Impresión 3D de una balsa: por qué y cuándo debería hacerlo

La impresión 3D es tanto una ciencia como un arte. Además de jugar con los modelos para producir las impresiones más atractivas, un profesional de la impresión 3D también necesita entender las sutilezas de la tecnología para resolver los problemas que seguramente surgirán de vez en cuando.

Uno de los problemas más persistentes con los que se encuentran los profesionales de la impresión 3D es la deformación o el curvado. Afortunadamente, la comunidad de impresión 3D ha ideado varias formas de contrarrestar este problema. Una de ellas es construir su impresión con una balsa. Si esto le confunde, siga leyendo mientras hablamos de lo que es una balsa, cuándo es apropiado utilizarla y las consecuencias que conlleva.

Un poco de información sobre el warping

Para entender por qué la impresión de una balsa se ha convertido en una práctica común, tenemos que entender el mecanismo que da lugar al warping o curling de una impresión. El principio fundamental que hace posible la impresión por modelado de deposición fundida (FDM) es la capacidad de los termoplásticos para adaptarse a diferentes formas cuando se calientan a su temperatura de fusión. En una impresora 3D de sobremesa, este proceso de calentamiento se produce en la boquilla del extremo caliente, tras lo cual el filamento fundido se deposita en la plataforma de construcción.

En cuanto el filamento sale de la boquilla, comienza a enfriarse. El proceso de enfriamiento continúa después de que el filamento se haya colocado en la plataforma de construcción, haciendo que la impresión final sea más duradera. El problema es que el enfriamiento se produce de forma desigual: las capas exteriores, al estar más expuestas a la atmósfera, se enfrían a mayor velocidad. Esto tiende a la acumulación de tensión en los bordes exteriores de la construcción. Si la estructura tiene bordes afilados, estos tienden a recibir la mayor parte de la tensión térmica, lo que resulta en estas esquinas «curvando hacia arriba».

¿Qué es una balsa y cuál es su punto?

Las medidas para evitar la deformación se centran en dos cosas: la reducción de la tensión térmica debido al enfriamiento desigual o la mejora de la adhesión de la primera capa a la plataforma de construcción. Probablemente hay más de una docena de maneras de lograr estos objetivos, como la construcción de un recinto para ralentizar el proceso de enfriamiento o el uso de adhesivos en la cama de impresión.

De lejos, la impresión de una balsa es uno de los métodos más fáciles para evitar el alabeo. La mayoría de los programas de slicer tienen una función preprogramada para añadir rápidamente un raft a un modelo 3D existente. Pero, ¿qué es exactamente un raft?

Un raft es una malla horizontal de filamento que se coloca directamente en la plataforma de construcción. Su impresión se deposita en la parte superior de esta balsa en lugar de en la superficie de la plataforma. Al tener una mayor superficie, un raft puede ayudar a que la impresión se adhiera a la plataforma de construcción. Al tener la parte inferior de la impresión en contacto con otra capa de plástico, también se reduce la contracción debida al enfriamiento rápido, reduciendo así el estrés térmico.

A pesar de lo simple que parece un raft, la mayoría de los programas de slicer le permiten hacer ajustes finos a la forma en que se construirá el raft para optimizar su rendimiento. Usted puede especificar la distancia que la balsa se extenderá desde la parte inferior de la impresión, el grosor de las capas de la balsa será, y la distancia de la primera capa de su construcción se separará de la balsa. La distancia de separación es particularmente difícil, ya que implica un equilibrio entre mantener su construcción pegada a la balsa, mientras que se mantiene lo suficientemente lejos para que la balsa se puede quitar fácilmente después de la impresión.

¿Cómo es una balsa diferente de un borde y una falda?

Si usted ha leído una discusión sobre las balsas, entonces usted probablemente también ha oído hablar de las faldas y los bordes. Todos ellos están estrechamente relacionados, y uno de ellos se prefiere a los otros dependiendo de la aplicación y del problema concreto que se intente resolver.

Los faldones son una de las formas más sencillas de ralentizar el enfriamiento de la primera capa. En lugar de una capa completa, una falda es simplemente un solo bucle de filamento que abarca el perímetro de la base de la construcción. No está en contacto con la construcción en sí, lo que elimina la complicación de tener que quitarlo más tarde. El propósito principal de un faldón es cebar el extrusor para que pueda establecer un flujo suave de filamento para el momento en que el extrusor llegue a imprimir su construcción. También puede optar por construir una falda hecha de múltiples capas, que bloquea el flujo de aire alrededor de la impresión para retrasar el enfriamiento de las capas inferiores de la construcción.

Un borde se parece mucho a una balsa. La diferencia es sutil: mientras que una balsa es una capa completa que se encuentra debajo de la construcción, un borde es una capa que simplemente se extiende desde los bordes de la construcción. Es esencialmente un faldón extra ancho que sujeta los bordes de la construcción, ayudando así a la adhesión de la cama y evitando el alabeo. Un borde es a menudo preferido a una balsa, ya que imprime más rápido, utiliza menos filamento, y puede ser más fácilmente eliminado de la construcción final.

¿Cuándo se debe imprimir una balsa?

A pesar de las numerosas ventajas de utilizar una balsa, no todas las situaciones lo requieren. Después de todo, usted no querría utilizar innecesariamente su precioso filamento imprimiendo una balsa cuando no es necesario. Hay situaciones particulares en las que una balsa podría ser útil.

Cuando se utilizan materiales propensos a la deformación

Simplemente hay ciertos materiales de filamento que son más propensos a la deformación que otros. Una dicotomía conveniente para exhibir esto es entre PLA y ABS: mientras que la impresión con una balsa rara vez se hace con PLA, es una medida que es más común cuando se utiliza ABS. Incluso con otras medidas para evitar la deformación, como la aplicación de pegamento ABS en una cama calentada, la impresión con una balsa sigue siendo muy recomendable.

Cuando usted está experimentando una mala adherencia de la cama

La mayor ventaja de usar una balsa es la gran superficie que proporciona para que la construcción se adhiera a la plataforma de construcción. Las capas inferiores de una balsa se imprimen comúnmente grueso y lento, lo que resulta en una malla sólida muy fuerte. Esto es especialmente útil cuando su diseño no tiene una base completamente plana, lo que nos lleva al siguiente punto.

Cuando su modelo tiene poco contacto con la plataforma de construcción

Aunque los modelos para la impresión FDM suelen estar orientados deliberadamente para tener una base lo más amplia posible, hay veces que esto simplemente no es posible. Si usted tiene un diseño con patas estrechas, entonces usted puede reforzar fácilmente estas patas con una balsa. Además de mejorar la adherencia de la cama mediante el aumento de la superficie de contacto entre la impresión y la plataforma de construcción, una base más amplia también ayuda a soportar el peso del resto de la impresión.

¿Cuál es la desventaja de imprimir una balsa?

Imprimir una balsa no es el tipo de cosa que querrías hacer con cada una de tus impresiones. Hay varias buenas razones por las que usted querría retener la impresión de una balsa cuando no es necesario.

Filamento desperdiciado

A pesar de su utilidad, la balsa no es todavía una parte de su construcción. Una vez que haya eliminado la balsa, es más o menos material de desecho. Mientras que hacer una sola impresión con una balsa no suena como un gran problema, multiplicándolo por las docenas de impresiones que puede hacer con una sola bobina se traducirá en una gran cantidad de filamento desperdiciado. Simplemente es poco práctico usar una balsa cuando no es necesario.

Poco acabado de la superficie inferior

Si usas una cama calefactada de vidrio, probablemente aprecies cómo las impresiones salen con superficies inferiores perfectamente lisas. Cuando usas una balsa, pierdes esta ventaja crucial. Al igual que la superficie de su impresión, la superficie superior de la balsa está lejos de ser perfectamente plana. Esto se traducirá en una impresión con una superficie inferior relativamente áspera. Si usted post-procesa su trabajo para obtener un acabado perfectamente liso, entonces el uso de un raft sólo será más trabajo para usted.

Difícil de quitar

La razón principal para evitar los rafts cuando no son necesarios es el hecho de que pueden ser muy difíciles de quitar. Dado que el raft estará adherido a su impresión utilizando el mismo mecanismo que une las capas de su impresión, quitarlo no suele ser tan sencillo como «despegarlo». Es posible que tenga que utilizar una espátula o incluso un cuchillo X-Acto y el uso de estas herramientas puede resultar en daños a su impresión. Las impresiones con soportes finos o estrechos son particularmente vulnerables a esto.

Nuestro consejo es que evalúe cuidadosamente si se necesitará una balsa para su impresión antes de seguir adelante y utilizarla. Un diseño con una base grande y plana normalmente no necesitará una balsa. También puede recurrir a métodos más conservadores, como utilizar alguna forma de adhesión de la cama o ajustar la temperatura de su cama calentada.

Pensamientos finales

El uso de balsas para mejorar la adhesión de la cama y reducir el alabeo ha sido una práctica firmemente establecida en el campo de la impresión 3D. Es tan útil que los programas de slicer suelen venir con opciones para añadir fácilmente una balsa a un diseño existente. Sin embargo, no debe ser tratado como la solución «go-to» cuando se trata de diseños o materiales que son propensos a la deformación.

El uso de una balsa introduce otro conjunto de problemas con los que tendrá que lidiar. Entender el material y conocer la mejor combinación de velocidad de impresión, la temperatura de impresión, la temperatura de la cama, y los métodos de adhesión de la cama que dará lugar a una impresión de alta calidad sigue siendo la solución más sostenible a un problema de deformación. Cuando todos estos esfuerzos siguen fallando, entonces sigue adelante e imprime esa balsa.

Imagen de eyeknownuffin en Flickr.