¡Ventajas de la cama térmica para la impresión 3D!

Una cama calefactable es la base sobre la que imprimes tus modelos 3D, con la característica de que también se puede calentar, lo que puede ser ventajoso cuando se utilizan ciertos tipos de plástico.

Aunque no todas las impresoras 3D tienen una cama calefactable, se requiere cuando se imprime con ciertos materiales, como ABS, por ejemplo.

En ciertas situaciones, el material que se va a imprimir requeriría una cama caliente para evitar que los bordes de la impresión se levanten, lo que también se conoce como deformación, y esto ayuda a mantener constante la temperatura del plástico extruido a lo largo de la duración de la impresión y evita que se deforme. enfriándose rápidamente.

La deformación se produce debido a que el material se encoge durante la impresión 3D, lo que hace que las esquinas de la impresión se levanten y se separen de la placa de construcción. Cuando se imprimen plásticos, se expanden a medida que se calientan e imprimen, pero se contraen a medida que se enfrían, lo que hace que la impresión se doble hacia arriba desde la placa de construcción.

Entonces, en resumen;

La ventaja de usar una cama caliente es que mejora la calidad general de sus impresiones al evitar que el plástico extruido se enfríe demasiado rápido, lo que puede provocar deformaciones en los lados y las esquinas del modelo porque se enfría demasiado rápido y desigualmente.

Ahora bien, no todos los materiales se comportan igual, por lo que necesitan diferentes condiciones de impresión para evitar este problema, y ​​la temperatura es el factor más importante ya que es lo que determina si el plástico se deforma o no.

Este no es un problema tan grande cuando se imprimen modelos pequeños, pero cuando se imprimen objetos 3D más grandes, incluso cuando la primera capa se adhirió correctamente a la cama, la torsión y el enrollamiento que se produce en las últimas capas podrían terminar separando el modelo de la cama. de todos modos.

Este proceso ocurre principalmente cuando se imprimen piezas grandes o largas con materiales de alta temperatura, por ejemplo, ABS. El factor principal detrás de este problema es la forma en que se comporta el plástico cuando se enfría. Por ejemplo, si imprime una pieza de ABS a 230 ^o C e inmediatamente dejar enfriar a temperatura ambiente (25 ^o C), se reducirá aproximadamente un 1,5 %.

Imagine que esto suceda en un modelo a mayor escala y en cada capa, donde cada capa comenzará a torcerse hasta que toda esa fuerza separe su modelo 3D de la cama. Esto, con el tiempo, terminará causando que tenga muchas impresiones fallidas y material desperdiciado.

Las camas calientes funcionan regulando la temperatura de la parte inferior de la impresión, lo que evita que se deforme. Proporcionan una mejor adherencia de la primera capa, lo que permite que la impresión permanezca plana.

Por supuesto, hay muchos tipos diferentes de camas térmicas que funcionan de manera ligeramente diferente y están diseñadas para usarse con materiales específicos, pero más al final de este artículo.

Aunque las camas calientes funcionan muy bien para evitar la deformación y obtener una mejor adherencia de la primera capa, existen otras formas de evitar estos efectos secundarios no deseados si no tiene una cama caliente; adhiriendo otros materiales sobre la propia cama para que sirvan como superficie de impresión, como cinta Painters, cinta Kapton, laca para el cabello y pegamento.

Soluciones comunes de deformación

• Use una cama caliente.
• Deshabilitar el enfriamiento del ventilador.
• Utilice un recinto calentado.
• Use bordes y balsas.

El denominador común aquí, como puede ver, es el control de la temperatura, y una cama caliente funcionaría bastante bien, ya que está diseñada para regular la temperatura de cualquier plástico que esté usando.

Sin embargo, como mencioné anteriormente, la deformación es especialmente problemática cuando se imprime con ABS y, por lo tanto, es muy importante comprender las temperaturas recomendadas u óptimas de varios materiales plásticos, y ABS en particular, por lo que le insto a leer la siguiente parte. donde entro en detalle qué temperaturas usar con cada filamento.

Nota :Puede consultar la etiqueta impresa en su bobina de filamento para conocer las temperaturas ideales de impresión y cama.

Temperaturas recomendadas

Los diferentes filamentos utilizados para imprimir, como ABS, PLA, nailon, PETG, RE-Pet, Tech-G, PolyFlex, fibra de carbono, etc., tienen diferentes propiedades físicas y requieren diferentes temperaturas de impresión y lecho, así como un material de adhesión al lecho diferente.

Además de esto, la dificultad de imprimirlos varía bastante entre cada material, al igual que sus puntos fuertes generales, por lo que son útiles para diferentes aplicaciones, pero por el bien de este artículo, hablemos del ABS. ya que pertenece más al tema en cuestión .

¿Qué es la temperatura de transición vítrea?

La temperatura de transición vítrea es la temperatura a la que un polímero se vuelve viscoso al calentarse; Adquiere un estado vítreo que le otorga propiedades mecánicas como fragilidad, dureza y rigidez, más comúnmente conocido como pasar de un estado sólido a un estado más "gomoso".

Diferentes plásticos tienen sus propios valores de temperatura de transición vítrea; ABS tiene un valor mínimo y máximo de 90 ^o C y 102 ^o C respectivamente, que está muy por debajo de la temperatura de impresión que conduce a la deformación. Por esta razón, la temperatura del lecho calentado se establece en un rango de 90 a 100 °C para aprovechar el período de transición vítrea.

PETG, por ejemplo, tiene un valor de temperatura de transición vítrea de entre 70 °C y 80 °C, lo que da como resultado un rango de temperatura de lecho de 70 a 80 °C.

El ABS es bastante difícil de imprimir ya que se encoge notablemente a medida que se enfría, que es la causa principal de la deformación.

Las capas de una impresión 3D de ABS pueden separarse (delaminarse) o incluso romperse debido a la presión interior que se acumula durante el enfriamiento de la pieza.

Aquí hay una tabla muy útil que puede usar para determinar tanto la temperatura de impresión para su tipo de plástico como la temperatura de la cama requerida.

Tabla de rango de temperatura

La siguiente tabla muestra los rangos de temperatura de plásticos específicos:

Entonces, ahora que sabe más acerca de por qué las camas calientes son útiles y a qué temperatura debe configurarlas para sus impresiones, es hora de sumergirse en los diferentes tipos de camas calientes que existen.

Tipos de camas térmicas

Hay una amplia variedad de camas térmicas disponibles y algunas de ellas vienen preinstaladas con su impresora (sin embargo, la mayoría de ellas no vienen con una cama caliente sino con una normal).

A continuación se enumeran los más comunes;

Cama caliente de PCB

Desarrolladas por Josef Prusa, las camas térmicas de PCB funcionan haciendo pasar una corriente eléctrica a través de un conductor que produce calor.

Numerosas impresoras 3D utilizan estas camas calientes no solo por su buen rendimiento, sino también por lo asequibles que son, y el proceso de instalación y nivelación también es muy sencillo.

Puede esperar una experiencia de impresión sencilla y limpia al usarlos, requieren una libertad vertical mínima en comparación con una lámina de acero templado montada con resistencias revestidas de aluminio, y también brindan una dispersión uniforme del calor.

Calentador de película Kapton

Kapton es una película de poliimida conductora de electricidad desarrollada para aplicaciones de calefacción donde se necesita un calentador uniforme, liviano y delgado.

Dado que estos calentadores de película Kapton son tan delgados, pueden calentarse y enfriarse muy rápidamente y están diseñados para usarse con medios de calentamiento que brindan una rápida dispersión térmica para que los materiales plásticos puedan calentarse y enfriarse rápidamente para evitar torceduras. y deformación.

Calentadores revestidos de aluminio

Los calentadores revestidos de aluminio tienen un circuito eléctrico que utiliza un termistor y un aislante en el caso de elementos sensibles a la temperatura.

Se ha comprobado que son eficientes y económicos; sin embargo, los calentadores revestidos de aluminio requieren un proceso de instalación bastante complejo, ya que deben atornillarse a la superficie, y se recomienda usar pasta entre el calentador revestido y la superficie.

Es por eso que recomendaría obtener una impresora que ya venga con una cama caliente, ya que comprarlas por separado puede generar problemas de compatibilidad.

Vale la pena señalar que la mayoría de las impresoras 3D no vienen con una base de calor, por lo tanto, verifique para asegurarse de que la impresora que finalmente obtenga ya venga con una, como la impresora 3D de bricolaje semiensamblada Marlin2.0 de código abierto XVICO.

Y por último, pero no menos importante...

Adhesivos para camas calientes

Anteriormente mencioné brevemente diferentes adhesivos que se pueden unir a la cama para ayudar a que sus impresiones se adhieran mejor a ella, y aunque usar una cama caliente lo ayudará mucho, puede haber ocasiones en las que necesite recurrir a estos tipos. de materiales.

Painters Tape y Kapton Tape son excelentes formas de adhesivo y son ideales para imprimir ABS debido a su superficie rugosa, lo que mejora la adherencia.

Kapton Tape también funciona muy bien con PLA, ya que ayudará a mantener el modelo pegado a la base térmica durante todo el proceso de impresión.

Otro tipo de adherencia son las lacas para el cabello y los pegamentos, que también funcionan bien con el ABS para aumentar la adherencia a la cama. Sin embargo, se recomienda el uso de lacas para el cabello en superficies de vidrio.

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