apto para alimentos. El PLA produce un material no tóxico por sí mismo, pero algunos acabados pueden introducir contaminantes con el tiempo. El lijado en húmedo con granos altos como el 2000 evita la inhalación de resina. El aceite mineral o de oliva de calidad alimentaria forma una barrera transpirable y no lixiviante que mantiene la textura mate conseguida con el lijado. La acetona, el diclorometano o los revestimientos de resina curados con rayos UV podrían transferir residuos que suscitarían problemas de salud y es mejor evitarlos en artículos que vayan a entrar en contacto con alimentos o bebidas.