Por qué el ventilador de capa es crucial para el éxito en impresión 3D FDM

Al hablar de las partes funcionales de una impresora 3D FDM, el ventilador de capa es uno de los componentes más importantes que se pueden encontrar. Una impresora 3D suele tener dos ventiladores en la zona del HotEnd, uno encargado de enfriar el difusor del HotEnd y otro que enfría el material que sale de la boquilla. En este artículo hablaremos de este último, el ventilador de capa.

Cuándo es necesario

Todos los usuarios han intentado imprimir alguna pieza con zonas de área pequeña, donde la boquilla se mueve constantemente en la misma zona, un proceso que causa un exceso de temperatura que ablanda la pieza. Lo mismo ocurre al imprimir piezas altas y esbeltas, como un cilindro de pequeño diámetro, donde el calor se acumula en la misma zona y deforma catastróficamente la pieza. Otra deformación típica es la que ocurre en voladizos muy pronunciados, donde el material aún caliente se deforma por la acción de estar suspendido en el aire, hasta que se solidifica.

Todos estos problemas se solucionan simplemente usando el ventilador de capa correctamente.

Imagen 1: Piezas pequeñas sin y con ventilador de capa.

Materiales compatibles

Antes de comentar cómo configurar el ventilador de capa, el usuario debe tener en cuenta con qué materiales se recomienda usar el ventilador de capa y con cuáles no.

PLA

El PLA es el material por excelencia que necesita el ventilador de capa, debido a su bajo punto de reblandecimiento. Esto significa que si la boquilla se sitúa en la misma zona por cortos períodos, la pieza sufrirá deformación irreversible. Por eso, el ventilador de capa es un componente crucial en todas las impresoras 3D FDM que usan PLA o algún material compuesto que tenga este polímero como base.

ABS

Este material y similares, como ASA, son totalmente incompatibles con el ventilador de capa. Esto es porque el ABS es muy sensible a la pérdida de temperatura frente a corrientes de aire, aumentos bruscos que causan cracking (delaminación de capas) y el fallo total de la impresión. Por eso, es vital usar ABS y ASA con impresoras 3D totalmente cerradas.

Otros

Apart de los materiales comentados, en impresión 3D FDM hay muchos más tipos de filamentos y cada uno con distinta configuración de impresión, por eso se muestra a continuación una tabla con la mayoría de materiales disponibles e indica si necesitan o no ventilador de capa:

Material	Ventilador capa
PLA	Sí
ABS	No
Flexible	Sí
HiPS	No
PETG	Sí
Nylon	No
ASA	No
PC	No
PP	Sí
PVA	Sí

Tabla 1: Ventilador de capa según material.

Consejos de experto

Una vez el usuario ya sabe si necesita o no usar el ventilador de capa, debe saber cómo usarlo y cuándo.

Al inicio de una impresión el usuario necesita que la primera capa se adhiera a la base con suficiente firmeza para que no se despegue durante la impresión. Esto se logra, no solo usando algún producto que mejore la adherencia, sino también manteniendo la temperatura estable, por lo que el ventilador de capa debe estar apagado durante las dos primeras capas. Una vez la impresión tiene cierta altura, la velocidad del ventilador de capa debe ajustarse a la geometría de la pieza en cada capa. En general, hay dos casos donde la velocidad debe variarse: cuando el tiempo de impresión de una capa es mayor de 5 segundos y cuando es menor de 5 segundos. En el primer caso, la velocidad del ventilador debe aumentarse linealmente desde 70 % con tiempos de capa de 20 segundos o más, hasta 100 % con capas de 5 segundos. Cuando el tiempo de capa es menor de 5 segundos, el usuario debe usar el ventilador de capa al 100 % de velocidad, siendo a veces una velocidad insuficiente que causa deformación en la pieza. Este problema, que suele ocurrir al hacer piezas estrechas y altas, se soluciona imprimiendo varias piezas separadas simultáneamente en la medida de lo posible para que cada capa tenga tiempo de enfriar.

Cualquier software de laminado (Cura3D, Simplify3D, Slic3r...) permite modificar la velocidad del ventilador de capa a la altura de pieza que el usuario quiera.

Imagen 2: Configurar ventilador capa en Simplify3D. Fuente: Simplify3D.

Conclusión

Es importante que todos los usuarios de una impresora 3D FDM sepan usar el ventilador de capa correctamente, ya que es un complemento que eleva la calidad y complejidad de las piezas.