IMPRESIÓN 3D PARA PRINCIPIANTES: CÓMO EMPEZAR.

IDEA 1.61.

Empezar a imprimir en 3D no tiene por qué ser intimidante. Sigue leyendo nuestra sencilla guía de impresión 3D para principiantes.

Explicación del FDM.

“Impresión 3D” es en sí mismo un término muy general. Los medios de comunicación, especialmente el marketing convencional, presentan la impresión 3D como una tecnología mágica del futuro capaz de reproducir objetos complejos. Pero eso hace que sea difícil determinar qué es exactamente la impresión 3D, técnicamente hablando. En realidad, hay muchas tecnologías de impresión 3D diferentes, pero el modelado por deposición fundida (FDM), en el que se centra este artículo, es el más común.

El FDM imprime piezas utilizando filamento termoplástico, que es básicamente un cordón de material capaz de ser fundido, depositado selectivamente y enfriado. Las piezas se construyen añadiendo capas unas sobre otras.

Esta tecnología se creó porque la gente quería una forma de crear rápidamente prototipos de piezas. Incluso hoy en día, la producción rápida de prototipos es una de las mayores ventajas del FDM y de la impresión 3D en general. No es de extrañar que la impresión 3D se esté convirtiendo poco a poco en una potente solución de fabricación.

Antes de continuar con los detalles de cómo funciona la FDM, hay una cosa más que vale la pena mencionar. En caso de que ya haya investigado sobre FDM, puede que haya notado que algunas fuentes utilizan el término “FFF” (fabricación de filamento fundido), en lugar de FDM, cuando se refieren a la tecnología. Pues bien, esto se debe a que FDM es un término originalmente registrado por Stratasys, y la otra abreviatura es más bien general. Recuerda que es la misma tecnología, sólo que los nombres son diferentes. Hoy en día, la mayoría de la gente (incluidos nosotros) utiliza FDM.

Ahora, ¡comencemos de verdad!

Cómo funciona.

La forma más fácil de entender cómo funciona el FDM es conocer primero las partes de una impresora 3D FDM. Sin embargo, antes de hablar de partes específicas, vale la pena mencionar que la mayoría de las impresoras 3D pueden realizar movimientos en tres ejes: X, Y y Z. Los ejes X e Y son responsables de los movimientos hacia la izquierda, la derecha, hacia delante y hacia atrás, mientras que el eje Z se encarga del movimiento vertical.

Veamos ahora los principales componentes de una impresora 3D:

• Plataforma de construcción: La plataforma de construcción es esencialmente la superficie sobre la que se fabrican las piezas. Las plataformas de construcción suelen calentarse para ayudar a la adhesión de una pieza, pero hablaremos de ello más adelante.
• Extrusor(es): El extrusor es el componente encargado de fundir y depositar gradualmente el filamento para construir el modelo.
  • En realidad, un extrusor está formado por dos subcomponentes: El extremo caliente y el extremo frío. El extremo caliente contiene un calentador y una boquilla que deposita realmente el filamento fundido, mientras que el extremo frío consta de un motor, engranajes de transmisión y otros pequeños componentes, que empujan el filamento hacia el extremo caliente para fundirlo.
  • Entre el extremo caliente y el extremo frío hay un disipador térmico y un ventilador, ya que es imprescindible que el extremo frío se mantenga frío para evitar atascos.
  • Además del ventilador del disipador térmico, suele haber al menos otro ventilador destinado a enfriar el filamento fundido una vez que sale del extrusor, que suele llamarse ventilador de refrigeración de la pieza.
• Cabezal de impresión: El cabezal de impresión tiene uno o más (uno es el estándar) extrusores en él. En la parte superior del cabezal de impresión hay un tubo que introduce el filamento en el cabezal de impresión.
• Interfaz de control: Algunas impresoras 3D modernas tienen una pantalla táctil que se utiliza para controlar la impresora 3D. En las impresoras más antiguas, puede haber una simple pantalla LCD con una rueda física de desplazamiento y clic en lugar de una interfaz táctil. Dependiendo del modelo, también puede haber una ranura para tarjetas SD y un puerto USB.

Cómo imprimé una impresora 3D.

El proceso comienza cuando se envía un archivo de modelo 3D a la impresora. Una vez iniciado el trabajo de impresión, la boquilla comienza a calentarse. Cuando la boquilla alcanza la temperatura necesaria para fundir el filamento, el extrusor tira del filamento hacia el extremo caliente para prepararlo para la deposición.

Ahora, la impresora está lista para empezar a imprimir la pieza en 3D. El cabezal de impresión desciende hasta la plataforma de construcción y comienza a depositar el filamento fundido, que se enfría y endurece poco después de salir de la boquilla, gracias a los ventiladores de refrigeración de la pieza. El filamento se deposita de una en una las capas y, una vez completada una de ellas, el cabezal de impresión se mueve hacia arriba en el eje Z una pequeña cantidad, y el proceso se repite hasta que la pieza está completa.

Adquisición y diseño de modelos 3D.

Naturalmente, si quiere imprimir una pieza en 3D, tiene que tener un modelo 3D de esa pieza. Los modelos 3D se crean utilizando un software de modelado 3D, normalmente conocido como software CAD (diseño asistido por ordenador). Estos son algunos ejemplos de software de modelado 3D populares:

• Fusion 360 de Autodesk (gratuito para uso no comercial).
• Blender (gratuito).
• ZBrush (de pago pero de prueba gratuita).

Sin embargo, la mayoría de los principiantes en la impresión 3D no tienen los conocimientos necesarios para utilizar este tipo de software. Si ese es el caso, no te preocupes, porque hay otras soluciones.

Para empezar, hay opciones de software CAD más sencillas, como Tinkercad, un programa que casi cualquiera puede utilizar sin necesidad de experiencia previa. Es una aplicación online diseñada por Autodesk, uno de los principales creadores de software CAD del sector.

Descarga de archivos.

Con el acceso de tanta gente a las impresoras 3D en los últimos años, han surgido varios sitios como repositorios de modelos 3D. He aquí algunos de los más populares:

• Thingiverse (todos gratuitos).
• MyMiniFactory (muchos gratuitos y algunos de pago).
• Cults3D (gratuitos y de pago).
• CGTrader (pocos gratuitos y la mayoría de pago).
• PrusaPrinters (todos gratuitos).

De esta forma, cualquiera puede hacerse con un modelo sin necesidad de tener conocimientos de modelismo.

Preparación de los modelos.

Los modelos 3D deben prepararse para la impresión 3D mediante un tipo de software especial que traduce el modelo en instrucciones de máquina. Para ello se utiliza un software de rebanado, también conocido como slicer. Los modelos 3D se importan a un slicer, que luego “corta” virtualmente el modelo en capas. Los archivos resultantes consisten en código G, que es esencialmente una larga lista de instrucciones que sigue la impresora 3D para construir el modelo.

El código G es el “lenguaje” de las impresoras 3D y las máquinas CNC. Estos archivos contienen parámetros importantes necesarios para producir un modelo, como la velocidad y la temperatura de impresión, el grosor de las paredes, el porcentaje de relleno, la altura de las capas y muchos otros. En otras palabras, ¡la impresión 3D es imposible sin los archivos G-code!

Soportes.

Otra de las funciones principales de una cortadora es generar material de soporte. En concreto, los soportes son necesarios para las piezas con grandes voladizos. La cortadora le permite elegir dónde colocar los soportes y la densidad que desea que tengan. Algunas cortadoras incluso ofrecen a los usuarios la posibilidad de elegir diferentes tipos de estructuras de soporte para facilitar la extracción o la estabilidad.

Si todavía está decidiendo qué software de corte adquirir, consulte nuestra guía de software de corte para ayudarle a elegir.

Preparación de la impresora.

Siempre hay que hacer un par de cosas en una impresora 3D antes de que esté lista para imprimir:

• Cargar el filamento: El extrusor debe estar listo para extruir el filamento antes de comenzar la impresión. El proceso de carga comienza calentando el extremo caliente hasta la temperatura de fusión del filamento (cualquier cosa por encima de 175 °C, dependiendo del filamento), y luego cargando el filamento en el extrusor calentado.
• Nivelación del lecho: Para que la impresora deposite el filamento y construya el objeto con éxito, la plataforma de construcción debe estar nivelada. Dependiendo de la máquina, la nivelación puede ser manual o automática. La nivelación de la cama es muy importante porque, si la cama de impresión está demasiado lejos de la boquilla, la primera y más importante capa no se pegará a la cama, haciendo que la impresión falle automáticamente.

Echa un vistazo a nuestro tutorial de nivelación de la cama para obtener más información sobre este importante paso.

Materiales.

Como ya hemos mencionado, las impresoras 3D FDM utilizan bobinas de filamento como material para las piezas. El filamento es básicamente un termoplástico diseñado específicamente para ser fundido y enfriado manteniendo su integridad estructural.

Los filamentos para la impresión 3D suelen venir con dos opciones de diámetro diferentes: 1,75 mm y 3 mm (o 2,85 mm). Aparte del diámetro, los filamentos también vienen en diferentes tamaños de bobinas. Un examen más detallado del mercado revela que los tamaños más comunes son 500 g, 750 g, 1 kg, 2 kg y 3 kg.

Una de las mejores cosas de las impresoras 3D FDM es que pueden trabajar con una gran selección de filamentos. Estos son algunos de los diferentes tipos de filamento que se utilizan en la impresión 3D FDM:

• Común:
  • PLA.
  • ABS.
  • PETG.
• Especial:
  • Flexible (TPU, TPE).
  • Nylon.
  • Relleno (madera, metal, etc.).
  • Policarbonato (PC).
• Soporte:
  • PVA.
  • HIPS.

Los filamentos para FDM también se encuentran entre los materiales más baratos utilizados en el mundo de la impresión 3D.

Consulta nuestra guía de filamentos para conocer los tipos de filamentos de impresión 3D más populares. En ella, repasamos sus usos, propiedades y dónde puedes comprarlos.

Post-Procesamiento.

El posprocesamiento son las acciones finales que se realizan para completar una pieza impresa en 3D. Estos son algunos de los pasos comunes de post-procesamiento para una pieza impresa en 3D con FDM (no todos se hacen necesariamente):

• Retirada del soporte: Después de la impresión, se retira el material de soporte. Es probable que se vean algunas marcas en la superficie de la pieza.
• Lijado: Las imperfecciones (dejadas por la eliminación del soporte o por la impresión) son las que se lijan. Lijar ligeramente las piezas impresas en 3D puede hacer que la superficie sea más suave.
• Pintar: A menudo, imprimirás en un solo color. Así que, para añadir más colores, detalles o protección, puedes pintar tu modelo.
• Pulido o alisado: El recubrimiento epoxi es también una de las formas utilizadas para alisar la superficie de una pieza impresa. Algunos filamentos específicos, como el ABS, disponen de procesos específicos, como el alisado por vapor, para conseguir un acabado superficial suave.
• Soldar o pegar: En caso de que quieras imprimir un modelo 3D de gran tamaño que no quepa en el volumen de construcción de tu impresora, puedes imprimir la pieza en dos (o más) piezas y posteriormente pegarlas.

¿Quieres saber más sobre el post-procesamiento? Echa un vistazo a nuestra guía de posprocesamiento, apta para principiantes.

Consejos para solucionar problemas.

Analicemos algunos de los problemas más comunes que los principiantes pueden encontrar al utilizar una impresora 3D.

• Deformación: Esto ocurre debido a las diferencias de temperatura durante el proceso de fabricación.
• Encordado: Los filamentos finos y no deseados en el modelo pueden ser causados por un ajuste incorrecto de la temperatura o de la retracción, o incluso por tipos específicos de filamento.
• Atascos en la boquilla: Una boquilla atascada es uno de los problemas más irritantes de las impresoras 3D FDM. Si escuchas un sonido extraño del cabezal de impresión y de repente el filamento ya no sale de la boquilla, probablemente tengas una boquilla obstruida. Puede ser causado por la mala calidad del filamento, la mala regulación de la temperatura o el tipo de filamento, entre otros.
• Desplazamiento de la capa: Esto puede ser causado por un ligero bamboleo en el eje Z o una velocidad de impresión excesiva.
• Sub-extrusión: La subextrusión se produce cuando no se extruye suficiente filamento durante la impresión. Usted sabrá que está experimentando esto cuando vea impresiones de aspecto feo con espacios entre las capas.
• Sobre-extrusión: La sobre-extrusión se produce cuando se extruye demasiado filamento. Esto da lugar a la caída de las capas y a malos resultados en general.

Manteniendo el orden.

Las impresoras 3D, como cualquier herramienta, requieren un mantenimiento regular para seguir funcionando.

• Limpieza de la cama: Siempre es una buena idea limpiar la cama de impresión con un paño de algodón después de imprimir. En caso de que queden algunas marcas más pesadas o si hay pegamento en la cama de impresión, no dudes en utilizar una esponja de cocina y jabón para intentar eliminarlo.
• Limpieza de la boquilla: Antes de empezar a imprimir, limpia la boquilla con el disco de algodón. Esto asegura que no haya filamento sólido pegado que pueda causar problemas en futuras impresiones. Sin embargo, a veces es necesario hacer algo más serio. Consulta nuestra guía de limpieza de boquillas para saber más.
• Recogida de filamento perdido: La mayoría de las impresoras “babean” un poco para cebar el extrusor antes de comenzar con la primera capa, pero esto deja un hilo de filamento a la deriva en el área de construcción. Recogelos y tíralos para asegurarte de que la plataforma está despejada.

Almacenamiento.

El almacenamiento se refiere principalmente a los filamentos, no a las impresoras 3D. Aun así, siempre es una buena idea almacenar tu impresora 3D si no piensas usarla durante un tiempo.

El almacenamiento de filamentos es un aspecto importante de la impresión 3D, especialmente si tienes varias bobinas por ahí. Es importante porque si las bobinas se dejan, por ejemplo, en un escritorio durante un tiempo, el polvo y la humedad se asientan y podrían arruinar las propiedades del filamento.

Hay muchos contenedores de filamentos en el mercado, así como bolsas de vacío para filamentos. Todos estos productos evitan que los filamentos se llenen de polvo y humedad.

También existen secadores de filamentos. Estos son los dispositivos que deberían mantener tus filamentos sanos o hacerlos sanos sacando la humedad pegada en su interior. Echa un vistazo a nuestro artículo sobre las formas de almacenar el filamento de forma segura para ver más de cerca los productos mencionados anteriormente.

Artículo original disponible en: 3ALLDP.