Entendiendo el Warping en Impresión 3D: Causas, Soluciones y Consejos de Prevención

La impresión 3D es un proceso de fabricación aditiva que es preciso, exacto y adecuado para fabricar productos con diseños complejos. Sin embargo, es común que muchos usuarios, especialmente principiantes, experimenten varios defectos. Uno de los defectos comunes de impresión 3D es el warping (deformación) en impresión 3D.

El warping en impresión 3D ocurre por muchas razones, haciendo la impresión 3D frustrante para muchas personas. Como resultado, este artículo discutirá el warping en impresión 3D, sus causas, posibles soluciones y cómo prevenir el warping en impresión 3D.

Concepto de Warping en Impresión 3D

El warping es la distorsión de una pieza de su forma prevista.

Entender el warping en impresión 3D solo es posible entendiendo el proceso de impresión 3D y cómo se relaciona con el filamento de impresión 3D. La impresión 3D implica extruir filamento líquido desde una boquilla calentada a una cama de impresión calentada (la mayoría de las veces). Al tocar la cama de impresión, el líquido se condensa a su forma sólida.

El filamento de impresión 3D retiene sus propiedades mecánicas durante los cambios de fase. Sin embargo, están sujetos a expansión y contracción (el grado de tal efecto físico dependiendo del filamento). Los cambios de temperatura durante la expansión y contracción del filamento de impresión 3D aseguran una diferencia en la expansión. Si el filamento extruido se enfría abruptamente durante la contracción, puede llevar a la tracción de la capa anterior. Como resultado, esto puede llevar a impresiones 3D deformadas.

El Warping se Manifiesta en las Impresiones 3D de las Siguientes Maneras:

-Las impresiones 3D deformadas se muestran mayormente en la capa base porque experimentan una amplia gama de temperaturas debido a las capas sucesivas.

-Otras capas también pueden experimentar warping debido al efecto de tracción hacia arriba de las capas sucesivas a medida que se enfrían sobre las capas frías.

-Una capa base fuerte también puede causar warping al adherirse a la cama de impresión.

Hay otras formas en que el warping en impresión 3D puede manifestarse. Estas se discuten completamente en la sección siguiente.

¿Qué Causa el Warping en Impresión 3D?

La causa principal del warping en impresión 3D es la diferencia de temperatura durante la extrusión del filamento. Sin embargo, hay otras causas. A continuación se muestran algunas causas frecuentes que debe vigilar durante la impresión 3D.

1. Diferencia de Temperatura

Durante la extrusión, el filamento calentado sufre expansión y contracción. Las diferencias de temperatura pueden prolongar o reducir la expansión. Si el filamento extruido se enfría abruptamente, esto puede llevar a una impresión 3D deformada.

Esta es la razón más común para el warping en impresión 3D, y ocurre debido a enfriamiento desigual, mala ventilación, velocidad insuficiente del ventilador de enfriamiento y la elección incorrecta de filamento de impresión 3D.

2. Adhesión Inadecuada a la Cama

La primera capa de la impresión 3D debe adherirse a la cama de impresión correctamente. Cuando esto no sucede, la capa subsiguiente puede contraerse y levantar la primera capa. Esto, a su vez, puede llevar a una impresión 3D deformada. La adhesión inadecuada a la cama puede ser resultado de lo siguiente:

• Nivelación incorrecta de la cama
• Uso incorrecto/ausencia de adhesivo
• Altura de boquilla incorrecta
• Extrusión insuficiente
• Una cama de impresión 3D sucia

3. Configuraciones de Laminado Incorrectas

El laminador determina la ruta de impresión 3D calculada a partir de la orientación del objeto, material y resolución deseada. Por lo tanto, configuraciones incorrectas del laminador pueden llevar a errores en la pieza. Esto puede llevar a placas de construcción desprendidas y warping en impresión 3D.

4. Impresión Demasiado Rápida

Imprimir demasiado rápido puede llevar a lo siguiente, lo cual puede causar impresiones 3D deformadas:

• El filamento plástico se enrollará en lugar de acostarse plano.
• Imprimir rápido también puede llevar a enfriamiento abrupto de la capa. Además, llevará a que la capa plástica sea frágil.

Cómo Arreglar Impresiones 3D Deformadas

Arreglar una impresión 3D deformada es casi imposible, especialmente para productos que requieren alta precisión, exactitud y tolerancia. Sin embargo, para productos que no requieren tanta tolerancia, la única solución para el warping en impresión 3D es recalentar la pieza usando una pistola de calor y empujarla a su forma.

La solución más considerada para el warping en impresión 3D es volver a imprimir el modelo. Sin embargo, esto solo debería suceder después de considerar los consejos destacados a continuación.

10 Consejos para Evitar el Warping en Impresión 3D

Debido a la baja tendencia a arreglar una impresión 3D deformada, necesita saber sobre cómo evitar el problema antes de imprimir. Además de eso, también puede aumentar el costo del servicio de impresión 3D. A continuación se muestran varios consejos que puede incorporar antes y durante la impresión para una impresión 3D de calidad.

1. Nivele la Cama de Impresión

Nivelar la cama de impresión le permite obtener la distancia perfecta de la boquilla a la cama de impresión. Por un lado, una boquilla demasiado cerca puede llevar a rayar la cama (esto no causa warping). Por otro lado, una boquilla demasiado lejos puede llevar al enfriamiento del filamento extruido antes de que se asiente en la cama de impresión. Esto reducirá la adhesión del filamento extruido y causará warping. Puede nivelar la cama de impresión realizando una prueba de papel o usando una prueba de impresión.

2. Caliente la Cama de Impresión y la Boquilla a Mayor Temperatura para las Primeras Capas

Calentar la cama de impresión y la boquilla puede asegurar que el filamento extruido tenga una viscosidad más alta y se adhiera mejor a la cama de impresión. Para la primera capa, asegúrese de aumentar la temperatura de impresión en unos 5°C. Sin embargo, tenga en cuenta que esto depende del material con el que esté trabajando.

3. Use un Recinto Calefactado

Un recinto calefactado asegurará que la otra parte de la impresión 3D no experimente warping. Lo hace manteniendo la temperatura estable y reduciendo el grado de contracción.
No todas las impresoras tienen un recinto calefactado. Sin embargo, es posible construir uno usted mismo (DIY).

4. Use una Balsa (Raft) y Borde (Brim)

La balsa y el borde también son complementos que puede usar para prevenir el warping en impresión 3D. Una balsa es una capa extra mientras está firmemente unida a la capa de fundación. Esto mantiene la capa abajo y mejora la adhesión a la cama de impresión. Por otro lado, un borde se adhiere al borde exterior y hace la misma función de mejorar la adhesión.

5. Configure los Ajustes de Laminado

También puede configurar los ajustes de laminado para prevenir el warping en impresión 3D. Hay dos ajustes que puede utilizar. Uno implica aumentar la altura de la primera capa aumentando la superficie de contacto. Hacer esto aumentará la adhesión en la plataforma.

Otra forma es expandir el ancho de línea de la primera capa. Esto aumentará la presión de extrusión, aumentando la adhesión y reduciendo las posibilidades de enrollamiento. Asegúrese de que la configuración no afecte el espesor de pared y otros parámetros.

6. Reduzca la Densidad de Relleno a Modelos 3D

La densidad de relleno es la cantidad de filamento dentro del modelo. Aumentar la densidad de relleno llevará a una gran contracción durante el enfriamiento resultando en warping.

Disminuir la densidad de relleno reducirá la tasa de contracción, disminuyendo las impresiones 3D deformadas.

7. Reduzca la Velocidad de Impresión

Reducir la velocidad de impresión puede prevenir el warping reduciendo el enrollamiento en impresión 3D. Además, al reducir la velocidad de impresión, el enfriamiento se vuelve fácil, hay adhesión adecuada y hay una reducción en el estrés interno.

8. Apague el Ventilador de Enfriamiento para las Primeras Capas

Los ventiladores de enfriamiento aceleran el proceso de enfriamiento. Cuando están altos, pueden enfriar abruptamente el filamento extruido durante la contracción, lo que tira de los materiales hacia arriba. También puede llevar a adhesión inadecuada de las primeras capas a la cama de impresión. Como resultado, llevando a impresiones 3D deformadas. Por lo tanto, se recomienda apagar el ventilador de enfriamiento y mantener la primera capa caliente.

9. Limpieza de la Cama de Impresión

Limpiar la cama de impresión también puede ayudar a reducir la posibilidad de warping. Esto es porque el polvo y la suciedad pueden reducir la adhesión del filamento a la cama de impresión.

10. Use Adhesivos

Use pegamentos, cinta azul o cualquier producto adhesivo para mejorar la adhesión del filamento a la cama de impresión. Sin embargo, asegúrese de que el adhesivo no afecte el filamento y sea compatible con la cama de impresión.

Diferencias entre Warping de ABS y Warping de PLA en Impresión 3D

El warping en impresión 3D depende de las propiedades del filamento de impresión 3D. Como resultado, hay una diferencia entre warping de ABS y warping de PLA. Entender la diferencia entre ambos materiales solo puede ocurrir entendiendo sus propiedades.

PLA es termoplástico con mayor resistencia, rigidez y baja temperatura de fusión. Sin embargo, tiene una baja temperatura de fusión y es susceptible al warping en impresión 3D. Además, después de que el filamento se asienta, se vuelve frágil, reduciendo la adhesión de las capas a la cama de impresión.

ABS es más débil, ligero y menos rígido que PLA. Así que requiere más esfuerzo de impresión debido a ser resistente al calor y susceptible al warping. Como resultado, al imprimir ABS, use una cama de impresión y boquilla calentadas unos 40-50 grados Celsius más calientes.

En general, la principal diferencia entre ellos es que ABS tiende a deformarse más que PLA. Esto es porque cuando la temperatura de la cama de impresión es demasiado baja o la temperatura de la boquilla es demasiado alta, PLA solo tiende a enrollarse pero en general tiene warping más mínimo que ABS.

¿Qué Otros Defectos en Impresión 3D?

El warping en impresión 3D no es el único defecto de impresión 3D que puede experimentar. A continuación se muestran algunos defectos comunes en el proceso:

1. Ghosting (Fantasma)

El ghosting es la ocurrencia de pequeñas líneas repetidas en la superficie del modelo. Ocurre debido a la generación de vibración cuando el extrusor cambia de dirección. Puede resolver el problema reduciendo la velocidad de impresión y revisando el componente mecánico de la impresora.

2. Pie de Elefante

Esta es la expansión de las primeras capas del modelo 3D en el plano horizontal. Esto ocurre debido a que la boquilla está cerca de la cama de impresión o temperaturas altas de la cama de impresión. Puede evitar el pie de elefante disminuyendo la temperatura de la cama.

3. Sobrecalentamiento/Enrollamiento

Esto ocurre debido a calentar el filamento y extruir a una temperatura muy alta. Por lo tanto, el filamento tiene menos tiempo para enfriarse. Por lo tanto, colapsa o se hunde. Para evitar el enrollamiento, baje la temperatura y aumente la velocidad del ventilador de enfriamiento.

4. Stringing (Hilado)

El stringing ocurre cuando el plástico gotea de una sección de impresión y se pega a otra sección cuando la boquilla se mueve. El problema surge debido a configuraciones inexactas. Puede prevenir el stringing reduciendo la temperatura y aumentando la velocidad de retracción de la impresora.

5. Agrietamiento

Esto ocurre cuando las capas no se unen correctamente entre sí. Ocurre debido a mala adhesión entre las capas o contracción térmica.

Para prevenir el agrietamiento, aumente la temperatura y reduzca la velocidad del ventilador de enfriamiento. También puede asegurar que haya enfriamiento adecuado durante la impresión.

Conclusión

El warping en impresión 3D es una ocurrencia común durante la impresión. Ocurre mayormente debido a la diferencia de temperatura que resulta en variación en el enfriamiento. Debido a su frecuencia, es necesario prevenir el proceso. Por lo tanto, esto habla sobre warping en impresión 3D, sus causas y solución, y cómo prevenirlo.

¿Necesita impresiones 3D de alta calidad? Aquí en WayKen, ofrecemos servicios de impresión 3D de bajo costo y alta calidad y mecanizado CNC. Nuestra empresa está certificada ISO, lo que significa que adherimos a altos estándares de calidad. Además, nuestro equipo de expertos experimentados y creativos usa equipos avanzados para entregar el mejor servicio posible. Contáctenos hoy para aprender más sobre cómo podemos ayudarle con sus necesidades de impresión 3D. ¡No se decepcionará!

Preguntas Frecuentes

¿Puede el filamento causar warping?

Sí, usar el filamento incorrecto puede llevar a warping en impresión 3D. Por ejemplo, PLA y ABS son filamentos comunes en impresión 3D. Sin embargo, ABS es más susceptible al warping debido a sus propiedades. Asegúrese de entender el filamento con el que está trabajando para obtener lo mejor de la impresión 3D.

¿A qué temperatura se deforma el PLA?

El PLA sufre cambios dimensionales incluso a unos 70 °C. Sin embargo, a una temperatura más alta (unos 170 °C), el objeto colapsa completamente (se funde).

¿Puede el filamento húmedo causar warping?

Sí, los filamentos húmedos pueden volverse frágiles durante la impresión, reduciendo la adhesión a la cama de impresión. Además, los filamentos húmedos pueden llevar a burbujas que arruinan la calidad de la impresión 3D.