En esta entrada proporcionamos algunos criterios de diseño y fabricación mediante impresión 3D que ayudarán a mejorar la fiabilidad de vuestros trabajos de impresión 3D, a no malgastar material y ahorrar tiempo.

Densidad de relleno

Una de las dudas más frecuentes, en los primeros trabajos de impresión 3D, es el hecho de determinar el porcentaje de relleno que requiere la pieza que queremos fabricar. Lógicamente, cuando más porcentaje de relleno, la pieza será más sólida, aumentando su rigidez mecánica, pero esto no se comporta de forma lineal. Utilizando estructuras o patrones de relleno adecuados, como por ejemplo el panel de abeja, las densidades de relleno por encima de un 20% ya no mejoran la rigidez mecánica de la pieza y por tanto lo único que haremos será malgastar tiempo y material (el tiempo es dinero, pero además aumenta la probabilidad de otro tipo de errores no previstos, pudiéndose llegar a estropearse un trabajo que ha tardado una gran cantidad de horas).

Además de la densidad de relleno, también podemos escoger entre varios patrones de relleno, que proporcionarán propiedades diferentes. Para densidades de relleno bajas, tanto el patrón lineal, diagonal como hexagonal (panel de abeja) proporcionan características similares. No obstante, el patrón hexagonal es más exigente con cambios de dirección del cabezal, lo que suele ralentizar el proceso de impresión 3D.

Agarre de la pieza

La primera capa de fundamental para determinar el éxito o fracaso del trabajo de impresión. El material tiene que salir lo suficientemente fluido como para que deposite una cantidad generosa de material que permita agarrarse adecuadamente a la cama. En piezas grandes, y particularmente si utilizamos ABS, las piezas pueden combarse al contraerse el material por enfriamiento. Para evitar esto, debemos asegurar el máximo agarre posible de la pieza a la cama, utilizando algún pegamento, cinta Kapton o incluso laca. La cinta Kapton es muy utilizada, particularmente en la impresoras de hardware abierto en las que la cama dispone de un espejo para repartir el calor uniformemente, es resistente hasta temperaturas de 400ºC y su adherencia con el ABS es muy buena.

Otra opción es diseñar una base para que la pieza agarre mejor. En inglés se conoce como raft y es una técnica para prevenir el combado de la pieza. La mayoría de programas de impresión 3d incluyen esta opción en la configuración del trabajo de impresión.

Soportes

Una pieza necesitará soportes cuanto tiene algún tipo de voladizo. Tened en consideración que en la impresión 3D, al depositar el material por capas, éstas deben ir depositándose unas sobre otras y por tanto es necesario que el material tenga un soporte donde ser depositado. De lo contrario, el material se quedará medio suspendido en el aire debido a la plasticidad del material. Si el voladizo es pequeño (de hasta 1cm aproximadamente), esto no suele representar un problema, pero para voladizos más grandes, entonces debemos utilizar soportes.

Los soportes son mecánicamente débiles de forma intencionada, para que puedan eliminarse con facilidad una vez el trabajo de impresión ha finalizado. Éstos los calcula automáticamente cualquier programa de impresión 3D y el patrón más frecuentemente utilizado es un zigzag que capa tras capa tiene aspecto de columna. Los soportes se generan desde la base del voladizo hasta el propio voladizo.

Si no utilizamos soportes además de que la pieza no tendrá el aspecto que buscamos, las probabilidades de que falle el trabajo de impresión aumentan, ya que suele haber un exceso de material que puede causar problemas, engancharse con otras partes ya impresas, arrastrar piezas, etc. Una solución, en la medida de lo posible, es diseñar paredes con un ángulo de 45º en vez de levadizos

Para quitar los soportes, sólo debemos aplicar algo de presión sobre ellos y limarlos adecuadamente para acabar eliminando los excesos de material generados. Además, si la superficie sobre la que se generan los soportes es cóncava u horizontal, la eliminación posterior de las columnas generadas por los soportes es mucho más sencilla de eliminar que si la superficie es convexa. En las superficies convexas, realmente el soporte es complejo de eliminar completamente. En ocasiones, hay personas que utilizan diferentes materiales para imprimir lo que es la pieza y lo que es el soporte, en impresoras con doble cabezal. Por ejemplo, se puede imprimir el soporte en ABS y después ser fácilmente eliminado con acetona.