¿El PLA requiere el uso de una cama térmica?

Acabas de empezar con la impresión 3D y compraste algo de PLA, ya que es el filamento más fácil de imprimir. Entonces te das cuenta de que la cama de impresión de tu impresora 3D se puede calentar y piensas "eh, ¿debería usar una cama caliente con PLA o no?".

Entonces, esto es lo que responderé hoy, pero no es una respuesta estrictamente de "sí" o "no" porque dependerá de un par de factores.

Entonces, sin más preámbulos, comencemos.

¿El PLA necesita una cama caliente?

PLA se imprime a una temperatura razonablemente baja, lo que significa que el riesgo de deformación es bajo. Si bien puede imprimir sin una cama caliente en la mayoría de los casos, aumentar la temperatura de la cama da como resultado una mejor adhesión de la primera capa, y esto se traduce en una mejor calidad de impresión y menos deformaciones en general.

Una de las razones principales para usar una cama caliente es lidiar con una mala adherencia de la primera capa que puede provocar que las impresiones se desprendan por completo de la superficie de construcción, así como deformaciones, lo que ocurre más comúnmente cuando se imprime con ABS y no tanto con PLA. , pero una cama caliente puede reducir aún más las posibilidades de deformación.

¿Qué es la deformación?

La deformación ocurre porque las diferencias de temperatura entre las capas de plástico extruido son demasiado grandes, lo que a su vez crea tensión dentro del modelo y, cuando llega a ser demasiado, las capas inferiores comienzan a arrastrarse o levantarse. Como consecuencia, las esquinas del modelo se doblan hacia arriba, lo que comúnmente se conoce como deformación.

Sin embargo, la deformación no es un problema tan grande con PLA como lo es con ABS, pero aun así aumenta la consistencia general de la impresión y ayuda con la adhesión a la cama.

Si bien el PLA se puede imprimir sin una cama caliente, mejora la adhesión a la cama y evita que el objeto se mueva y arruine la impresión.

Las camas calentadas evitan que las impresiones se deformen al mantener el plástico caliente durante el proceso de impresión, manteniendo el material cerca de su temperatura de transición vítrea o ligeramente por debajo de ella (aunque obtendrá la adhesión más fuerte a la cama yendo un poco por encima, pero más sobre eso en un segundo) que en el caso del PLA es de 60-65 °C, por lo que calentar la cama a unos 55-60 °C debería darte excelentes resultados.

Hacer esto le dará las mejores posibilidades de éxito. Sin embargo, como mencioné anteriormente, PLA también se puede imprimir sin una cama caliente y, en la mayoría de los casos, sin problemas.

Ventajas de usar una cama caliente

Hay numerosas ventajas en el uso de una cama caliente durante la impresión 3D, especialmente con materiales como el ABS, y aunque no es estrictamente necesario cuando se imprime con PLA, hay algunas ventajas definitivas en el uso de una cama caliente, así que aquí están:

Mejora la adhesión de la primera capa a la placa de construcción

Según este estudio científico que midió las diferencias en la adhesión de la cama con una cama calentada y no calentada, con PLA impreso en ambos materiales de la cama (vidrio y lámina PI) hasta una temperatura de la cama de 60 °C, un aumento constante en la se observa una fuerza de adhesión, que se puede atribuir a una mayor movilidad de la cadena del filamento depositado con temperaturas más altas.

Un dato interesante es que la adherencia aumentó aún más al pasar de 60°C a 70°C. Sin embargo, 70 °C parece ser el límite, ya que superar esa temperatura reducirá rápidamente la adhesión a la cama entre un 50 % y un 60 %.

Además, el comportamiento de adhesión del ABS impreso sobre el vidrio o la película de PI muestra una tendencia similar a la del PLA. Las fuerzas de adhesión aumentan con el aumento de la temperatura de forma no lineal con un máximo ligeramente por encima de la temperatura de transición vítrea (ligeramente por encima de 105 °C).

Esencialmente, una cama calentada mejorará la adhesión de la cama y, si desea que la impresión se pegue lo mejor posible, caliente la cama ligeramente por encima de la temperatura de transición vítrea.

Ayuda a evitar deformaciones

Como mencioné anteriormente, la deformación ocurre porque las diferencias de temperatura entre las capas de plástico extruido son demasiado grandes, lo que, a su vez, crea tensión dentro del modelo y, cuando llega a ser demasiado, las capas inferiores comienzan a arrastrarse o levantarse. Como consecuencia, las esquinas del modelo se doblan hacia arriba.

Calentar la cama hace que el material depositado no pueda enfriarse, al menos no las primeras capas, que como acabamos de ver aumentarán drásticamente la adherencia, pero además como el plástico encoge al enfriarse, esa contracción creará tensión a medida que avanza el proceso de impresión y puede terminar deformándose (curvándose y separándose de la cama).

Esencialmente, una cama calentada no solo ayudará con la adhesión de la cama, sino que evitará que ocurra la contracción del material, lo que a su vez eliminará, o al menos reducirá, el riesgo de deformación.

Vale la pena señalar que esto tiende a suceder principalmente con materiales que requieren un calor extremadamente alto para imprimir, como el ABS, y esto no es tan importante con el PLA, en general.

Pero si sus impresiones PLA se salen de la cama o se deforman, considere calentar la cama.

¿Cómo resolver problemas de deformación?

Hay un par de formas de lidiar con la deformación, una de las cuales ya mencioné anteriormente;

1. Nivele su cama de impresión y ajuste la altura de la boquilla :La primera capa es la más importante de todas y determinará la calidad de la impresión en el futuro. La nivelación adecuada de la cama y la altura de la boquilla garantizará una buena adhesión de la primera capa.
2. Aumentar la temperatura de la cama: Como acabo de mencionar, calentar la cama a la temperatura de transición vítrea del filamento que está utilizando mejorará drásticamente la adhesión.
3. Utilice productos externos para mejorar la adherencia: Las barras de pegamento, los aerosoles para el cabello, la cinta Kapton, las hojas de PEI, la cinta adhesiva, etc., pueden ayudar a mejorar la adhesión de la capa. Más sobre esto en un momento.
4. Imprimir usando un Borde o balsa:los bordes se utilizan para sujetar los bordes de la pieza, lo que puede evitar que se deforme y ayudar con la adhesión de la cama. Las balsas (que se usan principalmente con ABS) ayudan con la deformación y la adhesión a la cama, así como también estabilizan los modelos que ocupan poco espacio.

Desventajas de usar una cama caliente

La impresión con una cama calentada no debería tener problemas si la temperatura se establece en el rango recomendado de 50 a 60 °C para PLA, o como se mencionó en el estudio que vinculé anteriormente, si desea la mejor adhesión posible, configure la cama temperatura a 70°C.

Sin embargo, esto no es tan simple como parece, ya que aumentar demasiado la temperatura de la cama puede causar otro problema conocido comúnmente como "pata de elefante", que es un abultamiento visible de la primera capa.

El pie de elefante puede ocurrir por un par de razones, como configurar la temperatura de la cama demasiado alta, imprimir sin una balsa, o cuando se imprimen objetos grandes, ya que el peso de la impresión empujará hacia abajo esa primera capa y hará que se "abulte" hacia afuera.

¿Cuáles son las soluciones para la pata de elefante?

1. Nivela tu cama de impresión y ajuste la altura de la boquilla:este es el primer paso y el más importante de todos, ya que la primera capa puede aplastarse contra la cama porque la boquilla está demasiado cerca.
2. Bajar la temperatura de la cama :Cuanto más alta sea la temperatura de la cama, mayores serán las posibilidades de que ocurra la pata de elefante. Baje la temperatura de la cama en 5°C a la vez y verifique cómo resulta la impresión. Si bajas demasiado la temperatura y el problema persiste, la causa puede ser otra.
3. Imprimir con una balsa :Imprimir una balsa significa que la balsa será la que sufra el problema, pero esto mantendrá intacto su modelo 3D.
4. Modifique su modelo :Modifique el modelo colocando un pequeño chaflán de 45° en la parte inferior de la impresión, lo que compensará el abultamiento.

Temperatura perfecta de lecho calentado para PLA

Por lo general, PLA no necesita imprimirse con una cama caliente, pero si no puede lograr que se adhiera correctamente a la cama o si tiende a deformarse, intente ajustar la temperatura de la cama lo más cerca posible de la temperatura de transición vítrea. de PLA (60 °C).

Esencialmente, querrá calentar la cama hasta alrededor de 60 °C o menos, ya que desea aumentar la adherencia sin correr el riesgo de sufrir una pata de elefante.

Si, por alguna razón, la impresión no se pega o se deforma, puede intentar subir la temperatura de la cama a cerca de 70 °C, que es la temperatura a la que el PLA se pega mejor a la cama (según el estudio que vinculé) .

¿Cuál es la temperatura de transición vítrea?

En química, la temperatura de transición vítrea (Tg) es la temperatura a la que un material pasa de un estado cristalino rígido a un estado amorfo vítreo. En otras palabras, es la temperatura a la que un sólido cambia sus propiedades físicas de duro a gomoso o maleable, sin fundirse.

La temperatura de transición vítrea del PLA es de 60-65 °C, lo que significa que cuando alcance esas temperaturas pasará de un estado sólido a un estado más "gomoso".

Vale la pena señalar que la temperatura de transición vítrea y la temperatura de fusión son dos cosas completamente diferentes, ya que la temperatura de fusión es cuando el plástico pasa de sólido a líquido, mientras que la temperatura de transición vítrea es cuando el plástico se vuelve gomoso y maleable.

Cómo aumentar aún más la adherencia a la cama con PLA

Suponiendo que ya haya intentado calentar la cama, usando un Raft y un Brim para aumentar aún más la adhesión de la cama y evitar que se deforme, pero nada parece haber funcionado, puede recurrir a otros materiales que deberían ayudar.

1. Pegamento en barra: Glue Stick es extremadamente fácil de usar; ¡Simplemente aplíquelo a la superficie de impresión y listo! ¡Está listo para imprimir!
2. Laca para el cabello: La laca para el cabello tiende a adherirse mejor a una cama ya calentada, así que antes de aplicarla, asegúrese de calentar primero la cama y luego simplemente rocíela sobre la superficie de construcción.
3. Hojas PEI: PEI está laminado y se puede colocar fácilmente en cualquier superficie de impresión, y lo mejor es que es fácil de encontrar y también es muy asequible. Algunos de ellos incluyen adhesivos de doble cara, lo que hace que la instalación sea bastante rápida simplemente adhiriéndola a la superficie de construcción.
4. Cinta Kapton: La cinta Kapton soporta temperaturas extremadamente altas y se usa a menudo en la electrónica para proteger los componentes al soldar o pelar piezas, lo que la hace ideal para la impresión 3D, ya que no se dañará al calentar la cama.
5. Cinta de enmascarar :La cinta de enmascarar también puede funcionar muy bien, pero deberás tener cuidado al instalarla, ya que no querrás que haya irregularidades entre las tiras de cinta ni espacios descubiertos, de lo contrario, la impresión no se pegará tan bien.

Conclusión

Creo que dejé en claro que no necesitas una cama caliente cuando se imprime con PLA, pero los beneficios están ahí.

Pruébelo usted mismo, imprima sin calentar la cama y vea qué tan bien se adhiere el objeto a la cama. A continuación, calienta la cama lo más cerca posible de la temperatura de transición vítrea del filamento, en el caso del PLA es de 60-65 °C, y observa si hay alguna diferencia notable.

¡Espero que esta información haya sido útil!

¡Que tengas un gran día!

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