Elegir la Altura de Capa Ideal para Impresión 3D: Consejos para Calidad y Velocidad

Si recién estás empezando con la impresión 3D, puede que no estés completamente seguro de qué altura de capa deberías usar para imprimir tus modelos.

En este artículo, repasaré qué es la altura de capa, la relación entre la altura de capa y el diámetro de la boquilla y cómo difieren, ya que parece haber mucha confusión en torno a ese tema específico, y cubriré cuáles son las mejores alturas de capa en general, dependiendo de la aplicación (Calidad de impresión, resistencia, velocidad, etc.).

Así que, sin más preámbulos, ¡vamos directo al grano!

¿Qué es la altura de capa en impresión 3D?

La altura de capa, también conocida como resolución o detalle, es la altura de cada capa individual de plástico extruido en una impresión 3D. Cuanto menor sea la altura de capa, más detallada saldrá la impresión porque se necesitarán imprimir más capas para completar el modelo. Por ejemplo; imprimir un cubo de 20x20x20 mm con una altura de capa de 0,12 mm tendrá 166 capas, pero solo 71 capas con una altura de capa de 0,28 mm.

¿Cuál es el compromiso? Bueno, imprimir a una resolución más alta, o menor altura de capa, aumenta drásticamente el tiempo que tarda en imprimir un objeto ya que la impresora necesitará depositar el doble de capas o incluso más, mientras que aumentar la altura de capa resultará en impresiones más rápidas que tienen menos detalle general.

Esencialmente, estás intercambiando tiempo de impresión por detalle.

Toma estas dos impresiones de Benchy, por ejemplo: La izquierda se imprimió a una altura de capa de 0,12 mm y la derecha a 0,32 mm.

El Benchy de 0,12 mm se imprimió en 3:24 horas y tiene un total de 400 capas, el Benchy de 0,32 mm tardó 1:26 horas en imprimirse y tiene 150 capas. Esa es una caída bastante grande en el tiempo de impresión y la única diferencia es la altura de capa.

Como puedes ver, el Benchy de la derecha tiene muchas más líneas visibles. Esto es especialmente notable en el techo y la parte superior de las paredes/barandillas laterales como un efecto escalera muy visible.

Diámetros de Boquilla y cómo afectan a la altura de capa

El diámetro de boquilla predeterminado para la mayoría de las impresoras es 0,4 mm, pero generalmente van desde 0,2 mm hasta 1 mm. Aumentar el diámetro de la boquilla te permitirá imprimir a una altura de capa mayor, así como reducir el número de perímetros necesarios para imprimir una pared, por ejemplo, ya que el perímetro en sí será más ancho. Vale la pena notar que la altura de capa nunca debe exceder el 80% del diámetro de la boquilla (no hay valor mínimo).

Aquí tienes una tabla con las alturas de capa mínima y máxima recomendadas para cada diámetro de boquilla. Vale la pena notar que los valores mínimos no dependen de la boquilla sino de los motores paso a paso de tu impresora, por lo que generalmente no deberías ir por debajo de 0,04 mm (más sobre esto en un segundo), pero la razón por la que hay un valor mínimo es porque imprimir con una alta resolución vertical (baja altura de capa) pero con un ancho de línea mínimo grande (diámetro de boquilla) generalmente tiene poco sentido.

Tamaño Boquilla	Altura Mínima Capa	Altura Máxima Capa
0,15 mm	0,04	0,12
0,20 mm	0,05	0,16
0,25 mm	0,06	0,20
0,30 mm	0,08	0,24
0,35 mm	0,09	0,28
0,40 mm	0,10	0,32
0,50 mm	0,13	0,40
0,60 mm	0,15	0,48
0,80 mm	0,20	0,64
1,00 mm	0,25	0,80

Al imprimir con una boquilla que tiene un diámetro mayor y aumentar la altura de capa, puedes reducir drásticamente el tiempo de impresión del modelo, a veces pudiendo imprimir incluso tres o cuatro veces más rápido.

Ahora, el diámetro de la boquilla y el grosor de la capa no son lo mismo y no afectan el resultado final de la misma manera: La altura de capa afecta la calidad de impresión principalmente en partes verticales u oblicuas de la impresión, mientras que el diámetro de la boquilla afecta el nivel de detalle principalmente en el plano horizontal, y esto es porque una boquilla de mayor diámetro imprimirá capas más anchas, que no deberían ser visibles verticalmente.

Esencialmente, una boquilla de mayor diámetro deposita perímetros más anchos y también te permite aumentar la altura de capa (hasta el 80% del diámetro de la boquilla), lo que resulta en impresiones mucho más rápidas. La trampa aquí es que la calidad de impresión será mucho menor que si imprimieras con una boquilla de 0,4 mm a una altura de capa de 0,12 mm, o incluso con boquillas de menor diámetro y usando una altura de capa aún menor, pero se imprimirá mucho más rápido.

Vale la pena notar que usar una boquilla mayor no afectará el tiempo de impresión al imprimir en modo "jarrón" (vase mode), ya que aún tendrá que pasar por la exacta misma secuencia de movimientos.

¿Cuál es la mejor altura de capa para impresión 3D?

Para la mayoría de las impresiones 3D, la altura de capa ideal es 0,2 mm porque es un buen punto medio entre calidad y velocidad de impresión, tanto para impresiones grandes como para pequeñas y detalladas, y las líneas de capa no serán demasiado visibles. Reducir la altura de capa resultará en más detalle (bueno para impresiones pequeñas) pero aumentará el tiempo que tarda en imprimir un objeto, y viceversa.

Por supuesto, esto dependerá de las necesidades de tu impresión, ya que es muy diferente imprimir una miniatura, que requiere detalles intrincados impresos con la mayor resolución posible, e imprimir un objeto más grande, más bien funcional, que no necesita verse tan bien pero que aún funcione.

Mejor altura de capa para detalle

Cuanto menor sea la altura de capa, más detallada saldrá la impresión 3D. Sin embargo, esto solo es cierto hasta que alcanzas una altura de capa de 0,1 mm, ya que ir por debajo de esto, 0,05 mm por ejemplo, no producirá ningún aumento visible en la calidad. Para la mayoría de las impresiones cotidianas que necesitan una resolución realmente alta, usar 0,12 mm parece ser el punto óptimo.

Vale la pena tener en cuenta que imprimir a 0,12 mm en lugar del estándar 0,2 mm aumentará el tiempo de impresión bastante, por lo que necesitarás preguntarte si ese aumento en el detalle realmente vale la pena el tiempo extra.

Generalmente imprimo a 0,12 mm cuando quiero lograr un acabado bonito, suave y detallado, y en ese punto las capas son apenas visibles.

Mejor altura de capa para resistencia

Generalmente, una altura de capa de 0,1 mm hasta 0,15 mm produce los resultados más fuertes e ir por debajo o por encima de estos valores reducirá drásticamente la resistencia de una impresión. Vale la pena notar que el diámetro de la boquilla también juega un papel importante, ya que uno con un diámetro grande impreso a una baja altura de capa proporcionará la superficie de contacto más ancha, resultando en una adhesión de capa general más fuerte.

Se realizó un estudio para determinar cómo diferentes alturas de capa y diámetros de boquilla afectarían la resistencia de la impresión. Probaron boquillas de 0,4 mm, 0,6 mm y 0,8 mm y alturas de capa variables y llegaron a la conclusión de que cuanto más aumentas la altura de capa, más débil se vuelve la pieza; de hecho, de la altura mínima a la máxima hubo una diferencia de resistencia de aproximadamente 3,5 veces.

Como puedes ver en esta imagen, el diámetro de la boquilla juega un papel importante ya que imprimir con una boquilla de mayor diámetro pero a una baja altura de capa proporcionará una superficie de contacto más ancha para que cada capa se adhiera a la anterior, resultando en un enlace general más fuerte y, por lo tanto, una impresión 3D más fuerte.

Considera la orientación de la capa

Un objeto que necesita soportar una fuerza, como un gancho, por ejemplo, donde hay tracción constante en la misma dirección, debe imprimirse de tal manera que las líneas de capa estén alineadas con la fuerza que se va a aplicar sobre él.

Si lo imprimes verticalmente, entonces las líneas de capa serán horizontales, lo que significa que el gancho solo podrá soportar tanta fuerza como la adhesión de capa permita.

Por otro lado, imprimirlo de lado significa que las líneas de capa están alineadas con la fuerza a la que el gancho será sometido y esto aumenta su resistencia dos veces, o incluso más.

Aquí hay un video de CNC Kitchen que entra en extremo detalle y te recomiendo encarecidamente que lo veas si quieres ver la diferencia de resistencia entre diferentes alturas de capa y orientación de capa.

Además, el patrón de relleno también tiene algunas implicaciones importantes en la resistencia de una pieza, y dependiendo de para qué se va a usar, deberías usar un patrón diferente.

Mejor altura de capa para velocidad

La velocidad de impresión y la altura de capa son inversamente proporcionales; Cuanto más gruesa la altura de capa, más rápido el tiempo de impresión, y cuanto más delgada la altura de capa, más lenta la velocidad de impresión. Por ejemplo, usando la boquilla estándar de 0,4 mm, imprimir a tanto 0,32 mm como 0,1 mm de altura de capa es posible e imprimir un cubo de 20x20x20 mm tomará 18 min y 59 min respectivamente.

Si quieres imprimir lo más rápido posible, entonces deberías usar la boquilla más grande con la altura de capa más gruesa posible. Esto reducirá drásticamente el tiempo que tarda en imprimir una pieza a costa de menor detalle.

Para la mayoría de la gente que usa la boquilla estándar de 0,4 mm, imprimir a 0,28 mm o 0,32 mm debería ser la altura de capa máxima para imprimir un objeto. A partir de ahí, la única forma de aumentar la velocidad, además de ajustar algunas configuraciones en el laminador, es cambiar tu boquilla actual por una de mayor diámetro.

Mejor altura de capa para prototipado

El prototipado necesita ser rápido considerando que las piezas impresas no serán el producto final. La altura de capa no es el único factor importante; también lo son el diámetro de la boquilla, el porcentaje de relleno y la configuración de velocidad de impresión en el laminador.

En general, querrás usar la boquilla más grande que puedas, usar el menor relleno posible (usa relleno cúbico si es posible ya que es un relleno 3D que es fuerte en todas las direcciones), la altura de capa más gruesa y la configuración de impresión más rápida.

Vale la pena notar que cuando aumentas la velocidad de impresión, puedes encontrarte con un par de problemas; Las capas anteriores podrían no haberse solidificado correctamente, puedes obtener mucho "ringing" y "ghosting", mala precisión dimensional, y más.

La configuración de velocidad variará para ti dependiendo de qué impresora tengas, pero establecer la velocidad de perímetro a 100 mm/s y el relleno a unos 200-250 mm/s debería ser un buen comienzo y reducir drásticamente el tiempo de impresión.

¿Cuánto importa la Altura de Capa?

Aumentar la altura de capa resulta en una impresión más rápida porque la impresora no necesita depositar tantas capas para alcanzar la misma altura, pero la resolución y calidad disminuirán debido a las capas más gruesas. Para lograr una impresión suave y detallada, se recomienda una altura de capa más baja.

Si vuelves a las dos impresiones de Benchy que enlacé antes, puedes ver claramente las líneas de relleno en la impresa a 0,32 mm, mientras que en el Benchy de 0,12 mm esas líneas son apenas visibles. Donde es más aparente, sin embargo, es en el techo y los rieles/paredes laterales del Benchy, ya que hay un claro efecto escalera.

Cuanto más bajes la altura de capa, menos obvias serán esas líneas de capa y cualquier efecto escalera será mucho menos aparente, sin embargo, aumentar la resolución resultará en tiempos de impresión más largos, y llega un punto en el que bajar la altura de capa aún más no producirá mejoras significativas en la calidad, pero el tiempo de impresión aumentará mucho.

En general, 0,12 mm o 0,1 mm son suficientes para producir resultados extremadamente detallados. Cualquier cosa menor que esto y solo estás intercambiando tiempo por mejoras marginales de calidad, si las hay.

Calculadora de Altura de Capa para Impresión 3D

Prusa desarrolló una calculadora de altura de capa óptima que te permite seleccionar una altura de capa donde tu eje Z se mueve solo en incrementos de paso completo. El eje Z no suele estar habilitado durante la inactividad. Si el eje se desactiva durante un micro-paso, el eje salta al paso completo más cercano e introduce un error.

Esto es más útil para máquinas con husillos imperiales pero también para alturas de capa inusuales con husillos métricos.

Solo introduce algunos parámetros y te dará la altura de capa ideal.

Números mágicos del motor paso a paso de Ender 3

La altura de capa puede desglosarse en "números mágicos". Estos números mágicos son esencialmente las alturas de capa que funcionan mejor en una impresora particular.

Para los modelos Ender 3, los números mágicos están en incrementos de 0,04 mm porque la varilla roscada eleva 8 mm por revolución, y lo hace en 200 pasos (por revolución).

Divide esos 8 mm entre 200 y llegamos al número mágico de 0,04 mm por paso.

Quieres mantenerte en ese número mágico porque entonces la impresora está en la misma posición relativa a cada paso al moverse hacia arriba, y esto aumentará la calidad de tus impresiones porque la impresora será consistente en cómo se mueve hacia arriba.

Una vez que conoces el número mágico puedes hacer variaciones de él, como:

• 0,24 mm
• 0,20 mm
• 0,16 mm
• 0,12 mm
• 0,08 mm

Anteriormente, tenías que configurar estos manualmente en tu Laminador ya que la configuración estándar establecía las alturas de capa en 0,1 mm, 0,15 mm, etc. y ninguna de esas son múltiplos de 0,04 mm.

Ahora la mayoría de los laminadores, como Cura en su versión más nueva, tienen diferentes alturas de capa que son consistentes con este "número mágico", como 0,12 mm para detalle fino o 0,28 mm para detalle grueso, y todos estos funcionan perfectamente bien con cualquier máquina Ender 3 (así como cualquier impresora que se mueva a 0,04 mm por paso).

Problemas asociados con diferentes Alturas de Capa

Como mencioné anteriormente, imprimir con una boquilla grande y capas gruesas resultará en un aumento de la velocidad de impresión, pero el modelo se verá bastante mal y puede que no sea tan fuerte ya que las capas de plástico no tienen tanta superficie de contacto para adherirse entre sí.

Por otro lado, ir con capas extremadamente delgadas, como 0,05 mm, puede resultar en una pérdida de calidad y varias imperfecciones en tu impresión, así como un tiempo de impresión increíblemente largo incluso para los objetos más diminutos.

Si decides imprimir a una resolución muy alta (baja altura de capa), a menos que consigas la cama nivelada a la perfección, puedes encontrar que tus impresiones no se pegarán realmente a ella.

En este caso, recomendaría imprimir una primera capa más grande para que la impresión se pegue fuertemente a la cama, y luego configurar las siguientes capas para imprimir a la altura de capa deseada.

Conclusión

No hay una "talla única" para la altura de capa ya que quieres ajustarla dependiendo de lo que estés imprimiendo.

Si estás diseñando algo tú mismo, prototipando, etc., y necesitas imprimir varias iteraciones antes de que el producto final esté listo, imprime a 0,28 mm (si tienes una boquilla de 0,4 mm). Esto asegurará que la impresión salga rápida y siga siendo funcional mientras se ve bastante bien.

Una vez que estés listo para imprimir el diseño final, puedes bajar la altura de capa.

En general, recomendaría ceñirse a 0,2 mm ya que este parece ser el punto óptimo para la mayoría de las impresiones 3D, tanto en términos de calidad como de velocidad.

¡Espero que esta información haya sido útil!

¡Que tengas un gran día!

Preguntas Frecuentes

mejor altura de capa para boquilla 0.4

0,2 mm es la altura de capa ideal para una boquilla de 0,4 mm ya que permite un tiempo de impresión relativamente rápido mientras mantiene una alta calidad de impresión. Vale la pena notar que, técnicamente, no hay altura de capa mínima ya que el tamaño de la boquilla solo afecta la altura de capa máxima permitida.

mejor altura de capa para boquilla 0.6

0,3 mm es la altura de capa ideal para una boquilla de 0,6 mm ya que proporciona el mejor equilibrio entre calidad y tiempo de impresión. Vale la pena notar que, técnicamente, no hay altura de capa mínima ya que el tamaño de la boquilla solo afecta la altura de capa máxima permitida.

mejor altura de capa para boquilla 0.8

0,4 mm es la altura de capa ideal para una boquilla de 0,8 mm ya que proporciona el mejor equilibrio entre calidad y tiempo de impresión. Si se requieren tiempos de impresión más rápidos, entonces 0,5 mm producirá una impresión mucho más rápida mientras mantiene una calidad bastante similar a 0,4 mm.

mejor altura de capa para Ender 3

La altura de capa de la Ender 3 debe establecerse en múltiplos de 0,04 mm ya que eso es cuánto mueve el motor la boquilla con cada paso, y esto significa que debe establecerse en cualquiera de los múltiplos de 0,04 mm, como 0,08 mm, 0,12 mm, 0,16 mm, 0,2 mm, etc.

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