Soportes árbol en Cura: Guía completa de configuración y mejores prácticas

Los soportes árbol (tree supports) son esenciales al imprimir modelos 3D complejos, y si estás usando Cura, entonces deberías saber cómo trabajar con soportes árbol y qué ajustes usar para una calidad de impresión óptima.

En este artículo, te proporcionaré una visión general básica de qué son los soportes, y más específicamente, qué son los soportes árbol, sus pros y contras, y cómo usarlos en Cura.

Así que, sin más preámbulos, ¡empecemos.

Conceptos básicos de los soportes en impresión 3D

Las impresoras FDM y FFF funcionan imprimiendo capas de termoplástico y cada nueva capa tiene que ir encima de la anterior, y en este método la capa inferior soporta la recién impresa.

Todo esto funciona muy bien hasta que se necesita imprimir una pieza que no tiene ningún tipo de soporte debajo, y ahí es donde entran los soportes, y más específicamente para este artículo, los soportes árbol.

Los soportes son estructuras que no forman parte de la impresión en sí que te permiten lidiar con voladizos (overhangs) y puentes (bridges) con facilidad, con la única desventaja de que terminas consumiendo más material y teniendo que hacer trabajo extra para quitarlos después una vez que la impresión termina.

¿Por qué se necesitan los soportes y cuándo deberías usarlos?

Antes de entrar en los detalles de por qué se necesitan los soportes y cuándo deberían ponerse en uso en la impresión 3D, primero necesitamos establecer qué son los soportes en general.

Los sistemas de soporte en impresión 3D son estructuras usadas para sostener ciertos modelos 3D en su lugar mientras se imprimen, que una vez terminada la impresión, se separan del modelo.

Es importante notar que no todos los modelos 3D necesitan un sistema de soporte, sino más bien aquellos que tienen inclinaciones físicas de 45° en adelante.

Ahora que tienes una mejor idea de qué son los sistemas de soporte en impresión 3D, examinemos cómo saber si necesitas usarlos o no en tus impresiones.

¿Cuándo deberías usar soportes en impresión 3D?

Lo primero que tienes que considerar al decidir si usar o no un sistema de soporte tiene que ver principalmente con el ángulo de los voladizos, así como el uso de puentes.

Voladizos (Overhangs) son partes de la impresión que necesitan imprimirse en el aire sin tener ninguna estructura debajo para sostenerlas/apoyarlas.

Un ejemplo claro sería si estás imprimiendo la letra "T" verticalmente, ya que no hay estructura que soporte las partes horizontales (brazos) de la impresión, y en este caso, para tener una impresión exitosa, se necesitarán soportes adicionales.

Algo similar ocurre con Puentes (Bridges), ya que estos son solo estructuras horizontales conectadas a dos líneas verticales, como un modelo de la letra "H", por ejemplo.

Los voladizos y puentes generalmente se miden en grados a través del eje Z sobre el voladizo:

La estructura "T" por ejemplo, tiene un voladizo de 90° mientras que la estructura "Y" tiene un voladizo de 45°.

Ahora, al preguntarte si un modelo particular necesita un sistema de soporte, deberías considerar esto: Si un modelo particular tiene voladizos inmensos y múltiples de 45° en adelante, lo más probable es que necesites un sistema de soporte, y si el ángulo está más cerca de 90°, absolutamente necesitarás un sistema de soporte para imprimir.

Una cosa que podrías hacer es comprobar qué tan bien tu impresora específica maneja este problema ya que no todas las impresoras 3D son iguales y los resultados pueden variar entre ellas.

Básicamente, algunos modelos con un voladizo de 45° pueden verse bien en algunas impresoras incluso sin un sistema de soporte, mientras que en otras puede ser virtualmente imposible imprimirlos correctamente.

Lo que puedes hacer es probar tu impresora 3D imprimiendo un test de voladizo (overhang test) que te mostrará exactamente en qué ángulo tu impresora ya no puede imprimir correctamente, y esto debería darte una representación precisa de cuándo usar soportes y cuándo puedes imprimir sin ellos; Si la impresión falla a 60°, entonces sabes que los soportes serán absolutamente necesarios a partir de ese punto.

Otra cosa que podrías querer considerar es ajustar la velocidad de impresión:

Es una regla general en la impresión 3D que velocidades de impresión más lentas resultan en modelos más suaves y detallados, pero este no es el caso con los sistemas de soporte y voladizos; Cuanto más rápida sea la velocidad de impresión, mejor salen los voladizos y puentes en tus impresiones.

¿Qué significa esto? Simplemente significa que si prefieres velocidades de impresión más lentas, probablemente necesitarás confiar en algún tipo de sistema de soporte porque no hay suficiente velocidad para evitar tambaleos alrededor de los voladizos y puentes.

Hay muchos sistemas de soporte 3D disponibles hoy en día, pero el que nos centraremos hoy son los soportes árbol ya que estos son los que generalmente funcionan mejor.

Soportes Árbol (Tree Supports)

Una vez que te aseguraste de que se necesitará un sistema de soporte, es hora de averiguar qué tipo de soporte de impresión deberías usar ya que hay un par para elegir, como Soportes Árbol, Soportes Lineales, Soportes Solubles, etc.

El sistema de soporte que generalmente se usa es el de soporte árbol ya que es único en su enfoque y muy versátil; tiene un aspecto similar a un árbol, de ahí el nombre, que soporta el modelo 3D con su tronco y ramas.

La idea detrás de este sistema es asegurar que las ramas de soporte solo se adhieran a las piezas de voladizo que realmente necesitan ser soportadas.

Ahora, ¿por qué recomendamos los soportes árbol?

Si bien los soportes pueden ser útiles para ayudarte a lograr una mejor impresión, necesitan ser quitados una vez que la impresión termina, lo que puede causar daño a la propia impresión o dejar marcas.

Los soportes árbol están diseñados para adherirse solo a las partes que estrictamente necesitan ser soportadas, y la ventaja aquí es que quitar los soportes árbol usualmente no causa tanto daño como quitar otros tipos de soportes, ¡y esto significa mejores impresiones para ti!

Beneficios de los soportes árbol

Ya mencioné que los soportes árbol tienden a ser superiores en la mayoría de situaciones que los otros tipos de soportes, pero ¿cuáles son todos los beneficios reales de usarlos?

Superficie más limpia

Al usar soportes árbol, el "tronco" del árbol no toca la impresión 3D, y como las ramas salen de la estructura principal, solo contactan las estructuras voladizas que realmente necesitan soporte.

Esto significa que no habrá -o muy pocas- marcas e improntas dejadas en la impresión (solo donde las ramas de soporte hacían contacto), y el modelo en sí saldrá viéndose genial.

Este sistema de soporte es muy bueno para imprimir "letras" y figuritas.

Menos uso de filamento y tiempo de impresión minimizado

No necesitas mucho filamento para imprimir soportes árbol ya que puedes usar más densidad de relleno (infill) para hacer la base del tronco más fuerte, pero luego imprimir la parte hueca con una baja densidad de relleno, y esto también se aplica a las ramas mismas.

Lo interesante de crear soportes árbol en Cura es que tardará un tiempo en calcular los ajustes con todas las especificaciones necesarias para crearlos, pero una vez hecho eso, imprimir el modelo 3D será más rápido y usará menos material que si hubieras usado otro tipo de soporte.

¿Cuándo se deben usar los soportes árbol?

Deberías usar sistemas de soporte árbol cuando el ángulo de voladizo varía de 45° a 60°, o más. En esencia, estás considerando la geometría relativa de tus modelos aquí. Como se indicó en la sección introductoria de este artículo, si tus modelos tienen voladizos de 45°, deberías considerar usar un sistema de soporte árbol.

Si el voladizo está más cerca de 90°, entonces absolutamente debes usar el sistema de soporte árbol para obtener buenos resultados. Además, si tu modelo(s) es uno que tiene detalles complejos y delicados, deberías usar soporte árbol para un mejor detallado.

Configuración de soportes árbol en Cura

Empecemos con lo básico y luego pasemos a los ajustes recomendados y avanzados que deberías usar.

¿Dónde puedes encontrar el modo de soporte árbol?

Para acceder a la configuración de soportes árbol en Cura necesitas ir a configuración de impresión (print settings) y luego pasar el ratón sobre "Soportes" (Supports) y luego hacer clic en el icono de "Engranaje" (Gear Icon).

Luego activa la "Estructura de Soporte" (Support Structure) de Cura así como todas las diferentes opciones de Soporte Árbol disponibles si quieres poder controlar los parámetros de los soportes con más detalle.

Configuración de soportes árbol

Los ajustes que componen el sistema de soporte árbol son el ángulo de rama (branch angle), distancia de rama (branch distance), diámetro de rama (branch diameter), ángulo de diámetro de rama (branch diameter angle), resolución de colisión (collision resolution), grosor de pared (wall thickness) y cuenta de líneas de pared (wall line count). En la configuración del laminador de una impresora 3D, siempre hay un ajuste particular para todos los sistemas de soporte árbol. Aquí están los ajustes recomendados.

Ajustes Recomendados

Ángulo de rama (Branch angle): Este es el ángulo en el que las ramas "crecerán" desde el tronco principal. Un valor más bajo las hace más verticales mientras que un valor más alto significa más fuerza y distancia. Un valor recomendado es de 45° a 50°.

Diámetro de rama (Branch diameter): Un ajuste recomendado para esto es de 2 a 3 mm ya que el diámetro del tronco debe ser de un valor mayor que el diámetro de la rama.

Desactivar ajustes de soporte regular: Siempre debes desactivar los ajustes de soporte regular cuando quieras usar soportes árbol. De lo contrario, tu impresora 3D generará tanto los soportes regulares como los árbol.

Desventajas de los soportes árbol

El sistema de soporte árbol es tan efectivo y fiable que las desventajas son casi inexistentes. Lo único que viene a la mente es el tiempo extra consumido durante el laminado (slicing) ya que tu CPU tardará un poco más de lo habitual en laminar el diseño de soporte árbol.

Conclusión

Los soportes árbol no solo te ayudarán a imprimir mejores modelos, sino que también harán todo el proceso más rápido y consumirán menos material.

Aunque hay una gran cantidad de otros soportes de impresión 3D, el sistema de soporte árbol es la mejor alternativa de todos ellos, al menos en la mayoría de los escenarios.

Si quieres impresiones 3D detalladas, considera darle una oportunidad a los soportes árbol.

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