Imprimir una balsa en 3D: por qué y cuándo debería hacerlo

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La impresión 3D es tanto una ciencia como un arte. Además de jugar con modelos para producir las impresiones más atractivas, un profesional de la impresión 3D también necesita comprender las sutilezas de la tecnología para resolver los problemas que seguramente surgirán de vez en cuando.

Uno de los problemas más persistentes que encuentran los profesionales de la impresión 3D es la deformación o curvatura. Afortunadamente, la comunidad de impresión 3D ha ideado varias formas de contrarrestar este problema. Una de ellas es construir tu huella con una balsa. Si esto lo confunde, siga leyendo mientras analizamos qué es una balsa, cuándo es apropiado usarla y las consecuencias que conlleva.

Un poco de historia sobre la deformación

Para comprender por qué imprimir una balsa se ha convertido en una práctica común, debemos comprender el mecanismo que resulta en la deformación o curvatura de una impresión. El principio fundamental que hace posible la impresión mediante modelado por deposición fundida (FDM) es la capacidad de los termoplásticos de adaptarse a diferentes formas cuando se calientan hasta su temperatura de fusión. En una impresora 3D de escritorio, este proceso de calentamiento ocurre en la boquilla del extremo caliente, después de lo cual el filamento derretido se deposita sobre la plataforma de construcción.

Tan pronto como el filamento sale de la boquilla, comienza a enfriarse. El proceso de enfriamiento continúa después de colocar el filamento en la plataforma de construcción, lo que finalmente hace que la impresión final sea más duradera. El problema es que el enfriamiento se produce de forma desigual: las capas exteriores, al estar más expuestas a la atmósfera, se enfrían a un ritmo más rápido. Esto tiende a acumular tensión en los bordes exteriores de la construcción. Si la construcción tiene bordes afilados, estos tienden a recibir la peor parte del estrés térmico, lo que hace que estas esquinas se «curven hacia arriba».

¿Qué es una balsa y cuál es su objetivo?

Las medidas para evitar la deformación se centran en dos cosas: reducir el estrés térmico debido al enfriamiento desigual o mejorar la adhesión de la primera capa a la plataforma de construcción. Probablemente hay más de una docena de formas de lograr estos objetivos, como construir un recinto para ralentizar el proceso de enfriamiento o usar adhesivos en la plataforma de impresión.

Con diferencia, imprimir una balsa es uno de los métodos más sencillos para evitar deformaciones. La mayoría de los programas de corte tienen una función preprogramada para agregar rápidamente una balsa a un modelo 3D existente. Pero ¿qué es exactamente una balsa?

Una balsa es una malla horizontal de filamento que se coloca directamente sobre la plataforma de construcción. Luego, su huella se deposita encima de esta balsa en lugar de en la superficie de la plataforma. Al tener una superficie más grande, una balsa puede ayudar a que una impresión se adhiera a la plataforma de construcción. Al tener la parte inferior de la impresión en contacto con otra capa de plástico, también se reduce la contracción debida al enfriamiento rápido, reduciendo así el estrés térmico.

A pesar de lo simple que parece una balsa, la mayoría de los programas de corte le permiten realizar ajustes precisos en la forma en que se construirá la balsa para optimizar su rendimiento. Puede especificar qué tan lejos se extenderá la balsa desde la parte inferior de la impresión, qué tan gruesas serán las capas de la balsa y qué tan lejos estará separada de la balsa la primera capa de su construcción. La distancia de separación es particularmente complicada, ya que implica un equilibrio entre mantener la construcción unida a la balsa y al mismo tiempo mantenerla lo suficientemente alejada para que la balsa se pueda quitar fácilmente después de la impresión.

¿En qué se diferencia una balsa de un ala y una falda?

Si ha leído un debate sobre balsas, probablemente también haya oído hablar de faldas y ala. Todos ellos están estrechamente relacionados, y se prefiere uno a los demás según la aplicación y el problema particular que esté intentando resolver.

Las faldas son una de las formas más sencillas de ralentizar el enfriamiento de la primera capa. En lugar de una capa completa, un faldón es simplemente un bucle de filamento que se extiende por el perímetro de la base de la construcción. No está en contacto con la construcción misma, lo que elimina la complicación de tener que retirarlo más adelante. El objetivo principal de un faldón es preparar el extrusor para que puedas establecer un flujo suave de filamento cuando el extrusor comience a imprimir tu construcción. También puedes optar por construir un faldón hecho de varias capas, que bloquee el flujo de aire alrededor de la impresión para ralentizar el enfriamiento de las capas inferiores de la construcción.

Un ala se parece mucho a una balsa. La diferencia es sutil: mientras que una balsa es una capa completa que se encuentra debajo de la construcción, un ala es una capa que simplemente se extiende desde los bordes de la construcción. Es esencialmente un faldón extra ancho que sujeta los bordes de la construcción, ayudando así con la adhesión a la cama y evitando deformaciones. A menudo se prefiere un ala a una balsa, ya que se imprime más rápido, consume menos filamento y se puede quitar más fácilmente de la construcción final.

¿Cuándo deberías imprimir una balsa?

A pesar de las numerosas ventajas que supone utilizar una balsa, no todas las situaciones lo requieren. Después de todo, no querrás gastar innecesariamente tu precioso filamento imprimiendo una balsa cuando no sea necesario. Hay escenarios particulares en los que una balsa podría resultar útil.

1. Cuando se utilizan materiales propensos a deformarse

Sólo hay ciertos materiales de filamentos que son más propensos a deformarse que otros. Una dicotomía conveniente para demostrar esto es entre PLA y ABS: si bien la impresión con una balsa rara vez se realiza con PLA, es una medida más común cuando se usa ABS. Incluso con otras medidas para evitar la deformación, como aplicar pegamento ABS en una cama caliente, sigue siendo muy recomendable imprimir con una balsa.

2. Cuando experimenta mala adherencia a la cama

La mayor ventaja de utilizar una balsa es la gran superficie que proporciona para que la construcción se adhiera a la plataforma de construcción. Las capas inferiores de una balsa suelen estar impresas gruesas y lentas, lo que da como resultado una malla sólida muy resistente. Esto es especialmente útil cuando tu diseño no tiene una base completamente plana, lo que nos lleva al siguiente elemento.

3. Cuando su modelo tiene mal contacto con la plataforma de construcción

Aunque los modelos para impresión FDM suelen estar orientados deliberadamente para tener una base lo más amplia posible, hay ocasiones en las que esto simplemente no es posible. Si tiene un diseño con patas estrechas, puede reforzarlas fácilmente con una balsa. Además de mejorar la adhesión a la cama al aumentar la superficie de contacto entre la impresión y la plataforma de construcción, una base más ancha también ayuda a soportar el peso del resto de la impresión.

¿Cuál es la desventaja de imprimir una balsa?

Imprimir una balsa no es el tipo de cosa que le gustaría hacer con cada una de sus impresiones. Hay varias buenas razones por las que no querrás imprimir una balsa cuando no sea necesaria.

1. Filamento desperdiciado

A pesar de su utilidad, la balsa todavía no forma parte de tu construcción. Una vez que hayas quitado la balsa, es prácticamente material de desecho. Si bien hacer una sola impresión con una balsa no parece gran cosa, multiplicarla por las docenas de impresiones que puedes hacer con un solo carrete se traducirá en una gran cantidad de filamento desperdiciado. Simplemente no es práctico utilizar una balsa cuando no es necesario.

2. Mal acabado de la superficie inferior.

Si utiliza una cama calentada de vidrio, probablemente apreciará cómo las impresiones salen con superficies inferiores perfectamente lisas. Cuando utilizas una balsa, pierdes este beneficio crucial. Al igual que la superficie de tu impresión, la superficie superior de la balsa está lejos de ser perfectamente plana. Esto se traducirá en una impresión con una superficie inferior relativamente rugosa. Si posprocesa su trabajo para obtener un acabado perfectamente liso, usar una balsa será más trabajo para usted.

3. Difícil de eliminar

La razón principal para evitar las balsas cuando no son necesarias es el hecho de que pueden ser muy difíciles de retirar. Dado que la balsa se unirá a su impresión mediante el mismo mecanismo que une las capas de su impresión, quitarla generalmente no es tan simple como “sacarla”. Es posible que necesites usar una espátula o incluso un cuchillo X-Acto y el uso de estas herramientas puede dañar tu impresión. Las impresiones con soportes finos o estrechos son especialmente vulnerables a esto.

Nuestro consejo es evaluar cuidadosamente si será necesaria una balsa para su impresión antes de seguir adelante y utilizar una. Un diseño con una base grande y plana normalmente no necesitará una balsa. También puedes recurrir a métodos más conservadores, como utilizar algún tipo de adherencia a la cama o ajustar la temperatura de tu cama caliente.

Para ir finalizando

El uso de balsas para mejorar la adhesión del lecho y reducir la deformación ha sido una práctica firmemente establecida en el campo de la impresión 3D. Es tan útil que los programas de corte generalmente vienen con opciones para agregar fácilmente una balsa a un diseño existente. Sin embargo, no debe considerarse como la solución ideal cuando se trata de diseños o materiales propensos a deformarse.

El uso de una balsa introduce otra serie de problemas a los que tendrás que enfrentarte. Comprender el material y conocer la mejor combinación de velocidad de impresión, temperatura de impresión, temperatura de la cama y métodos de adhesión de la cama que dará como resultado una impresión de alta calidad sigue siendo la solución más sostenible a un problema de deformación. Cuando todos estos esfuerzos aún fracasen, siga adelante e imprima esa balsa.

Imagen de eyeknownuffin en Flickr.

Advertencia; Las impresoras 3D nunca deben dejarse desatendidas. Pueden representar un peligro para la seguridad contra incendios.