Los mejores consejos para imprimir esferas en 3D

Una esfera es una de las formas 3D más básicas, pero puede ser un dolor de cabeza imprimir en 3D. Las esferas son únicas porque son un desafío para la impresión en 3D, al igual que con cualquier superficie curva. Sin embargo, también desea que se vean lo más perfectos posible. Lograr esto es más fácil decirlo que hacerlo.

Imprimir esferas perfectas e impecables es casi imposible sin tener que hacer algunas ediciones creativas en su modelo 3D. Es posible, pero las soluciones no son exactamente sencillas. Consulte nuestra guía para imprimir en 3D la esfera perfecta.

¿Por qué las esferas son tan problemáticas?

Es una pena que las esferas sean tan difíciles de imprimir en 3D, considerando lo comunes que son. Sería una gran idea imprimir en 3D algunas pelotas para juegos de patio o una elegante pantalla esférica. ¿Qué tienen las esferas que las hace problemáticas para la impresión 3D?

Las esferas son especialmente desafiantes porque solo pueden cruzarse con una superficie plana en exactamente un solo punto. En el caso de una impresora 3D, esta superficie plana corresponderá a la cama de impresión.

Si nos atenemos a la regla de los 45 grados, entonces no debería haber necesidad de agregar ninguna estructura de soporte a una esfera. Esto no funciona en la práctica. Una vez que la esfera está lo suficientemente construida, la gravedad comienza a hacerse cargo y hace que algunas de las capas de la esfera se comben y se deformen. Sin soportes, es prácticamente imposible imprimir una esfera que pueda mantener perfectamente su forma esférica.

Entonces, ¿por qué no simplemente imprimir con soportes? Bueno, los soportes tienden a dejar imperfecciones cuando se quitan. En una superficie perfectamente curvada como la de una esfera, estas imperfecciones se vuelven muy visibles. Es posible lijarlos hasta que queden suaves, pero también corre el riesgo de alterar la forma de la esfera.

Minimizar el efecto de escalera

La superficie de una esfera es como cualquier superficie curva cuando se imprime en 3D: están formadas por capas planas una encima de la otra que simulan el aspecto de una superficie curva. Para hacer que las esferas se vean bien, la sabiduría convencional es reducir la altura de la capa, aumentando así la resolución del eje Z.

Solo este único paso ya debería ayudar enormemente en la calidad de su esfera impresa en 3D. Querrá establecer la altura de la capa en aproximadamente el 25 % del diámetro de la boquilla y, al mismo tiempo, asegurarse de que el valor sea un múltiplo del tamaño de paso del motor paso a paso del eje Z de la impresora. En la mayoría de los casos donde 0.4-mm. se utilizan diámetros, una altura de capa de 0,08 o 0,12 mm es ideal.

Tenga en cuenta que esto aumentará significativamente el tiempo de impresión para cualquier modelo. Una esfera bien hecha lleva tiempo, no hay forma de evitar ese hecho.

Método 1: Imprimir con soportes

Ya hemos dicho que la impresión con soportes sigue siendo problemática, pero aún puede utilizar este método y obtener un producto impecable si su impresora tiene dos extrusores. Más específicamente, querrá imprimir las estructuras de soporte con filamento soluble como PVA o HIPS. Esto elimina el problema de que los soportes dejen imperfecciones al retirarlos.

Incluso con soportes, su modelo puede sufrir una mala adhesión a la cama debido a la baja área de contacto con la cama de impresión. Un remedio fácil para esto es imprimir con balsa o borde. Esto aumentará la adhesión al lecho de las estructuras de soporte para mantenerlas más estables. Esto aumentará el consumo de filamento para la impresión, pero es un pequeño sacrificio.

Método 2: dividir la esfera por la mitad

La recomendación más común es simplemente dividir la esfera por la mitad e imprimir las esferas por separado con el lado plano hacia abajo. Esto evita el problema de que las capas se deshagan o que los soportes arruinen la superficie de la esfera. Luego, los hemisferios se pueden pegar juntos durante el procesamiento posterior.

Hay un par de reglas cardinales que se deben seguir al hacer este método. Dado que volverás a unir los hemisferios, deben ser casi exactamente similares. Esto significa imprimir con el mismo número de cubiertas, patrón de relleno y densidad de relleno. Se puede armar una esfera con diferentes hemisferios, pero tendrá un desequilibrio de peso.

Por el contrario, un modelo disponible en Thingiverse propone un método para unir dos hemisferios sin pegamento. En cambio, hay una columna roscada cilíndrica que está oculta dentro de la esfera. Este es un diseño muy inteligente que crea una esfera muy ordenada e impermanente.

Un problema potencial con esta técnica es que el lado plano del hemisferio puede distorsionarse o tener una “pata de elefante” cuando se imprime como la primera capa. Cualquier distorsión menor de esta superficie puede crear un defecto muy evidente cuando se ensambla la esfera.

Para evitar el problema de la pata de elefante, es posible que deba aumentar la altura Z de su boquilla. El objetivo es evitar la extrusión excesiva de la primera capa, lo que provoca cierta distorsión. La adhesión a la cama puede sufrir debido a esta solución, pero esto se puede remediar agregando un poco de pegamento o cinta en la parte superior de la cama de impresión.

Postprocesamiento

Ya sea que imprimiste la esfera como un todo o la dividiste por la mitad, tendrás que realizar un procesamiento posterior para que se vea genial.

Para esferas impresas enteras, la primera orden del día es quitar los soportes. Con suerte, pudo usar material soluble. De lo contrario, una navaja multiusos afilada o una navaja X-Acto deberían ayudarlo a eliminar la mayor cantidad posible de estructuras de soporte.

Si imprimiste la esfera en dos mitades, primero tendrás que unirlas. Con suerte, no ha habido distorsiones de artefactos de impresión 3D que impidan que las dos mitades se unan perfectamente. Recomendamos usar una resina epoxi para pegar las dos mitades, ya que su aplicación espesa también puede usarse para ocultar pequeñas imperfecciones.

La superficie de la esfera tendrá que ser lijada para ocultar cualquier línea de capa visible. Necesitarás un juego completo de papel de lija para esto. Comience a lijar con números de grano bajos hasta que esté satisfecho con la apariencia, luego pase al siguiente número de grano del juego. No lije demasiado rápido: el calor de la fricción puede hacer que el material se deforme, arruinando la forma esférica perfecta.

Una vez que llegue al papel de lija de grano 1000, será mejor hacer el método de lijado húmedo. El uso de papel de lija con agua ayudará a movilizar el polvo y mantendrá fría la superficie del plástico. Esto debería ayudar a acelerar el proceso de lijado y producir un acabado más consistente. Lijar con papel de lija de grano 2500 debe producir una superficie muy suave y casi reflectante.

Finalmente, aplique un poco de compuesto para pulir en la superficie de la esfera y límpiela con un paño suave y limpio. El compuesto de pulido Turtle Wax es una opción tan buena como cualquier otra. El compuesto ayudará a rellenar cualquier imperfección que quede del proceso de lijado. La aplicación del compuesto de pulido y el posterior pulido se pueden repetir hasta que esté satisfecho con los resultados.

Tenga en cuenta que ningún nivel de procesamiento posterior puede compensar una mala impresión. Si hay capas caídas y artefactos de impresión 3D importantes, a menudo es mejor volver a la mesa de dibujo y corregirlos, en lugar de perder el tiempo lijándolos y puliéndolos hasta que ya no sean visibles.

Para ir finalizando

Las esferas son algunas de las formas 3D más comunes en el mundo real, lo que las convierte en opciones principales para diseñar modelos 3D. Desafortunadamente, imprimir una esfera en 3D puede ser una tarea sorprendentemente desalentadora.

Si bien es posible imprimir en 3D una esfera completa con muchos soportes, es mucho más común dividir una esfera en dos hemisferios. Esto es más fácil en términos del proceso de impresión 3D, aunque hace que el paso de procesamiento posterior sea un poco más complicado.

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