IDEA 1.61.
En la impresión 3D, el relleno desempeña un papel importante en la resistencia, la estructura y el peso de una pieza. Siga leyendo para saber más al respecto.
A diferencia de la mayoría de las demás técnicas de fabricación, la impresión 3D permite controlar cuidadosamente dos aspectos de una pieza que se excluyen mutuamente, pero que son exhaustivos: las paredes exteriores (o perímetros) y el relleno. Las paredes, por muy gruesas que sean, forman las regiones más externas de la pieza, mientras que el relleno es lo que existe dentro de ellas.
Aunque se tiene cierto control sobre las paredes, el relleno es mucho más dinámico y desempeña un papel muy importante en la resistencia, el peso, la estructura y la flotabilidad de la pieza, entre otras cosas. En la impresión 3D, se puede definir una serie de parámetros que rigen el tipo de relleno utilizado para una pieza. Estos parámetros se establecen en un programa de corte cuando un modelo 3D se traduce en instrucciones de código G.
Los más importantes de estos parámetros se engloban en dos aspectos fundamentales: la densidad de relleno y el patrón de relleno. En este artículo, repasaremos los fundamentos de estos aspectos, así como algunas de las densidades y patrones más comunes. Pero primero, veamos el “relleno” en un par de métodos de fabricación diferentes para entender mejor cómo funciona en la impresión 3D.
La impresión 3D frente a la fabricación tradicional.
El relleno en la impresión 3D es diferente de otros métodos de fabricación más tradicionales. Utilicemos como ejemplos el moldeo por inyección y la fabricación sustractiva.
El moldeo por inyección implica la inserción de material en un molde para formar una pieza. Como puede imaginar, debido a la naturaleza de este método, el control de las estructuras internas simplemente no es posible. Como resultado, las piezas moldeadas por inyección son sólidas o huecas (con el moldeo por inyección de gas), sin ningún tipo de intermedio.
La fabricación sustractiva, al igual que el mecanizado CNC, consiste en cortar material de una pieza mayor. Al igual que en el moldeo por inyección, el relleno no se puede ajustar, por lo que el interior es completamente sólido.
Mientras tanto, la impresión 3D implica la extrusión selectiva de material en casi cualquier patrón. Veamos con más detalle las diferentes opciones de densidad de relleno y patrón.
Densidad.
La densidad de relleno es la “plenitud” del interior de una pieza. En las cortadoras, suele definirse como un porcentaje entre 0 y 100, donde 0% hace que la pieza sea hueca y 100%, completamente sólida. Como puede imaginarse, esto afecta en gran medida al peso de la pieza: Cuanto más lleno esté el interior de una pieza, más pesada será.
Además del peso, el tiempo de impresión, el consumo de material y la flotabilidad también se ven afectados por la densidad del relleno. También lo hace la resistencia, aunque en combinación con muchos otros elementos como el material y la altura de la capa.
Algunas cortadoras también permiten diferentes densidades de relleno dentro de la misma pieza. Esto se conoce como densidad de relleno variable, y los ajustes específicos en el programa de corte le permiten especificar cualquier cambio de densidad que desee para diferentes áreas de su impresión. Volveremos a este tema un poco más tarde.
¿Qué porcentaje debo utilizar?.
Para la mayoría de las impresiones “estándar” que no necesitan ser súper fuertes, sugerimos usar una densidad de relleno de 15-50%. Este porcentaje de densidad mantiene el tiempo de impresión bajo, conserva el material y proporciona una resistencia aceptable.
Las impresiones funcionales deben ser fuertes. Por lo tanto, recomendamos utilizar un relleno más alto: más del 50% (no tenga miedo de llegar al 100%). El ajuste es muy alto, así que prepárate para esperar más tiempo para la impresión y para consumir más filamento. La recompensa será una pieza más fuerte y pesada.
Para los modelos de figuras pequeñas destinados a la exhibición, usted debe considerar el uso de una densidad de relleno de 0-15%. Este valor dará lugar a una impresión bastante rápida y no consumirá tanto filamento. Los modelos impresos con este rango de densidad serán ligeros y no muy resistentes.
Por último, cualquier densidad de relleno debería funcionar para las piezas impresas en materiales flexibles como el TPU. Sin embargo, ten en cuenta que cuanto mayor sea la densidad de relleno, menos flexible será la pieza.
AJUSTES RECOMENDADOS.
- Impresiones estándar: 15-50%.
- Impresiones funcionales: 50-100%.
- Impresiones de figuras y modelos: 0-15%.
- Impresiones flexibles: 1-100%.
Patrón.
El patrón de relleno es la estructura y la forma del material dentro de una pieza. Desde simples líneas hasta formas geométricas más complejas, los patrones de relleno pueden afectar a la resistencia, el peso, el tiempo de impresión e incluso la flexibilidad de una pieza.
Entre los diferentes programas de corte, hay muchos patrones de relleno diferentes. Por ejemplo, Cura (4.13) tiene una selección de 14 patrones de relleno diferentes, mientras que PrusaSlicer (2.4) tiene 16 y Simplify3D tiene 6.
Al igual que la densidad de relleno, algunos patrones son mejores que otros para ciertas funciones. Los diferentes patrones de relleno tienen diferentes atributos, como la complejidad, la eficiencia del material y el número de planos de fuerza conectiva (2D o 3D). Por ejemplo, el patrón giroscópico conecta los muros en tres dimensiones, proporcionando más resistencia global. Como resultado, este patrón ocupa más material en comparación con patrones como las líneas.
¿Qué patrón debo elegir?.
Asegúrese de elegir un patrón que se adapte a las necesidades de su pieza. He aquí un resumen de nueve opciones comunes:
- Líneas: El patrón de relleno de líneas contiene líneas impresas en una dirección (a lo largo del eje X o Y) cada dos capas. Este patrón de relleno proporciona fuerza en sólo dos dimensiones y es bueno para impresiones rápidas. El patrón de líneas no utiliza demasiado material y mantiene el peso bastante ligero.
- Panal: Como su nombre indica, este patrón produce una estructura de nido de abeja, lo que le confiere un atractivo visual. Este patrón de relleno es bueno para impresiones semi-rápidas que requieren una resistencia moderada, y no debería consumir demasiado material.
- Rejilla: El patrón de relleno de rejilla tiene un aspecto similar al de las líneas, pero en lugar de líneas unidireccionales cada dos capas, contiene líneas bidimensionales cada capa, con el doble de espacio entre líneas. Este patrón proporciona fuerza bidimensional, pero sigue siendo algo fuerte. El patrón de cuadrícula consume una cantidad media de material y tarda un tiempo medio en completarse.
- Triángulos: El patrón de triángulos parece líneas triangulares superpuestas, con líneas que van en tres direcciones en el plano XY. Este patrón de relleno sólo proporciona resistencia en dos dimensiones, pero sigue funcionando para impresiones que necesitan ser fuertes.
- Tri-hexágono: El patrón de relleno tri-hexágono contiene un surtido de líneas que van en tres direcciones en el plano XY, creando patrones hexagonales con triángulos en medio. Este patrón de relleno proporciona fuerza en dos dimensiones y es bastante decente para impresiones fuertes.
- Cúbico: Este patrón produce cubos apilados, pero como están inclinados 45 grados alrededor de los ejes X e Y, parecen más bien triángulos en cualquier momento. El patrón proporciona una excelente resistencia en tres dimensiones, pero requiere un poco más de material y tiempo que otros.
- Octeto: El patrón de relleno octeto es similar al patrón cúbico, pero en lugar de aumentar los triángulos inclinados, el patrón se materializa como cuadrados. Este patrón de relleno es un patrón tridimensional que no sólo se ve muy bien, sino que también es útil para las piezas que requieren resistencia.
- Gyroid: El patrón de relleno gyroid es quizás el patrón de relleno más atractivo pero más extraño. Incluye curvaturas irregulares concéntricas que acaban cruzándose. Está pensado para conseguir un equilibrio óptimo entre resistencia, material y tiempo de impresión.
Concéntrico: El patrón de relleno concéntrico es una estructura interna compuesta por líneas concéntricas que coinciden con el contorno de la pieza (es decir, sus perímetros). Este patrón se imprime rápidamente, es bueno para piezas flexibles y consume mucho menos material que la mayoría de los patrones.
AJUSTES RECOMENDADOS.
- Impresiones estándar: Cuadrícula o triángulos.
- Impresiones funcionales: Cúbico, gyroid u octeto.
- Impresiones de figuras y modelos: Líneas.
- Estampados flexibles: Concéntrico.
Otras consideraciones.
Además del patrón y la densidad, hay otras dos categorías de ajustes de relleno dignas de mención: los ajustes variables y los patrones artísticos. Ambas le permiten ser más creativo con los ajustes de relleno. A continuación describimos cada una de ellas.
Ajustes variables
Los ajustes variables le permiten ajustar la densidad del relleno a medida que una pieza progresa en las capas. Por ejemplo, si quiere que la base de una pieza tenga un relleno del 10% hasta la capa 30 y luego cambiar a un relleno del 50%, los ajustes variables le permiten hacerlo.
Aquí hay algunos recursos que le muestran cómo hacer esto en Simplify3D, PrusaSlicer y Cura:
- Simplificar3D: Los ajustes de relleno variable son fáciles en Simplify3D. Para aprender a hacerlo correctamente, proporcionan una guía sobre cómo cambiar los ajustes en diferentes secciones de un modelo.
- PrusaSlicer: Es posible ajustar las configuraciones variables, pero es un poco más complicado. Puedes probar el relleno “Adaptive Cubic”, que ajusta automáticamente la densidad dependiendo de la proximidad del relleno a una pared. Para un mayor control, prueba los modificadores.
- Cura: No se ha proporcionado mucha información sobre este proceso, pero implica el uso de bloqueadores de soporte para cambiar las densidades del relleno. Puedes aprender más sobre cómo hacerlo en el foro de Ultimaker y en Reddit.
Relleno artístico.
El relleno para arte es una forma de convertir diferentes patrones de relleno en obras de arte. Este proceso queda muy bien en pendientes, colgantes y otras piezas de joyería y arte.
Puedes hacer que este proceso funcione quitando las capas superior e inferior para exponer los patrones de relleno. Para obtener más información, debería consultar una de las muchas guías sobre este proceso.
Artículo original disponible en: 3ALLDP.