Evita el encorvado de la primera capa: Guía completa de impresión 3D

Como aficionado a la impresión 3D, debes haber experimentado en algún momento capas primeras fallidas o feas. El encorvado ocurre por varias razones y a veces puede ser difícil de resolver.

La primera capa puede encorvarse debido a máquinas sin calibrar o presiones inducidas por temperatura.

El encorvado o warping ocurre por contracción del filamento fundido durante el proceso de impresión 3D. La contracción del material hace que las esquinas de la impresión se levanten antes de despegarse de la placa de construcción.

Igualmente, al imprimir plástico, se expande ligeramente pero se contrae al enfriarse. Así, si el material se contrae excesivamente, fuerza a la impresión a doblarse hacia arriba desde la placa de construcción.

Algunos materiales tienden a contraerse más que otros. Por ejemplo, la contracción del PC es mayor que la del PLA. Significa que necesitas ser más cauteloso al usar plástico PC para evitar problemas de encorvado.

Este artículo te ayudará a aprender más sobre encorvado o warping en impresión 3D y servirá como guía completa para evitar o minimizar el problema.

¿Por qué ocurre el encorvado de la primera capa?

Cuando los primeros hilos o capas finas de filamento fundido salen de la boquilla, contactan con la superficie de impresión. En el proceso, se exponen a cambios masivos de temperatura.

Capa fina

Los materiales tienden a expandirse en entornos calientes. Cuando metes filamento sólido en una boquilla, se calienta y expande. El filamento caliente puede calentarse a temperaturas elevadas de 250 °C según el tipo de filamento.

Ahora, la boquilla deposita el filamento fundido a 250 °C sobre una cama caliente a solo 90 °C.

Esta variación de temperatura induce contracción masiva del filamento en la superficie de la cama caliente y sigue siendo la primera causa conocida de encorvado de la primera capa.

Este desafío puede ser la razón detrás del fallo de impresión desde el inicio. Sin embargo, puede manifestarse significativamente en capas subsiguientes.

Notablemente, la causa real del encorvado sigue siendo la diferencia de temperatura entre la cama caliente y el filamento extruido.

Temperatura ambiente

La segunda causa del encorvado de la primera capa es el factor del aire ambiente en el entorno de impresión 3D. La cama de impresión no es la única sustancia fría que contacta el filamento fundido.

Por eso las impresoras 3D industriales tienen una cámara de calentamiento para eliminar estos efectos. Las impresoras domésticas también se benefician de cerramientos.

Sin embargo, las impresoras 3D de marco abierto carecen de cerramientos y están expuestas directamente al aire ambiente causando encorvado de la primera capa.

¿Cómo evito que mi primera capa se encorve?

Si tu cama de impresora sigue sin nivelar, es probable que veas encorvado de la primera capa. Debes nivelar inevitablemente tu cama de impresión para obtener impresiones exitosas y de alta calidad.

Nivela tu superficie de impresión

Una cama de impresión nivelada permite que los materiales se extruyan uniformemente por toda la superficie. Además, una cama nivelada permite imprimir primeras capas uniformes, resultando en productos terminados de alta calidad.

Las impresoras 3D usan diversos mecanismos para nivelar la placa de construcción. Algunas usan perillas bajo la superficie de impresión, que pueden cambiar la altura de una esquina de la placa.

Además, puedes usar otras perillas para ajustar toda la placa de construcción simultáneamente.

Además, algunas impresoras 3D tienen sensores de nivelación de cama. Los sensores detectan si la placa se ha deformado y la ajustan automáticamente.

Además, puedes realizar nivelación manual de la cama llevando la boquilla a una esquina de la cama. Luego, ajustas la altura de la superficie a un punto donde un papel estándar no pueda pasar por el hueco.

Cuando ajustes una esquina, mueve a las restantes y repite el mismo proceso hasta terminar todas las esquinas.

Ajusta el Z-Offset

El Z-Offset es la distancia entre la posición home del eje Z y la punta de la boquilla. Significativamente, el Z-Offset te asegura lograr una primera capa uniforme.

En teoría, el Z-Offset se equipara con el hueco entre la superficie de impresión y el hotend. Errores como un micro-interruptor defectuoso, cama sin nivelar y sondas de home interfieren con los parámetros estándar.

Por tanto, puedes lograr un buen Z-Offset simplemente nivelando tu cama apropiadamente. La clave para una excelente primera capa es tener un Z-Offset adecuado y un nivel de cama correcto.

Regula temperaturas de boquilla y cama caliente

La diferencia de temperatura entre el filamento caliente y la superficie de construcción es la razón principal detrás del encorvado de la primera capa. Así, puedes evitar el encorvado de impresión disminuyendo esta diferencia de temperatura.

Además, esto te informa por qué una cama caliente es necesaria al imprimir en 3D con algunos tipos de filamento en lugar de una cama fría.

Ordinariamente, el filamento permanece más caliente que la temperatura de la cama. Así, al aumentar la temperatura de la cama caliente y bajar la de la boquilla, lograrás evitar el encorvado de la primera capa.

Sin embargo, existen límites en temperaturas de impresión, y cambios significativos pueden crear nuevos desafíos.

Por ejemplo, el filamento caliente disfruta de más liquidez y adhesión. Así que bajar la temperatura impacta la adhesión y puede resultar en atascos severos de filamento.

Puedes lograr ajuste fino de temperatura imprimiendo un objeto de prueba en varios rangos de temperatura y eligiendo el valor que te permita imprimir productos de alta calidad.

Apaga los ventiladores de enfriamiento

En impresión 3D, usas ventiladores de enfriamiento para mejorar calidad de superficie y evitar stringing.

Sin embargo, el aire frío fluye sobre hilos calientes de filamento, fortaleciendo la diferencia de temperatura y presiones térmicas dentro del plástico que causan eventual encorvado de la primera capa.

Como tal, los ventiladores siguen siendo una fuente de flujos de aire no deseados alrededor de la cama de impresión. Aconsejablemente, necesitas apagar tus ventiladores de enfriamiento para lograr las mejores primeras capas.

Limpia regularmente tu cama de impresora 3D

Necesitas desarrollar el hábito de limpiar regularmente la superficie de la cama de tu impresora 3D. Recuerda, cada vez que la usas, restos de filamento se acumulan en la superficie.

No ignores limpiar polvo y suciedad. Incluso capas finas de polvo y suciedad pueden impactar negativamente la adhesión del filamento resultando en encorvado de la primera capa.

Para limpiar la superficie de la cama, puedes conseguir varios limpiadores y alcohol en el mercado. Por ejemplo, el alcohol isopropílico (consultar en Amazon) es excelente para limpieza de cama de impresión.

Mensualmente, puedes quitar la superficie de la cama y lavarla con agua y jabón. Tras limpiar, evita tocarla al volver a insertarla.

Usa adhesivos

El mercado de impresión 3D tiene una variedad de adhesivos para cama (consultar en Amazon), cada uno prometiendo grandes resultados, que puedes elegir.

• Cinta de pintor azul y Kapton

Estos adhesivos son opciones amigables para principiantes que no querrás perderte. Úsalos poniendo una capa uniforme en tu superficie de impresión.

También, puedes poner una capa fina de barra de pegamento (consultar en Amazon) encima para aumentar la adhesión.

• Laca para el cabello

Otra opción es usar laca para el cabello (consultar en Amazon) directamente en la superficie de la cama. Sin embargo, necesitarás limpiar tu cama después de cada impresión.

Otros adhesivos disponibles en el mercado que puedes usar incluyen nanopolímeros y barras de pegamento PVA.

Mejora la base

La geometría de impresión puede cambiar la adhesión y el perfil de temperatura del filamento. Por ejemplo, si añades un brim, dará al modelo un área inferior más ancha. Aún, un área inferior más ancha asegura que el modelo pueda agarrar mejor la superficie.

También puedes optar por usar una balsa (raft). Igualmente, la balsa aumenta la base de tu modelo creando un agarre más grande para tu modelo 3D. Además, una balsa sigue siendo una entidad separada del artículo impreso, y puedes cortar rápidamente la impresión de ella.

Otra forma de sortear este desafío es añadir discos finos en la base de tu diseño llamados "orejas de ratón". Puedes esparcir las orejas de ratón por toda la cama, aunque comúnmente se usan en esquinas pronunciadas.

Evita corrientes de aire

A veces, puedes hacer tu mejor esfuerzo para asegurar que tu impresión no se encorve, pero aún se encorva. Revisa ventanas abiertas y unidades de AC si estás en esta posición. Siguen siendo fuentes significativas de aire ambiente que causan diferencias de temperatura resultando en encorvado.

Usa un cerramiento

Cuando empiezas a imprimir la primera capa, el filamento fundido contacta con el hotend. Luego, se extiende sobre la cama caliente, y la primera capa mantendrá su temperatura alrededor de la de la cama caliente hasta que el proceso termine.

Deberías usar un cerramiento para mantener el objeto caliente. Guardar el calor generado en la cámara te permite evitar corrientes de aire.

¿Cómo evito que mis impresiones se encorven?

El encorvado en impresión 3D ocurre por contracción del material. Este fenómeno causa diferencias de temperatura entre el extrusor y la cama. Hace que los bordes de la impresión se encorven y levanten.

Para detener el encorvado de tus impresiones, puedes usar las siguientes técnicas:

• Aplicar adhesión a la placa de construcción
• Nivelar correctamente la placa de construcción
• Usar un brim
• Usar una balsa (raft)
• Ajustar configuraciones de capa inicial
• Usar configuraciones apropiadas de ventilador para enfriamiento
• Usar puerta frontal
• Imprimir con escudo contra corrientes

¿Cómo haces una primera capa perfecta?

En impresión 3D, la primera capa sigue siendo la base para toda tu impresión 3D. Por tanto, lograr la primera capa correcta es todo lo que necesitas para lograr un objeto perfecto.

Sin embargo, incluso usuarios experimentados atestiguan que lograr la primera capa no es una tarea fácil.

5 pasos para obtener la primera capa perfecta

• Nivela tu cama de impresión
• Reduce velocidad de primera capa
• Verifica temperaturas
• Trata la superficie de construcción
• Añade balsa, skirt o brim

Conclusión

La primera capa sigue siendo la base fundamental de una impresión 3D de alta calidad. Incluso impresores experimentados pueden a veces luchar para lograr la primera capa correctamente.

Debes acertar con pequeños detalles de impresión, como velocidades, ancho de extrusión, temperaturas de cama y una cama de impresora perfectamente plana.

Ahora conoces varias razones que llevan al encorvado o warping de las primeras capas y los pasos que puedes seguir para evitar este problema.

Además, el artículo te proporciona numerosas formas de evitar el encorvado o warping general en impresión 3D.