IDEA 1.61.
La impresión en 3D de esferas u objetos esféricos puede ser un reto. Siga leyendo para conocer algunos consejos para mejorar la calidad de impresión de las esferas impresas en 3D.
Dando vueltas en círculo.
Las impresoras 3D de modelado por deposición fundida (FDM) funcionan moviendo una boquilla a través de los ejes X, Y y Z para extruir filamento en lugares específicos y crear gradualmente una pieza por capas. Aunque la impresión FDM puede ser muy ventajosa en algunos aspectos, incluida su accesibilidad para los principiantes, el proceso por capas tiene sus limitaciones.
Una desventaja notable de las impresoras 3D FDM es que pueden producir “escalonamientos” en las curvas que cruzan el eje Z. Otros aspectos del proceso de impresión también pueden limitar la calidad de la impresión, como la costura Z, la extrusión inconsistente, etc.
En particular, las esferas son una de las formas geométricas más difíciles de imprimir en 3D porque están más sujetas a las líneas de escalonamiento, requieren soportes si se imprimen enteras, y la superficie lisa y curvada significa que no hay lugar para ocultar otros defectos de impresión. Pueden dar lugar a un acabado superficial más áspero de lo habitual, y si se trata de una pieza de exposición, como un modelo esférico de la luna, es poco probable que esto sea lo que se pretende.
La impresión de una esfera en capas nunca va a ser perfecta, pero hay algunas formas de minimizar los defectos y conseguir un acabado lo más limpio posible. En este artículo, repasaremos algunos consejos para imprimir esferas en 3D.
Diseñando.
El primer paso para imprimir una esfera es diseñarla bien, y en realidad hay dos maneras de hacerlo: dividirla en dos o mantenerla como un solo cuerpo. Dividir una forma esférica en hemisferios hará que sea mucho más fácil de imprimir y eliminará la necesidad de soportes, pero aumentará el tiempo de post-procesamiento cuando tengas que pegarla de nuevo. (Si su modelo es muy pequeño, puede que no sea necesario dividirlo, siempre que se adhiera a la cama).
Si su forma esférica es parte de un diseño más grande, considere la posibilidad de diseñar la parte para ser impresa por separado y volver a pegarla más tarde, lo que le permitirá dar a la esfera la atención que necesita para el éxito. Alternativamente, puede dejar la forma esférica en su modelo, pero piense cuidadosamente en la orientación cuando llegue el momento de cortarla.
Dividir el objeto esférico en dos partes es sencillo. En primer lugar, abra su programa de diseño 3D favorito y encuentre el punto central del objeto esférico. A continuación, utilice una herramienta de división (plano o boceto 2D) para dividir el modelo en dos partes. Por último, exporta cada parte individualmente para imprimirla por separado. Es mejor imprimir las semiesferas de una en una para evitar problemas de retracción cuando la boquilla se mueve entre cada pieza.
Si vas a dejar la forma esférica como un solo cuerpo, no es necesaria ninguna preparación especial del diseño. Simplemente exporte el modelo como de costumbre, pero sepa que tendrá que lidiar con los salientes en la parte inferior de la esfera en su cortadora. En este sentido, pasemos a la configuración del cortador.
Rebanando.
Cortar el modelo es el siguiente paso vital en la impresión de esferas, aunque el ajuste de la configuración del cortador es clave para cualquier impresión exitosa. Una impresión mejor y más suave desde la cama de impresión significará menos lijado y procesamiento posterior.
Altura de la capa.
Un ajuste muy genérico pero útil para imprimir esferas de aspecto más suave es utilizar una altura de capa menor. En pocas palabras, una mayor resolución significa un escalonamiento menos aparente, ya que se utilizan más capas para construir la curva. Aunque esto aumentará el tiempo de impresión debido a las capas adicionales necesarias para alcanzar la misma altura, la superficie más suave de un ajuste tan simple valdrá la pena.
Soportes.
Una parte clave de la impresión de una esfera son los soportes. En teoría, una esfera perfecta sólo toca la placa de construcción en un punto, por lo que su impresión podría rodar sin estructuras adicionales para mantenerla en su lugar. Las impresoras 3D no pueden imprimir en el aire, por lo que la base ensanchada de una esfera necesita estructuras de soporte para que la esfera se imprima. Si has dividido el modelo por la mitad, evitas esta necesidad, ya que cada hemisferio puede imprimirse sobre su base plana.
Los soportes pueden dejar marcas o una superficie rugosa cuando se retira el material de soporte. Para minimizar el impacto en la superficie de su esfera, intente aumentar la distancia entre el material de soporte y el saliente. (Los ajustes pertinentes en Cura son “Distancia Z del soporte” y “Distancia X/Y del soporte”). Otra idea que sugirió un usuario es utilizar una capa de piel entre el material de soporte y el voladizo.
El uso de una balsa o un borde también podría ser una buena idea para proporcionar una mayor adherencia de la cama para su parte esférica. Las balsas y los bordes rodean las estructuras de soporte y el área de la esfera que toca la placa de construcción para mantenerlas conectadas a la base. Esto es importante porque sin un borde o balsa, las estructuras de soporte podrían caerse a mitad de la impresión.
Relleno y capas.
El relleno y las capas son la mayor parte de su impresión, ya que representan el relleno interior y la superficie exterior (capas superior e inferior y paredes) respectivamente. El relleno y el número de conchas son menos importantes para el aspecto de la superficie de una esfera, pero deben establecerse de acuerdo con el propósito de la pieza. Por ejemplo, estos ajustes pueden afectar a la forma en que la luz viaja a través de un objeto, lo que es útil si usted está imprimiendo algo como una lámpara de luna.
Para el relleno, a menos que la pieza necesite la resistencia de las estructuras internas, puede utilizar una densidad de relleno inferior a la habitual. Esto evitará el riesgo de que el patrón de relleno atraviese la pared. Una menor densidad de relleno también implica menos tiempo de impresión.
Si desea un nivel de transparencia, pruebe a utilizar un número menor de carcasas (alrededor de 2). Si desea una superficie de aspecto sólido y una pieza más resistente, aumente el número de carcasas.
En el caso de las esferas, independientemente de su finalidad, mantén siempre el mismo número de capas de pared que el número de capas superiores e inferiores. Esto se debe a que si un número es mayor que el otro, la esfera no tendrá un peso uniforme.
Otras recomendaciones de rebanadoras.
Si su pieza esférica no es una esfera plana, también tendrá que pensar en la orientación de la pieza. Si no puede dividir la pieza en dos, se necesitará un apoyo significativo en la mitad inferior, así que tenga en cuenta que cualquier detalle podría resultar dañado por la eliminación del apoyo. Si su esfera es parte de un modelo más grande, intente posicionar el modelo para minimizar el soporte requerido en la esfera misma.
Nuestra última recomendación de configuración del slicer es utilizar el modo jarrón o espiral, siempre y cuando su objeto esférico no necesite ser fuerte. El modo jarrón imprime sólo el perímetro de un objeto en forma de espiral, por lo que es ideal para los cilindros y otras formas redondas que están destinados a ser huecos. Esto reducirá el consumo de material y el tiempo de impresión, permitiendo el paso de la luz (ya que no hay relleno). Sólo asegúrate de no olvidar activar los soportes, o la impresión podría fallar.
Impresión.
No hay mucho que discutir cuando se trata de la impresión real de su objeto esférico, pero antes de comenzar la impresión, revise el mantenimiento regular de su impresora. Esto significa ver que las correas, la boquilla, la cama, etc., funcionan correctamente.
Para asegurar que tu forma esférica no se convierta en un huevo, asegúrate de apretar las correas en los ejes X e Y. Las correas sueltas pueden hacer que el cabezal de impresión o la cama tengan más holgura para desplazarse, por lo que un círculo perfecto empieza a parecer un poco ovalado.
No olvides asegurarte de que la boquilla está limpia y despejada, ya que una boquilla parcial (o completamente) obstruida puede causar una extrusión inconsistente y hacer que la calidad de la superficie sea peor. Y como con cualquier impresión, recuerda nivelar tu cama antes de empezar a imprimir, para que la primera capa quede bien y uniforme.
Por último, considera la posibilidad de imprimir tu objeto esférico en un material como el ABS. Mientras que otros materiales como el PLA deberían imprimir con una tasa de éxito similar, el ABS tiene una opción fácil para el suavizado de capas, por lo que el resultado final podría ser más impresionante. Si tienes una impresora de doble extrusión, intenta imprimir cualquier material de soporte en un material disoluble como el PVA, ya que esto evitará y daños en la superficie por la eliminación del soporte.
Post-Procesamiento.
Por último, para el posprocesamiento de su esfera, debe intentar suavizar las líneas visibles de la capa. Por suerte, hay muchas técnicas de posprocesamiento, dependiendo de su impresión, material, equipo y nivel de experiencia. Algunas buenas opciones para las esferas son el lijado, el uso de un disolvente, el pulido y el revestimiento.
El primer paso que debes dar es eliminar cualquier material de soporte de tu impresión. Utiliza con cuidado un cúter para quitar los últimos restos de soportes pegados al modelo. Si imprimiste tu modelo en dos piezas, puede que no tengas soportes que quitar, pero utiliza un agente adhesivo como el superpegamento o un bolígrafo 3D para unir los hemisferios. Sé tan perfecto como puedas al alinear las mitades para que la transición sea uniforme.
A continuación, lija tu modelo con papel de lija empezando por un grano bajo (más áspero) hasta un grano alto (más fino). Si has unido dos partes semiesféricas, asegúrate de suavizar la transición entre ellas y de lijar todas las zonas de la esfera de manera uniforme para conseguir el mejor acabado superficial.
Puedes añadir un acabado suave y brillante a tu modelo utilizando un disolvente, como la acetona si imprimiste tu modelo en ABS. Un disolvente funciona fundiendo ligeramente la superficie para mezclar las capas y eliminar las líneas visibles. Si has impreso tu pieza en PLA, puedes utilizar un recubrimiento epoxi, como el XTC-3D, para suavizar y dar un acabado a tu objeto.
Por último, puedes pulir, pintar o revestir tu modelo para darle los toques finales. Pintar tu esfera puede cubrir los últimos defectos del objeto, añadir o enfatizar detalles, o cambiar el color. Para conseguir un brillo intenso, prueba a utilizar una herramienta rotativa como una Dremel para hacer girar una sustancia pulidora a gran velocidad, o también funciona el pulido a mano.
Y así es como se imprime un objeto esférico que quedará bien en cualquier lugar.
Artículo original disponible en: 3ALLDP.