Previene el warping en impresión 3D: Soluciones y estrategias de prevención probadas

Si has usado una impresora 3D, lo más probable es que hayas experimentado warping (deformación) en impresión 3D.

El warping es uno de los problemas más comunes en impresión 3D y es muy frustrante. Afortunadamente, algunas medidas ayudarán a solucionar y evitar el problema, llevando a modelos más exitosos.

Las impresiones fallidas son inevitables en impresión 3D, pero con dominio de los ajustes correctos para tu impresora, puedes eliminar el warping mediante varias técnicas.

Los ajustes de tu impresora 3D dependen enteramente del material que usas como material de impresión y su condición.

Tener el saber hacer para manejar los ajustes, considerando todos los factores que pueden llevar a warping 3D, sin duda llevará a resultados de impresión impresionantes y solucionará el warping en el proceso.

¿Qué es el warping en impresión 3D?

El warping puede considerarse como una ligera alteración del diseño original tras la impresión. En algunos casos, puede ser extremo y la impresión completa queda inservible y destruida. Para mejores resultados, debes revisar las impresiones.

Como el warping se detecta tras el proceso de impresión, muchos materiales pueden perderse, aumentando costes de producción.

No hay forma de revertir el warping tras ocurrir; desechar es la única opción. En esta guía, hablaremos de las causas de la distorsión y varias formas de evitarla.

¿Por qué ocurre el warping?

Los materiales usados durante los procesos de producción 3D son termoplásticos, lo que significa que cambian propiedades en rangos de temperatura específicos.

El proceso implica calentar los filamentos más allá de su punto de fusión, donde cambian a forma líquida que puede fijarse fácilmente en una placa de construcción.

Durante el calentamiento, los termoplásticos se expanden, y luego al enfriarse, se contraen para formar un sólido.

Si esto ocurre cuando las capas inferiores aún están calientes y las superiores frías, la impresión perderá su agarre en la placa de construcción y, a cambio, se enrollará hacia arriba; de ahí ocurre el warping.

Desalentadoramente, el enrollado puede aparecer incluso al terminar lo que sería una excelente impresión fina. Si solo las temperaturas de toda la imagen 3D pudieran mantenerse en un rango establecido, el warping se evitaría por completo. Sin embargo, esto es casi imposible.

En su lugar, puedes intentar mantener la temperatura exacta lo más posible en un rango específico. Esto asegura que el modelo de impresión pueda adherirse a la superficie de construcción durante todo el proceso de producción.

Arreglar la impresión fuera de la cama mediante temperatura de transición vítrea

Mayormente, las impresiones deformadas no pueden arreglarse y el modelo completo termina destruido. Alternativamente, si el modelo es ligero y no demasiado grueso en volumen, hay una forma de remodelarlo.

Esto puede lograrse calentando la impresión moderadamente casi a su temperatura de transición vítrea, suficiente para ablandarla y remodelarla.

Necesitarás improvisar para la cama de impresión usando una superficie metálica grande, preferiblemente una sartén, suficiente para sostener la impresión como estaba en la cama.

Un secador de pelo normal serviría en el proceso de calentamiento. El secador debería estar a máxima potencia y moverlo para calentar tu impresión.

Tras calentar, puedes remodelar la impresión ahora a la forma y curvatura deseadas. Antes de enfriar, necesitarás sujetarla para evitar deformidades de nuevo.

Puedes repetir el proceso hasta que la impresión asuma la forma que buscas. El secador viene bien porque llevar la impresión de vuelta a la cama o calentar la sartén solo calentará el fondo. Esto significaría que estás calentando toda la impresión de nuevo para resultados.

Formas de prevenir el warping

a) Usar una cama de construcción calentada

Antes de las camas calentadas, eran raras y las impresiones 3D tendían a enfriarse rápido incluso antes de completar la producción. Debido a esto, warping y enrollado eran casi estándar en cada impresión. Ahora, la mayoría de máquinas ya vienen equipadas con camas calentadas.

Una de las formas más recomendadas de evitar warping es usar una cama de construcción calentada. La cama busca mantener el material a una temperatura justo por debajo de cuando se solidifica. Esto asegura que tu impresión 3D se mantenga plana y conectada a la cama.

Con la impresión enfriándose más lentamente, se reducen las probabilidades de warping por tensiones causadas por contracciones.

Sin embargo, debes asegurar que la temperatura usada es la correcta según el material en uso. Las propiedades difieren para diferentes materiales y filamentos a pesar de ser todos materiales de alta temperatura.

Las camas calentadas no son garantía total de evitar warping; combinar la técnica con otros métodos reduce las probabilidades.

Aun así, las partes de calentamiento no comprenden toda la cama, significando que no toda la cama calienta – los bordes pueden no recibir suficiente calor y terminar deformándose. Vale notar que impresiones grandes pueden deformarse, a diferencia de las pequeñas.

b) Uso de adhesivos en la primera capa

La adhesión entre la capa inferior de tu impresión y la cama tiene un papel en prevenir warping. Esto se logra usualmente recubriendo la cama con adhesivo o sustancia pegajosa antes de iniciar la impresión real.

Antes de usar el adhesivo, se recomienda hacer una impresión de prueba de una parte pequeña para asegurar que funciona bien. Con la impresión pegada a la cama, esto puede llevar a daños al quitarla.

Para que la técnica de adhesivo funcione bien, debes asegurar que la impresión está lisa y limpia. Rastros de aceite y grasa solo empeorarán y debilitarán las fuerzas de adhesión.

El adhesivo debe aplicarse en la placa de vidrio. Además, los métodos de adhesión difieren de material a material, de ahí la necesidad de entender el material usado.

Hay muchos productos que ayudarán a tu impresión a adherirse a la base. Aquí tienes algunos, puedes experimentar primero o incluso combinarlos para resultados efectivos:

1) 3DLac

3DLac es un spray con formulación química específica para impresión 3D que solidifica las piezas. Su aplicación es simple: solo rocía el producto en la base antes del proceso.

La cama no necesita inundarse, rociar desde una distancia de mano asegura distribución efectiva. Una alternativa para 3DLac es la laca Nelly, ya que la misma empresa las fabrica.

La única diferencia es que la concentración en 3DLac es una formulación más mejorada y carece del olor de las lacas Nelly.

2) Wolfbite

Wolfbite es un químico comercial 3D producido explícitamente para adhesión y agarre de tus piezas de impresión 3D. Una variante del producto en su web oficial; por tanto, necesario testar tu producto y material preferido.

3) Láminas PEI

Las láminas (ver en Amazon) vienen ya laminadas y fáciles de colocar en la cama. Vienen en varios tamaños y marcas; así es más fácil encontrar la que funcione para ti y el tamaño correcto para tu impresora. Incluso las gruesas son fáciles de recortar según preferencia.

Algunas vienen como adhesivos y son fáciles de instalar colocándolas en la cama. A diferencia de cintas, las burbujas no son problema aquí ya que se unen con casi todos los materiales.

4) Cinta Kapton

La cinta Kapton se usa comúnmente en soldadura y electrónica porque soporta temperaturas extremas.

Puede usarse en impresión 3D para dar el enlace adhesivo necesario. La cinta Kapton puede usarse con otros métodos como sprays 3DLac para dar un impulso al agarre.

La cinta Kapton funciona también en impresiones con anchos mayores y es más fácil de aplicar en la superficie.

Sin embargo, puede quedar residuo tras el proceso, pero el alcohol suele encargarse efectivamente.

5) Cinta de enmascarar

En algún punto, todos hemos usado cinta de enmascarar (ver en Amazon) para arreglos rápidos y reparaciones, ya sea en casa u oficina. Es relativamente barata comparada con cinta Kapton y ofrece buena adhesión.

6) Barra de pegamento

La barra de pegamento (ver en Amazon) es una alternativa favorita, y algunas empresas de impresión ofrecen la barra como parte de sus productos. La aplicación es solo aplicar pegamento en la placa, y listo.

Alternativamente, la dilución con agua es aceptable, y un pincel se usa para extender el pegamento más uniformemente. Esto facilita la limpieza del vidrio ya que solo se usa una mínima fracción.

7) Solución ABS

Unos trozos pequeños de ABS pueden diluirse en acetona en un recipiente para formar solución ABS (jugo ABS). La acetona asegura que el ABS se disuelva totalmente y forme material pastoso.

Con un pincel, (ver en Amazon), puedes aplicar el jugo ABS a la cama. Imprimir en otros materiales necesita buscar químicos apropiados y aplicación correcta en la superficie.

c) Regular la temperatura durante el proceso de producción

El monitoreo de temperaturas debe ser en la máquina de impresión, y la temperatura del aire circundante es esencial en warping. Esto puede lograrse mediante:

Ajustar enfriamiento: cuidado extra aquí ya que los filamentos necesitan enfriar para permitir que el plástico fundido se solidifique para puentes precisos.

Los ventiladores de enfriamiento podrían apagarse o bajar velocidades solo para las primeras capas para ayudar a igualar temperaturas.

Usar cámara de impresión cerrada: Trabajar con impresora cerrada ayuda a mantener proceso de impresión constante. También puedes construir tu cerradura si la impresora carece de una.

d) Elegir los ajustes correctos para las primeras capas

Las calibraciones son esenciales para prevenir warping. Una buena distancia entre la boquilla y la placa es importante en las primeras capas de tu impresión, lo que a su vez afecta al modelo completo.

La plataforma debería estar lo más cerca posible de la boquilla para prevenir que el material se enfríe y pierda capacidad de adherirse. Todas las capas siguientes deben observar la regla para adherirse entre sí.

El warping es menos común en impresiones pequeñas comparado con grandes donde es evidente. Al imprimir grandes, es aconsejable usar filamento con menor contracción, preferiblemente basados en PLA.

El modelo puede ajustarse con materiales ABS (ver en Amazon) que las paredes sean más finas, reduciendo material de relleno. Menor relleno, menores probabilidades de warping tras enfriar.

e) Controlar las coordenadas Z

Las primeras capas en la placa son clave para un modelo de impresión exitoso. Imprimir la primera capa perfecta puede lograrse comprobando correctamente la coordinación de salida del eje Z antes de empezar.

Si el eje Z empieza en un punto más alto, el material tendrá que viajar más antes de contactar la cama. El material se enfría más y no se pegará bien al vidrio.

Con el ajuste del eje Z, la boquilla no debería acercarse demasiado al modelo ya que puede resultar en más complicaciones.

Si tu impresión tiene superficie de impresión pequeña, la adherencia será difícil; por tanto, brims y rafts pueden añadirse para mayor adhesión.

Para el ajuste correcto de coordenadas, los sensores de nivel vendrán bien. Puedes hacerlo manualmente, pero los sensores darán la ayuda extra.

Algunas impresoras ya tienen sensores de auto-ajuste, y puedes comprar uno e instalarlo para una buena capa inicial en tu modelo.

Conclusión

Hacer modelos de impresión de alta calidad no es solo conseguir la impresora, llenarla de filamento e imprimir tu modelo deseado. Durante el proceso, te frustrarás ya que muchas cosas pueden salir mal.

Perfeccionar la impresión del modelo 3D deseado requiere entendimiento profundo de cómo tu material de filamento reacciona a cambios de temperatura y diferencia de temperatura de los filamentos.

Las habilidades son fáciles de aprender pero técnicas de dominar ya que requieren esfuerzo.

Resolver problemas que surjan durante la impresión requiere jugar y experimentar con los ajustes de la impresora.

El warping es uno de los problemas comunes en impresión 3D. Con filamentos PLA, es raro pero puede ocurrir.

Si observas los pasos y medidas descritos, podrás producir impresiones perfectas desde base y capas. Reducir la velocidad de la capa inicial también ayuda mucho a frenar el warping.