¿Cada cuánto debes nivelar la cama de tu impresora 3D para calidad óptima?

Al iniciarse en la impresión 3D, te sentirás abrumado con la cantidad de parámetros que tu laminador (slicer) ofrece. Algunos son por supuesto más importantes que otros. No hay forma de evitar saber cómo afinar la temperatura del extrusor, velocidad de movimiento, temperatura de cama caliente, entre decenas de ajustes.

Después de clavar tus ajustes, puedes sorprenderte de que la calidad de salida de tus impresiones empiece a deteriorarse en impresiones posteriores, incluso cuando imprimes el mismo modelo. Esto puede ser causado por varias razones, pero una cama desnivelada destaca como un problema probable que también es fácil de arreglar. ¿Cada cuánto deberías nivelar tu impresora 3D?

Puedes salirte con la tuya nivelando la cama cada 5-10 impresiones dependiendo de qué tan estable sea la cama y qué tan cuidadoso seas al retirar las impresiones terminadas de la superficie. Para estar en el lado seguro, es aconsejable nivelar la cama antes de una impresión grande (15 horas o más) para asegurar que no falle a media impresión. Además, es aconsejable volver a nivelar la cama cada vez que cambies la temperatura de la cama o la boquilla.

¿Cuál es la importancia de nivelar una cama?

Una cama de impresión nivelada es esencial para una impresión exitosa. La superficie de la cama tiene que estar nivelada y tener una distancia consistente en el eje Z con la boquilla para asegurar calidad de impresión consistente. Si no es así, el fallo de impresión es una certeza.

Independientemente del filamento que uses, tu impresión se verá afectada por si tu cama está nivelada o no. Los otros dos factores que juegan un papel importante en el éxito de la impresión son el grosor de la primera capa y el Z-offset.

La distancia entre la boquilla de extrusión de filamento y la cama de impresión tiene que ser consistente para una correcta adherencia de capas. Afortunadamente, todas las impresoras 3D modernas tienen algún tipo de rutina de nivelación, y algunas incluso tienen una función de auto-nivelación.

Las impresoras con sensores de nivelación de cama solo necesitan su Z-depth recalibrado. Los sensores medirán el nivel de la cama y harán correcciones antes de cada impresión. Tener estos sensores también permite corregir camas de impresión desiguales, ya que puedes crear una malla de nivelación (level mesh) que ajustará la primera capa subiendo y bajando la boquilla.

Señales de que necesitas nivelar la cama de impresión

Cuanto más te sumerjas en la impresión 3D, más desafíos enfrentarás. Puedes notar inconsistencias en tus impresiones que te harán arrancarte el pelo de frustración. Todos pasamos por los dolores de crecimiento de la impresión 3D, y en el proceso, aprendemos qué buscar. Aquí hay algunos problemas que apuntan a una cama de impresión mal nivelada:

Boquilla demasiado cerca de la cama

El filamento fundido extruido desde la boquilla debe ser visible desde la primera pasada del cabezal de impresión. Si notas que esto solo ocurre desde la tercera o cuarta pasada, lo más probable es que la boquilla esté demasiado cerca de la cama de impresión. Esto posiblemente es causado por calibraciones incorrectas causadas por mala nivelación de la cama.

Es conocimiento común que ninguna cama de impresión es 100% nivelada. Todas parecen tener puntos altos o bajos que son apenas perceptibles al principio. Pero a través del uso y cambios de temperatura, la cama de impresión se volverá más desigual.

Si la boquilla está demasiado cerca de la cama de impresión, el filamento fundido puede no ser capaz de extruirse. Incluso si lo hace, el Z-offset no estará en el nivel óptimo, y seguirán problemas. La boquilla literalmente aplastará el filamento caliente sobre la cama de impresión y deformará la impresión. Para remediar esta situación, tendrás que aumentar la distancia entre la boquilla y la superficie de impresión.

Una forma general de comprobar el Z-offset es usando una hoja estándar de papel A4. Simplemente deslírala entre la cama de impresión y la boquilla, y debería pasar sin atascarse. Una vez que hayas establecido que la boquilla está demasiado cerca de la cama de impresión, necesitas hacer ajustes. Los ajustes deben hacerse en incrementos muy pequeños hasta alcanzar el Z-offset deseado.

La primera capa casi siempre te dirá si tu base de construcción está correctamente nivelada. Echa un vistazo a la siguiente imagen y úsala como referencia para nivelar tu impresora con la técnica del papel.

• Boquilla demasiado alta: el problema se identifica cuando el filamento no se adhiere correctamente a la superficie. En lugar de imprimir una capa consistente de plástico, la primera capa parecerá hilos de plástico.
• Boquilla demasiado baja: aunque el plástico se adhiere correctamente a la superficie de impresión, la distancia insuficiente entre la boquilla y la cama no permite que la máquina libere la cantidad suficiente de plástico.

Ya sea que el problema sea una boquilla cercana o lejana, también deberías comprobar si el problema es uniforme a lo largo de ambos ejes X e Y. Si es desigual, solo deberías recalibrar en las esquinas que están demasiado bajas o altas.

Mala adherencia a la cama

La mala adherencia del filamento fundido a la base de construcción puede atribuirse a una cama mal nivelada. La boquilla debería estar lo suficientemente cerca de la base de construcción para extruir libremente el filamento fundido. Pero, si el Z-offset no es consistente, áreas de la primera capa no se pegarán a la base de construcción.

Es vital que la primera capa se pegue uniformemente a la base de construcción. Donde la boquilla está demasiado lejos de la base de construcción, habrá un efecto adhesivo debilitado. Puedes usar el "Test de tortura de adherencia a la cama" (Bed adhesion torture test) para confirmar tus sospechas. Otra razón para mala adherencia a la base de construcción es usar una base de construcción contaminada que necesita limpieza.

Para tener una primera capa exitosa, necesitas lograr un equilibrio entre adherencia y facilidad de extracción. Esto significa trabajar con una cama nivelada y asegurar que la temperatura del filamento fundido y la cama sean correctas. Si tienes una cama de vidrio, también puedes usar adhesivos como laca para el cabello o barra de pegamento para mantener tu primera capa en su lugar.

La altura y ancho del filamento pueden variar durante la impresión

La extrusión puede no ser siempre consistente durante la impresión por varias razones. Primero, necesitas comprobar que el filamento que alimenta tu impresora no esté enredado y causando resistencia. Segundo, la boquilla puede haber empezado a obstruirse y necesita limpieza.

Cada extrusor tiene su propio ancho de extrusión específico, así que al comprobar el ancho, selecciona el extrusor actualmente en tu impresora. Como regla general, el ancho de extrusión debería ser exactamente el 100% del diámetro de la boquilla (0.4 mm es el tamaño más popular). Si el ancho está por debajo del diámetro de la boquilla, resultará en un flujo inconsistente. Debido a que la extrusión es consistente, cuanto más corta sea una capa vertical, más gruesa será la línea horizontal y viceversa.

Una cama desigual resultará en una primera capa desigual donde obtendrás diferencias en el ancho y alto del plástico extruido. Esta primera capa desigual se replicará en las primeras etapas de la impresión y puede resultar en fallo de impresión.

Warping (Deformación)

Las camas de impresora pasan por un proceso de calentamiento y enfriamiento que eventualmente puede causar warping pero es un proceso lento. En algún momento, empezarás a notar que la calidad de tu impresión empieza a deteriorarse.

Como solución rápida inmediata, puedes usar una lámina de vidrio encima de tu cama para recuperar esa superficie uniforme. Esto no solo resolverá el problema sino que también cambiará el aspecto de tu capa inferior. En mi humilde opinión, el cambio estético es para mejor.

Por supuesto, pero si tu cama está muy deformada, lo mejor es reemplazarla. Añadir una lámina de vidrio encima de la cama influirá en la temperatura y altura de construcción, así que asegúrate de recalibrar la distancia de la boquilla antes de imprimir de nuevo.

Una cama desigual creará complicaciones de impresión sin importar lo que hagas. Podrías intentar añadir un raft a tu diseño. Esto actúa como una base para tu proyecto de impresión pero tendrá que ser removido en la fase de post-procesado, además de consumir más material y tardar más en completarse.

¿Puede una cama mal nivelada dañar la impresora 3D?

Una cama mal nivelada ciertamente puede causar daño a tu impresora. La primera capa es la más crítica por razones obvias. Sin una superficie nivelada para trabajar, hay posibilidad de que la boquilla choque contra la superficie de construcción. Puede parecer inconsecuente, pero cada raspón o golpe llevará a una boquilla dañada.

Además de la boquilla raspando contra la superficie de construcción, impide la extrusión de plástico. También revolverá residuos dentro de la boquilla y puede causar un bloqueo parcial, influyendo el flujo de extrusión.

Además del hecho de que estarás sometiendo tu cabezal de impresión o boquilla a golpes, tu impresión también estará condenada al fracaso. Aparte de eso, las partes restantes de la impresora no deberían verse afectadas por un nivel de cama desigual.

Cambiar el filamento puede requerir que vuelvas a nivelar la cama

Al cambiar tipos de filamento que requieren diferentes ajustes de temperatura, es mejor comprobar y nivelar tu cama antes de imprimir. Las diferencias de temperatura pueden influir en la expansión y contracción de la cama, resultando en una superficie de construcción desigual. Además, un ajuste diferente de temperatura de cama, por ejemplo de 50°C a 100°C al cambiar de PLA a ABS, también puede expandir el volumen de la cama en sí, requiriendo que aumentes la distancia a la boquilla de nuevo.

En resumen, un cambio de PLA a ABS o cualquier otro tipo de filamento alterará la dinámica de la base de construcción. Para una nivelación efectiva, deberías calentar la cama a la temperatura requerida del filamento con el que vas a imprimir (90 grados para ABS) antes de comprobar y ajustar la posición de la cama.

Cómo nivelar la cama y ajustar el hueco de la boquilla

De vez en cuando, tendrás que comprobar y ajustar el nivel de la cama y ajustar el Z-offset. A continuación, un breve resumen del proceso que te dará una idea de lo que implica.

Prepara la cama

Para comenzar, limpia la boquilla con un paño de algodón suave. Si notas plástico endurecido alrededor de la boquilla, caliéntala a la temperatura del último filamento usado. Una vez que el plástico se haya ablandado o fundido, límpialo de la boquilla. Puede que necesites usar un cepillo duro pero trabaja suavemente para evitar daños.

La cama también debe estar limpia y libre de plástico que se haya pegado a ella. Para una cama de vidrio, usa una cuchilla afilada para rasparlo. Ahora quita la cama y lávala con agua tibia y jabón. Si la cama no se puede quitar, puedes usar alcohol isopropílico para limpiarla en la impresora.

También puedes limpiarla con una esponja y agua caliente en el fregadero. Si eres torpe como yo, puedes arriesgarte a romper el vidrio durante el proceso, así que siempre es buena idea tener una de repuesto.

Antes de comenzar a nivelar la cama, caliéntala a la temperatura de cama del filamento con el que vas a imprimir a continuación.

Cómo Nivelar la Cama

Para nivelar la cama manualmente, sigue estos sencillos pasos:

• Gira todos los tornillos de la cama (normalmente 4) unas cuantas veces para aumentar el hueco entre la cama y la boquilla.
• Ahora moverás la boquilla cerca de la base de construcción. Puedes hacer esto manualmente o usar los controles de software y configurar tu impresora a "auto home". Esta parte depende de tu modelo de impresora.
• Ahora ajustarás las cuatro esquinas de la cama así como el centro usando una tarjeta de índice recortada de una hoja A4 estándar. Comienza en una esquina y desliza la tarjeta entre la boquilla y la cama. Gira el tornillo más cercano a la boquilla para cerrar el hueco hasta que sientas una ligera resistencia. Repite este proceso con las tres esquinas restantes y el centro. Una vez completado, verifica de nuevo todos los puntos para asegurar que la resistencia sigue siendo la misma. Si no, repite el proceso hasta que la cama esté nivelada.
• Ahora tendrás que verificar la nivelación ejecutando una prueba de capa única. Si la capa es consistente en todo, entonces la cama está nivelada. Si no, tendrás que volver a comprobar el nivel.

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