Previniendo el warping en piezas impresas en 3D: Consejos de diseño expertos

Diseño para Impresión 3D (DF3DP) es una serie de blog que comparte consejos y técnicas probadas para toda impresora FFF. Nuestro objetivo es ayudarle a reducir costes, tiempo de impresión y obtener la pieza exacta que desea en el primer intento.

Si alguna vez ha impreso con una máquina FFF, probablemente ha visto piezas grandes o de forma extraña deformarse (warping). El warping le obliga a post-procesar, recortar o aceptar una base irregular que debería haber sido plana.

El warping no es un defecto de una impresora particular; es consecuencia de deformación térmica. Los termoplásticos se expanden al calentarse y contraen al enfriarse. Como las capas FFF se depositan calientes y luego se enfrían, cada nueva capa tira del material ya solidificado. La tensión acumulada hace que la pieza se enrolle o se despegue de la base.

Dos contramedidas prácticas en la máquina mantienen la pieza caliente y previenen el warping: base calefactada y cámara calefactada. Estas soluciones mantienen toda la impresión a temperatura estable, eliminando la contracción por enfriamiento que impulsa el warping. Adhesivos (como los que usamos) y un enfriamiento gradual también ayudan, ya que la pieza permanece pegada a la base mientras se encoge.

Sin embargo, la estrategia más efectiva comienza en la fase de diseño. Las impresoras 3D tienen limitaciones como cualquier otro método de fabricación. Por ejemplo, la característica más pequeña que una máquina FFF puede producir está determinada por el tamaño de la boquilla y la precisión del gantry. Cuando un diseño empuja estos límites, el warping es casi inevitable. Las siguientes cinco directrices le ayudan a diseñar piezas que se mantengan planas durante la impresión.

1. Use filetes y formas redondeadas

Las esquinas agudas concentran tensión. Cuando una sección larga y delgada se contrae, las esquinas se levantan, produciendo el clásico "rizado" visto en muchos ejemplos de warping. Reemplazando bordes agudos con filetes, distribuye la tensión sobre un área mayor, reduciendo la tracción en cualquier punto individual.

En nuestra pieza de prueba, añadir filetes a todas las esquinas redujo el warping casi a la mitad. El fondo redondeado también da un pequeño labio que facilita la extracción de la base.

Tras la modificación, la pieza permaneció plana y solo requirió post-procesado mínimo.

2. Oriente la pieza con su cara más grande hacia abajo

Cada capa añade más material que quiere encogerse. Si la sección transversal aumenta al subir, las capas inferiores experimentan mayor tracción de las capas superiores, magnificando la fuerza de warping. Imprimir con la cara más grande en la base distribuye la carga más uniformemente y aumenta el área de contacto con la base, mejorando la adherencia.

Imprimimos el mismo prisma truncado boca abajo, y el resultado fue una base perfectamente plana —sin warping alguno.

3. Añada un brim (borde)

Un brim es una capa extra de material que rodea la base de su pieza. Amplía el área efectiva del fondo y actúa como "amortiguador" que absorbe las tensiones que de otro modo levantarían la pieza.

Los brims también proporcionan superficie sólida para estructuras de soporte, evitando que se enrollen al contraerse. El brim absorbe la mayor parte del warping, manteniendo la pieza principal plana.

4. Diseñe un brim personalizado cuando sea necesario

Los ajustes de brim estándar a veces fallan, especialmente en formas complejas con puntos de contacto irregulares. En tales casos, cree un brim personalizado añadiendo pequeños "puntos" redondeados en esquinas clave de la pieza. Estos puntos aumentan el área de superficie en áreas críticas, anclando la impresión de forma más segura.

Nuestros brims personalizados rinden igual que la opción integrada y son ideales para diseños intrincados.

5. Refuerce las capas base con fibra compuesta

La Mark Two de Markforged puede depositar fibra continua dentro de una impresión, aumentando drásticamente la rigidez y estabilidad dimensional. Añadir fibra a las primeras capas fija la base en su lugar, haciendo virtualmente imposible que la pieza se deforme.

Para máximo beneficio, coloque fibra tanto en la base como en la superficie superior —esta construcción sándwich optimiza la resistencia torsional, como se describe en nuestra guía de diseño de compuestos.

La pieza de prueba reforzada permaneció plana, incluso sin cambios de diseño.

Consejo extra: Imprima en Onyx para estabilidad dimensional

Onyx es un nailon micro-reforzado con carbono que resiste la deformación térmica más que el nailon estándar. Las piezas impresas en Onyx warpean significativamente menos, proporcionando un resultado dimensionalmente más estable sin necesidad de refuerzo de fibra.

Pruebe estas técnicas en los archivos STL y MFP que proporcionamos y comparta sus resultados. Si tiene preguntas o sugerencias para futuras publicaciones, envíenos un correo a printstronger@markforged.com.