Crear un Perfil de Impresión 3D: Guía Paso a Paso para el Éxito en FDM

En la impresión 3D siempre existen una serie de factores que dependen del usuario, los cuales suelen determinar si una impresión resulta satisfactoria o fallida. Todos estos parámetros se recogen en el perfil de impresión que cada usuario emplea en cada trabajo.

En los perfiles de impresión FDM se pueden modificar una infinidad de parámetros: temperaturas y velocidades de impresión, cómo fabricar las partes internas y externas, y el resto de variables que influyen en el proceso. Por ello, a continuación se detallan los aspectos más importantes al crear un perfil de impresión.

Aspectos a considerar

Antes de modificar los parámetros de impresión, hay que tener en cuenta una serie de factores que influyen directamente:

Geometría de la pieza

La forma y el grosor de una pieza afectan directamente a parámetros como velocidades y alturas de capa, ya que si una pieza tiene zonas de tamaño reducido, el perfil debe contemplar velocidades de fabricación más bajas para garantizar la calidad.

Material

Como ya saben todos los usuarios, cada material tiene un rango de temperaturas y velocidades recomendado por el fabricante; es aconsejable ceñirse a esos valores para evitar problemas como la aparición de partículas de filamento calcinado en el hotend por exceso de temperatura, que posteriormente provocan atascos.

Impresora 3D

Dentro de las impresoras FDM existen diferencias importantes. Una de las que más influye en la configuración del perfil es el tipo de extrusor, directo o Bowden, puesto que se requieren valores muy distintos en velocidad de impresión, velocidad y longitud de retracción e incluso en el flujo.

Entorno

Algo que pocos usuarios consideran es el entorno donde se ubica la impresora. La temperatura, la humedad o la existencia de corrientes de aire son factores que afectan directamente al perfil de impresión y, en algunos casos, al acabado superficial de las piezas.

Objetivo de la pieza

Una de las muchas ventajas de la impresión 3D es que la misma pieza puede fabricarse con infinitas configuraciones distintas: mejor o peor acabado superficial según el tiempo de impresión, mayor resistencia en una cara u otra, etc. Esto se logra adaptando cada perfil a cada caso particular.

5 pruebas clave

Una vez claros los puntos anteriores, llega el momento de configurar el perfil y para ello Polymaker ha desarrollado el PCP (Profile Creation Process), cinco pruebas para que todos los usuarios consigan el perfil de impresión ideal:

Prueba 1: Flujo del extrusor

El primer paso es encontrar la temperatura ideal para el material que se va a utilizar. Se debe comenzar con la temperatura más baja recomendada por el fabricante del filamento e ir aumentándola hasta que el flujo sea continuo y no haya atascos en el hotend.

Imagen 1: Flujo del extrusor. Fuente: Polymaker.

Los usuarios que deseen ajustar la temperatura con precisión pueden realizar una torre de temperatura, como la que se muestra a continuación.

Imagen 2: Test de torre de temperatura.

Prueba 2: Gestión del flujo

Esta sección debe corregir errores de impresión causados por una mala configuración del flujo. Una gestión inadecuada puede provocar flujo irregular por presión excesiva en el extrusor o residuos de filamento por toda la superficie de la pieza debido a una configuración incorrecta de la retracción.

Imagen 3: Gestión del flujo. Fuente: Polymaker.

Prueba 3: Ventilador de capa (enfriamiento)

El ventilador de capa es uno de los componentes más importantes de una impresora 3D, ya que con él se logran geometrías más complejas y acabados superficiales de mayor calidad.

El siguiente esquema muestra las fuerzas que actúan en la unión entre capas. "F1" es la fuerza de elevación del material cuando está en voladizo y "F2" es la fuerza de contracción provocada por la tensión de la capa superior. El valor de estas dos fuerzas debe ser aproximadamente cero para mantener la estabilidad mecánica y geométrica. Para lograr "F1 = 0" hay que reducir la altura de capa, el ángulo de voladizo y la temperatura de extrusión; o aumentar la velocidad del ventilador de capa. En el caso de "F2", el valor de la fuerza puede minimizarse aumentando la temperatura de extrusión o reduciendo la velocidad de extrusión.

Imagen 4: Importancia del ventilador de enfriamiento. Fuente: Polymaker.

Prueba 4: Deslaminado (warping y cracking)

Algo que suele ocurrir al usar filamentos como ABS o ASA es el deslaminado entre capas (cracking) o entre la primera capa y la base (warping). Esto sucede durante la impresión por la acumulación de tensiones entre capas, causada por la acción de la fuerza del propio polímero (F2) y la acción en sentido contrario de la adhesión de la capa inferior (F1.2) o de la propia base de impresión (F1.1). Cuando las fuerzas implicadas en la unión no están equilibradas, se produce el deslaminado, como muestra la siguiente imagen.

Imagen 5: Deslaminado (warping y cracking). Fuente: Polymaker.

Para evitarlo, el usuario debe encontrar la temperatura ideal de la base y contar con una impresora 3D cerrada cuando el material lo requiera.

Prueba 5: Detalles finos

Finalmente, para asegurar que toda la superficie de la pieza impresa tenga un acabado perfecto, incluidas las partes más finas, el usuario debe ajustar el flujo y el enfriamiento mediante el ventilador de capa. El ajuste de ambos parámetros debe realizarse modificando los valores con cuidado para no pasarse, ya que esto puede causar los errores mencionados anteriormente.

Imagen 6: Detalles finos. Fuente: Polymaker.

Conclusión

Toda la información detallada en este artículo está pensada para que un usuario obtenga el perfil de impresión de cualquier material, teniendo en cuenta que la impresora 3D sea capaz de ofrecer los parámetros de impresión necesarios.