Nada es más frustrante que ver cómo una larga impresión 3D falla en las últimas horas porque las esquinas se despegan de la superficie de impresión. Este problema, llamado deformación, es uno de los mayores desafíos de la impresión 3D. La razón es sencilla: enfriamiento desigual y contracción térmica. Al enfriarse el plástico fundido, se contrae, creando presión que separa la pieza impresa de la base. La solución es controlar la temperatura y asegurar una buena adherencia de la primera capa.
Esta guía te ayudará a solucionar este problema por completo. Explicaremos la ciencia detrás de la deformación, soluciones básicas para cualquier impresora, consejos para diferentes materiales y métodos avanzados incluso para las impresiones más difíciles. Al terminar de leer, sabrás no solo cómo corregir la deformación, sino también cómo prevenirla.
La ciencia de la deformación
Para resolver un problema, primero debes comprenderlo. La deformación no es un error aleatorio; es algo que ocurre debido a las leyes de la física. Aprender esta idea básica te ayuda a resolver tus propios problemas y a usar la solución correcta en cada caso.
El problema: Contracción por calor
Los termoplásticos son los materiales que se utilizan en la impresión 3D FDM y deben fundirse para salir de la boquilla. Al enfriarse y solidificarse, se contraen. Imagínalo como un puente metálico con juntas especiales para soportar los cambios de tamaño entre un día caluroso de verano y una noche fría de invierno. Tu impresión 3D intenta hacer lo mismo, pero no tiene esas juntas.
Los distintos materiales se contraen en diferente medida. Materiales como el ABS se contraen mucho más que el PLA con los cambios de temperatura. Por eso, el ABS es conocido por provocar mayores problemas de deformación.
Cómo la contracción crea deformación
Esto sucede capa por capa. La primera capa se deposita sobre la plataforma de impresión. Se enfría y, si se adhiere bien, permanece firmemente unida. Luego, la siguiente capa caliente se coloca encima. A medida que esta nueva capa se enfría y se contrae, ejerce una fuerza de tracción sobre la capa inferior. Este proceso se repite continuamente, y cada nueva capa añade más presión interna.
Cuando esta presión interna supera la fuerza que adhiere la primera capa a la plataforma de impresión, algo se rompe. Las esquinas y los bordes, donde se concentra la mayor presión, comienzan a levantarse y curvarse hacia arriba. Esto es lo que se observa al deformarse.
Los principales factores que influyen en esto son:
- Tipo de material (los materiales que se contraen más, como el ABS, son más riesgosos)
- Tamaño del modelo (una mayor superficie inferior implica una mayor contracción y presión totales).
- Diferencia de temperatura (cuanto mayor sea la distancia entre el plástico caliente y el aire circundante, más drástica será la contracción).
Las tres formas principales de prevenir problemas
La mayoría de los problemas de deformación se pueden solucionar dominando tres aspectos básicos: la adherencia a la cama, el control de la temperatura y la configuración del software de corte. Estos son los pilares que garantizan una impresión exitosa.
Fundación 1: Adhesión del lecho maestro
La primera capa es la base de toda la impresión. Si no se adhiere perfectamente, la impresión se deformará. El objetivo es lograr una unión entre la impresión y la plataforma de impresión más fuerte que las fuerzas internas que intentan separarla.
Altura perfecta de la primera capa
La distancia entre la boquilla y la plataforma de impresión en la primera capa es crucial. Esto se conoce como calibración del eje Z. La boquilla debe estar lo suficientemente cerca para presionar suavemente el plástico fundido sobre la plataforma. Esto aumenta la superficie de contacto, creando una unión mucho más fuerte. Si la boquilla está demasiado alta, el plástico se deposita formando una línea redondeada con muy poco contacto. Si está demasiado baja, puede obstruir la boquilla o dañar la superficie de impresión. Lograr esta presión adecuada es el paso más importante para una buena adhesión.
Una superficie de construcción limpia
Una superficie de impresión limpia es fundamental. La grasa de las huellas dactilares, el polvo o los restos de adhesivo son las principales causas de problemas de adherencia. Antes de cada impresión, limpie completamente la plataforma de impresión. Para la mayoría de las superficies, como el vidrio o el PEI, basta con limpiarlas con alcohol isopropílico (IPA) de alta concentración y un paño que no suelte pelusa. Esto elimina la suciedad y prepara la superficie para una unión perfecta.
Según nuestra experiencia, una base de impresión perfectamente limpia y nivelada funciona mejor que depender de adhesivos como último recurso. Siempre comenzamos con una limpieza a fondo y una impresión de prueba de la primera capa antes de utilizar cualquier adhesivo.
Utilice adhesivos para camas
Al imprimir materiales difíciles o modelos con puntos de contacto pequeños, un adhesivo puede proporcionar la sujeción adicional necesaria. El objetivo no es pegar la impresión permanentemente, sino crear una capa uniforme y ligeramente adhesiva.
- Las barras de pegamento multiusos (como las moradas que desaparecen) funcionan bien. Aplica una capa fina y uniforme sobre la plataforma de impresión donde irá la pieza impresa. El agua que contiene ayuda a que el plástico se adhiera bien en caliente y se limpia fácilmente con agua.
- Los promotores o aerosoles de adhesión especiales son opciones más potentes, a menudo diseñados para materiales de ingeniería como ABS, nailon o policarbonato. Crean una unión química más fuerte y funcionan de maravilla para piezas que no se adhieren con otros métodos.
Fundamento 2: Controla tus temperaturas
La deformación es consecuencia del estrés térmico. Controlando la temperatura de la impresión y su entorno, puedes reducir este estrés antes de que se convierta en un problema.
La cama calefactada
Una plataforma de impresión calefactada es la mejor herramienta para evitar la deformación. Su función es mantener las capas inferiores de la impresión calientes, muy por encima de su temperatura de transición vítrea (el punto en el que se endurecen). Esto evita que la parte inferior de la impresión se contraiga demasiado, acercándose a la temperatura del plástico recién extruido. Al reducir esta diferencia de temperatura, se reducen drásticamente las tensiones internas que provocan el levantamiento.
Las temperaturas de inicio adecuadas son:
* PLA: 50-60 °C
* PETG: 70-85 °C
* ABS: 90-110 °C
Temperatura correcta de la boquilla
La temperatura de la boquilla debe ser equilibrada. Si está demasiado caliente, el material será más líquido y se contraerá más al enfriarse. Si está demasiado fría, se corre el riesgo de una mala adhesión entre capas, creando una pieza débil. La mejor manera de encontrar la temperatura perfecta para un rollo de filamento específico es imprimir una "torre de temperatura". Se trata de un modelo de prueba que se imprime a diferentes temperaturas y alturas, lo que permite determinar qué temperatura ofrece la mejor combinación de calidad superficial y resistencia de capa.
Apague el ventilador de refrigeración
El ventilador de refrigeración de la pieza está diseñado para enfriar y endurecer rápidamente el plástico, lo cual es ideal para detalles nítidos y voladizos. Sin embargo, durante las primeras capas, esto resulta contraproducente. El enfriamiento rápido de la base es una de las principales causas de deformación. En tu software de corte, busca la opción para desactivar completamente el ventilador de refrigeración de la pieza durante las primeras 3 a 10 capas. Esto permite que la base de la impresión se enfríe de forma lenta y uniforme, reduciendo la tensión y asegurando una buena adherencia a la cama caliente.
Fundamento 3: Usar la configuración de Smart Slicer
Tu software de corte es una herramienta potente. Puede crear estructuras físicas que se imprimen junto a tu modelo específicamente para anclarlo a la base y evitar que se deforme.
Uso de bordes y balsas
El borde y la balsa son los dos auxiliares de adhesión más comunes que puedes activar en tu programa de corte.
- El borde es una extensión de una sola capa que rodea el borde exterior de la primera capa, como el ala de un sombrero. No se coloca debajo del modelo. Su única función es aumentar la superficie total de contacto con la plataforma de impresión, proporcionando mayor adherencia, especialmente en esquinas pronunciadas. Se retira fácilmente después de la impresión y consume muy poco material adicional.
- Una balsa es una base completa de varias capas que se imprime primero sobre la plataforma de impresión. El modelo se imprime luego sobre esta balsa. Es útil cuando la plataforma de impresión no es perfectamente plana o cuando se utilizan materiales muy difíciles de manejar, ya que crea una base ideal para que la impresión se adhiera correctamente.
| Característica | Borde | Balsa |
|---|---|---|
| Objetivo | Aumenta la superficie de la primera capa | Crea una nueva superficie de impresión ideal |
| Ideal para | Modelos con esquinas puntiagudas y bases planas grandes. | Camas irregulares, materiales muy difíciles (como el ABS) |
| Uso de materiales | Bajo | Alto |
| Postprocesamiento | Fácil de quitar, borde limpio | Más difícil de quitar, puede afectar el acabado inferior. |
Ralentiza la primera capa
Dedicar tiempo a la primera capa beneficia toda la impresión. Al configurar la velocidad de impresión de la primera capa mucho más lenta que la del resto (un buen punto de partida es de 15-20 mm/s), le das al plástico fundido más tiempo para calentar la superficie de impresión y formar una unión fuerte y segura.
Soluciones para diferentes materiales
Si bien los tres fundamentos funcionan para todos los materiales, algunos filamentos requieren atención especial. Las siguientes estrategias se basan en las técnicas básicas.
Trabajando con el EPL
El ácido poliláctico (PLA) se considera el material más fácil de imprimir, pero los modelos grandes y planos aún pueden deformarse.
- Concéntrese en una cama perfectamente limpia y una cama caliente ajustada a 50-60 °C. Esto suele ser todo lo que necesita.
- Un ala funciona muy bien y suele ser suficiente para cualquier pieza con esquinas afiladas.
- Asegúrese de que no haya corrientes de aire provenientes de ventanas, puertas o aire acondicionado que incidan directamente sobre la impresora. El PLA es sensible a los cambios bruscos de temperatura.
Manejo ABS
El acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) es el material que más se deforma debido a su gran contracción por los cambios de temperatura. Para controlar su comportamiento se requiere un entorno más estable.
- Es casi imprescindible utilizar una carcasa para la impresora. Esta carcasa atrapa el calor de la cama caliente, elevando la temperatura del aire alrededor de la impresión. Este entorno estable de alta temperatura es la forma más eficaz de reducir el estrés térmico en el ABS.
- Es necesario utilizar una cama caliente a 100-110 °C para evitar que la base de la impresión se contraiga demasiado pronto.
- Utilice una base de impresión para una máxima seguridad de adhesión, especialmente en impresiones de gran tamaño.
- Apague completamente el ventilador de refrigeración de la pieza. El ABS necesita enfriarse lo más lentamente posible. Úselo a una velocidad muy baja (20-30%) solo si es absolutamente necesario para voladizos o puentes extremos.
Trabajando con PETG
El tereftalato de polietileno glicol (PETG) es un material popular que se sitúa entre el PLA y el ABS en términos de resistencia y tendencia a la deformación.
- Es importante que la cama esté calefactada a una temperatura de entre 70 y 85 °C.
- El PETG es conocido por adherirse extremadamente bien a las superficies de impresión, a veces demasiado. Usar una lámina de PEI texturizada o una capa ligera de agente desmoldante (como pegamento en barra o laca para el cabello) puede evitar que la impresión se adhiera con tanta fuerza que dañe la superficie al retirarla.
- Un borde funciona muy bien para PETG. Mantén el ventilador de refrigeración de la pieza a baja velocidad (20-50%) después de las primeras capas para favorecer el detalle sin provocar cambios bruscos de temperatura.
Métodos avanzados para impresiones difíciles
A veces, incluso después de usar todas las técnicas básicas, un modelo grande o con una forma irregular seguirá deformándose. En estos casos, es necesario usar herramientas avanzadas.
El poder de un recinto
Mencionamos una carcasa para ABS, pero resulta útil para muchos materiales. Su función principal es crear un ambiente de aire caliente y estable. Reduce la diferencia de temperatura entre el plástico extruido y el aire circundante durante todo el proceso de impresión. Esta es la mejora de hardware más efectiva para prevenir la deformación en cualquier material con alta contracción, incluyendo PETG, ASA, nailon y policarbonato.
Diseño para impresión
La mejor manera de solucionar un problema es prevenirlo desde el principio. Antes incluso de cortar un modelo, buscamos posibles deformaciones en el diseño. Las bases planas y grandes, y las esquinas pronunciadas de 90 grados son señales de alerta. Siempre que sea posible, añadimos curvas amplias y redondeadas a estas esquinas en el propio modelo CAD. Este borde redondeado distribuye la tensión de enfriamiento sobre una superficie mayor, lo que reduce considerablemente la probabilidad de que la esquina acumule tensión y se levante.
Otro truco de diseño consiste en añadir «orejas de ratón» o «discos auxiliares». Se trata de pequeños discos circulares que se colocan en las esquinas del modelo en el programa de corte. Actúan como bordes localizados, proporcionando mayor adherencia justo donde más se necesita, sin el consumo de material ni la limpieza que requiere un borde o balsa completos.
Protectores contra corrientes de aire y torres de temperatura
Dos ajustes finales del programa de corte pueden salvar una impresión difícil.
- Una protección contra corrientes de aire es una función que imprime una pared delgada de una sola capa alrededor del modelo, pero sin conectarla a él. Actúa como una minicaja, protegiendo la impresión de las corrientes de aire y atrapando una pequeña bolsa de aire más cálido justo al lado del modelo. Funciona de maravilla en impresoras de marco abierto.
- Ya mencionamos las torres de temperatura, pero son muy importantes. Las propiedades del filamento pueden variar incluso entre diferentes colores del mismo fabricante. Imprimir una torre de temperatura para cada bobina nueva garantiza que imprimas a la temperatura óptima, reduciendo las variables y aumentando las probabilidades de éxito.
Tu camino hacia la impresión sin deformaciones
La deformación puede parecer un problema misterioso y frustrante, pero tiene solución. Abordándola paso a paso, podrás eliminarla de tu rutina de impresión.
- Comprender la causa: Se trata de controlar la contracción térmica.
- Cree una base sólida: Domine la adherencia de la base mediante una base limpia y nivelada y una primera capa perfecta.
- Control del entorno: Utilice una cama calefactada y, si es necesario, un recinto para reducir el estrés térmico.
- Utilice ayudas del laminador: utilice bordes, balsas y protectores contra corrientes de aire para anclar físicamente su impresión.
Aplicando cuidadosamente estas técnicas para prevenir la deformación en la impresión 3D, podrás pasar de lidiar con impresiones fallidas a crear con confianza los increíbles objetos que imaginaste. ¡Feliz impresión!