Diez técnicas probadas para eliminar la fluencia de calor en la impresión 3D FDM

La fluencia de calor en la impresión 3D con modelado por deposición fundida (FDM) se refiere a la transferencia ascendente no deseada de calor desde el extremo caliente del extrusor hacia las zonas más frías del conjunto del extrusor. Cuando esto ocurre, el filamento puede ablandarse prematuramente o fundirse parcialmente por encima de la zona de fusión prevista. Este ablandamiento puede hacer que el filamento se hinche, provocando obstrucciones parciales o totales dentro del extrusor. Además de provocar bloqueos en el extrusor, la fluencia de calor puede provocar una extrusión inconsistente, una calidad de impresión degradada y desperdicio de material. Es un problema común, especialmente cuando se imprime con filamentos sensibles al calor o cuando se utiliza una refrigeración insuficiente.

Este artículo describe 10 métodos efectivos para prevenir la fluencia de calor, junto con una explicación detallada de sus causas, síntomas y el impacto en la calidad de las piezas en la impresión 3D FDM.

1. Pruebe el ventilador de refrigeración

Asegúrese de que el ventilador de refrigeración del extrusor esté funcionando a su capacidad nominal. Si el ventilador falla o tiene un rendimiento deficiente, el exceso de calor no se disipará eficazmente del disipador de calor, lo que provocará una migración térmica hacia el extrusor. Comience verificando el voltaje suministrado al ventilador usando un multímetro. Debe coincidir con el voltaje nominal del ventilador (normalmente 12 V o 24 V). Un voltaje inadecuado conduce a menores RPM del ventilador, lo que reduce la eficiencia de enfriamiento y acelera la fluencia de calor. Si el ventilador gira demasiado lento o intermitentemente, reemplace o solucione los problemas de la fuente de alimentación, el cableado o el propio ventilador.

2. Modificar la velocidad del ventilador

Aumentar la velocidad del ventilador mejora la transferencia de calor por convección al aumentar el flujo de aire sobre el disipador de calor y otros componentes críticos. Una mayor velocidad del aire mejora la turbulencia, aumentando la tasa de disipación de calor. La velocidad del ventilador normalmente se puede controlar mediante la configuración del software de la cortadora o la configuración del firmware. Optimizar la velocidad del ventilador es una de las formas más accesibles de combatir el aumento de calor sin necesidad de cambios de hardware.

3. Emplear un Hot End de mayor calidad

No todos los hot-ends son iguales. Es posible que los extremos calientes más baratos no estén diseñados adecuadamente para evitar que el calor suba por el extrusor. Pueden hacerlo con disipadores de calor, diseños de refrigeración mejorados y materiales con baja absorción térmica para contener el calor donde sea necesario. Los extremos calientes de mayor calidad no sólo reducen la fluencia de calor sino que también imprimen con mayor precisión. Esta es una de las mejores formas de evitar el aumento del calor.

4. Utilice un filamento de mejor calidad

Los filamentos de baja calidad pueden presentar perfiles de temperatura inconsistentes, por lo que un lote puede tener propiedades térmicas diferentes al siguiente. Esto significa que la fluencia de calor puede ser inexistente en un lote y luego convertirse en un problema en el siguiente. El filamento de mala calidad también puede tener un diámetro inconsistente. La fluencia de calor afecta fácilmente a los filamentos de gran diámetro porque el plástico no necesita expandirse tanto para causar un bloqueo.

5. Aumente la velocidad de impresión

La velocidad de impresión debe ser lo suficientemente rápida como para evitar que el calor suba por el extrusor y derrita el plástico antes de que pueda pasar a través de la boquilla. Si evitas que el filamento pase suficiente tiempo a temperaturas elevadas para ablandarse antes de llegar al extrusor calentado, no se expandirá ni provocará obstrucciones.

6. Reducir la temperatura de impresión

La temperatura de impresión se puede reducir para evitar que el calor se acumule demasiado rápido dentro del extrusor. Sin embargo, la mayoría de los filamentos funcionan dentro de un rango de temperatura estrecho; deben derretirse lo suficiente para extruirse correctamente pero permanecer lo suficientemente viscosos como para adherirse a la capa anterior. Las temperaturas más bajas y las viscosidades más bajas también pueden causar obstrucciones en las boquillas. Además, si reduce la temperatura mientras aumenta el ventilador y la velocidad de impresión, es posible que el filamento no se caliente lo suficiente.

7. Aumenta la velocidad de retracción

Si la retracción es demasiado lenta, el plástico calentado dentro del extrusor puede tener tiempo de hincharse y provocar un bloqueo. Lo más probable es que suceda unas horas después de imprimir, una vez que el extremo superior del extrusor se haya calentado lo suficiente como para causar esta hinchazón.

8. Reducir la distancia de retracción

La retracción evita que se formen hilos de plástico entre dos elementos elevados durante el movimiento del hot-end cuando no se produce extrusión. El filamento se retrae hacia el extremo caliente para evitar cualquier filtración de plástico. Sin embargo, si se retrae demasiado, el plástico ablandado podría entrar en contacto con el accionamiento del extrusor. La rueda de malla no podrá enganchar el filamento blando, por lo que dejará de extruir. Además, el plástico derretido podría adherirse a áreas no protegidas por el inserto de PTFE de baja fricción en el extremo caliente.

9. Utilice una cubierta de refrigeración

Una cubierta de enfriamiento puede ayudar a canalizar el aire ambiental desde el ventilador hacia el disipador de calor de manera más efectiva. Esto mejorará la transferencia de calor desde el disipador de calor y evitará que el calor suba por el extrusor.

10. Compruebe si hay obstrucciones

Con el tiempo, se pueden acumular plástico y residuos en la rotura de calor del extrusor. Esto afectará la tasa de transferencia de calor y puede hacer que el calor suba por la extrusora. Como tal, es esencial comprobar periódicamente si hay obstrucciones o acumulación de residuos extraños.

¿Por qué la impresión 3D debería evitar la fluencia de calor?

La fluencia de calor durante la impresión 3D puede provocar impresiones de mala calidad o incluso fallos totales debido a bloqueos en el extrusor que impiden que el plástico fluya. Los bloqueos causados ​​por la fluencia de calor son más difíciles de eliminar que otros porque la porción calentada se hincha más allá de las dimensiones de diseño del tubo. Además, eliminar las obstrucciones causadas por la fluencia de calor es más difícil porque el plástico dentro del extremo caliente se ha hinchado. Es posible que tengas que desmontar completamente el extrusor para eliminar el bloqueo.

¿Por qué es importante la calidad del filamento para prevenir la fluencia de calor?

El filamento de mala calidad puede tener un rango de fusión inconsistente, lo que dificulta mantener la configuración óptima para evitar la fluencia de calor. Un método para prevenir la fluencia de calor es reducir la temperatura lo más bajo posible, pero si el punto de fusión es inconsistente, esto puede causar obstrucciones. Además, las bobinas de filamento de baja calidad pueden tener inconsistencias en el diámetro, lo que también puede provocar obstrucciones. Si, para empezar, el filamento tiene un tamaño demasiado grande, se expandirá menos en condiciones de fluencia de calor y provocará un bloqueo. 
Para obtener más información, consulte nuestra guía sobre filamentos de impresión 3D.

¿Qué es la fluencia de calor en la impresión 3D?

La fluencia de calor en la impresión 3D se refiere al proceso mediante el cual el calor del extremo caliente de una extrusora sube por el conjunto de la extrusora y puede calentar y ablandar el filamento demasiado lejos de la boquilla. Este calentamiento hará que el plástico se hinche y puede provocar obstrucciones en el extrusor.

 Para obtener más información, consulte nuestro Heat Creep.