Equilibrando Velocidad y Calidad en Impresión 3D: Ajustes Óptimos Explicados

Todos queremos lo mejor de nuestros modelos impresos en 3D, tanto en calidad como en velocidad. El problema es que la mayoría de las veces calidad y velocidad no van de la mano, y encontrar el punto dulce entre ambas requiere prueba y error para cada impresora y tipo de filamento.

En este artículo hablaré de cuánto impacta la velocidad de impresión en la calidad, los problemas más comunes, y cómo encontrar los mejores ajustes.

¿La velocidad de impresión afecta la calidad?

Más a menudo de lo que crees, la velocidad de impresión tiene un impacto significativo en la calidad. Como regla general, velocidades lentas producen mejor calidad. Lograr tiempos de impresión rápidos sin perder calidad es posible, pero dependerá del tipo de impresora 3D y la calidad de los materiales usados.

¿Por qué afecta a la calidad?

El grado en que la velocidad afecta a la calidad estará ligado a la capacidad de la máquina para manejar esa velocidad. La mayoría de impresoras 3D de consumo no están diseñadas para impresión rápida. Suelen fabricarse con materiales baratos para ser asequibles. Al aumentar la velocidad, estas deficiencias de diseño y materiales se hacen más evidentes.

Los movimientos rápidos del extrusor generan vibraciones significativas, resultando en impresiones de mala calidad. Los sistemas Bowden tienen menos peso en el extrusor, por lo que son más estables y mitigan este problema. Una impresora de buena calidad con sistema Bowden puede alcanzar velocidades rápidas sin perder calidad.

Además de la calidad de la impresora, debemos considerar los filamentos. Incluso si la impresora puede manejar una velocidad, el filamento solo se puede fundir tan rápido, limitando los caudales de extrusión. Diferentes filamentos a la misma velocidad dan resultados distintos por sus distintas propiedades físicas y químicas.

Mejores Ajustes de Velocidad para Impresión 3D

En impresión 3D, los mejores ajustes varían para cada usuario, ya que los óptimos dependen de muchos factores: modelo de impresora, filamento y condiciones ambientales.

Velocidad de Impresión (Print Speed)

Controla qué tan rápido se mueve la boquilla por la cama mientras imprime. Generalmente, velocidades lentas dan mejor calidad, ya que velocidades altas pueden causar ringing y subextrusión. Para encontrar la mejor velocidad para tu máquina, descarga esta Speed Test Tower (torre de prueba de velocidad).

En el enlace encontrarás instrucciones para configurar la impresión. Básicamente, este test aumenta la velocidad conforme la torre sube, para que veas la diferencia de calidad a cada velocidad y encuentres el mejor ajuste para tu impresora.

Velocidad de Retracción (Retraction Speed)

Determina qué tan rápido el extrusor retrae el filamento al cambiar de posición de impresión, para evitar fugas. Si es muy baja, verás stringing (hilos) y blobs; si es muy alta, los engranajes de arrastre pueden dañar el filamento y alterar el flujo.

Para encontrar la velocidad óptima, descarga este Retraction Test. Imprime varios tests empezando con 25 mm/s y sube de 5 mm/s mientras veas buenos resultados. La velocidad que dé el resultado más limpio será tu óptima.

Velocidad de Desplazamiento (Travel Speed)

Es la velocidad a la que se mueve la boquilla sin extruir filamento. Si es muy alta, los movimientos del cabezal generan vibraciones serias que causan ringing o incluso desplazamiento de capas (layer shifting).

Para encontrar la velocidad óptima, descarga este Test (el mismo modelo para test de retracción). Para la primera impresión, usa 100 mm/s de travel speed y, si la superficie se ve bien, repite aumentando 5 mm/s. Repite hasta ver defectos.

Velocidad de Impresión y Duración

Las altas velocidades reducen drásticamente la duración. Usando el perfil Draft de Cura, laminé un Benchy con diferentes velocidades para ver cuánto disminuye el tiempo. Resultados:

Velocidad de Impresión	Duración
20 mm/s	164 min
30 mm/s	114 min
40 mm/s	90 min
50 mm/s	76 min
60 mm/s	66 min
70 mm/s	60 min
80 mm/s	55 min
100 mm/s	49 min
120 mm/s	45 min
140 mm/s	42 min

Como ves, los primeros incrementos de velocidad tienen mayor impacto en reducir la duración. Esto ocurre porque, según la forma y tamaño del objeto, el extrusor puede no alcanzar esas velocidades más altas.

Problemas al imprimir demasiado rápido

Adhesión entre capas débil

Incluso si la impresora maneja alta velocidad, el filamento necesita tiempo para unirce correctamente. Al depositarse, debe adherirse a la cama y fusionarse con las capas anteriores para mantener la forma. Si la impresora va demasiado rápido, el filamento no tiene tiempo para crear un enlace fuerte, resultando en adhesión débil entre capas.

Desplazamiento de capas (Layer Shifting)

Al imprimir a alta velocidad, los motores de ejes X, Y, Z pueden fallar por exceso de estrés y desplazar una capa. Ocurre porque se fuerzan a moverse más rápido de lo que pueden. El desplazamiento puede ser gradual o un salto grande.

Relleno débil, Subextrusión

Si imprimimos demasiado rápido, el extrusor puede no seguir el ritmo y extruir menos filamento del que el software cree. Esta subextrusión produce relleno débil y debilita la estructura general, pues la pieza se rompe fácil. Se identifica viendo capas muy finas y relleno filamentoso.

Ringing (Fantasma)

Cuando la impresora se mueve muy rápido y debe cambiar bruscamente de dirección, como en una esquina aguda, la inercia del extrusor causa vibraciones considerables que provocan ringing. Es un defecto visible: patrón de líneas no deseado en la superficie.

Puentes (Bridging)

La alta velocidad reduce la calidad de puentes. Cuando una impresión debe conectar dos columnas con extrusión suspendida (bridging), el filamento necesita tiempo para adherirse a la capa anterior. Si el extrusor va demasiado rápido, el filamento no adherirá a tiempo.

Otras formas de lograr tiempos de impresión más rápidos

Usa una boquilla más grande

Con una boquilla de mayor diámetro sacrificas detalle a cambio de reducir tiempo, ya que permite extruir más filamento de una vez.

Imprime con mayor altura de capa

Cuanto mayor sea la altura de capa, menos capas se necesitan para terminar la impresión. La contrapartida es pérdida de resolución.

Reduce el porcentaje de relleno y el número de perímetros (shells)

Reducir relleno y perímetros baja la resistencia general. Al disminuir estos ajustes, se reduce material extruido y se ganan tiempos más rápidos.

¿El tipo de filamento afecta la velocidad de impresión?

El tipo de filamento juega un papel importante en la velocidad. Las propiedades físicas y químicas varían, y así las velocidades recomendadas.

Estas son buenas velocidades para los filamentos más comunes:

Filamento	Velocidad
ASA	20 / 50 mm/s
ABS	40 / 80 mm/s
PETG	40 / 90 mm/s
PLA	30 / 90 mm/s
NYLON	40 / 60 mm/s
HIPS	25 / 55 mm/s
TPU	10 / 30 mm/s

Ten en cuenta que siempre debes revisar la bobina de filamento para los mejores ajustes, ya que pueden cambiar según el fabricante.

¿Qué tan rápido puede imprimir una impresora 3D?

Como dije, la velocidad máxima depende de la calidad de sus componentes. Para la mayoría de impresoras FDM de consumo, la velocidad media es 40–80 mm/s, mientras que las mejores alcanzan 100–150 mm/s.

Mención especial al proyecto VORON: un proyecto no comercial que permite construir tu propia impresora. Los planos son open-source gratuitos y estas máquinas, maravillosamente diseñadas, logran velocidades impresionantes. La documentación es excelente y puedes descargar el manual de montaje de su web.

Ajustes de velocidad para Ender 3 (Pro y V2)

Como la Ender 3 es tan popular, hice pruebas de velocidad, benchys y cubos de calibración a diferentes velocidades para ver qué tan rápido podía imprimir fiablemente sin comprometer demasiado la calidad.

Así quedaron las impresiones (la cámara de mi móvil no detecta bien ringing y ghosting, así que tendrás que fiarte de mi criterio sobre cuál salió mejor):

Test de velocidad:

Aunque no se vea obvio en la imagen, a 200 mm/s no hubo ghosting y 40 mm/s fue muy similar. Sin embargo, desde 60 mm/s en adelante se ve claramente más ghosting.

Mirando la misma impresión de lado, la zona impresa a 20 mm/s y 40 mm/s es un poco más suave que el resto.

Test Benchy:

Aunque no es muy aparente, el Benchy a 90 mm/s tuvo un poco más de ghosting y ligeras líneas abultadas, pero la diferencia no fue tan notable como esperaba.

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