El uso de una altura de capa más baja favorece una mejor resolución y precisión de los detalles. Sin embargo, establecer una altura de capa más alta reduce significativamente el tiempo de impresión y crea piezas mecánicamente más fuertes. Independientemente de su elección, la configuración de la altura de la capa no debe exceder el 80 % del diámetro de la boquilla para garantizar una adhesión suficiente de la capa.
Ya sea que busque calidad o velocidad, la altura de la capa es una de las configuraciones más importantes en la impresión 3D. Si planea experimentar con la altura de la capa, le recomendamos conocer la configuración ideal y comprender cómo afecta las características de su impresión 3D terminada.
Los efectos de la altura de la capa.
El término «altura de la capa» se explica por sí mismo. Es el grosor de cada capa que deposita la boquilla para construir la impresión 3D basada en el modelo cortado. Existe una amplia gama de valores de altura de capa y elegir uno sobre los demás implica llegar a un compromiso entre diferentes parámetros de calidad y rendimiento.
Al establecer un valor de altura de capa, estos son los posibles resultados que debe considerar:
Resolución detallada
En la impresión 3D, la altura de la capa se considera la resolución a lo largo del eje Z. Esto es similar a la resolución de un video o una foto y es uno de los factores que determinan qué tan buenos se verán los pequeños detalles en el producto terminado. En este sentido, establecer una altura de capa pequeña es muy favorable para impresiones que tienen muchos detalles finos.
Calidad de la superficie
Las superficies de una impresión 3D se crean mediante una serie de capas rectas superpuestas. Esto no es problemático cuando se hace para crear un modelo con muchas superficies rectas. Sin embargo, las superficies curvas son un poco más complejas ya que simplemente se aproximan utilizando capas rectas.
El uso de capas gruesas en una superficie curva hará que se vea escalonado o dividido en escalones como escaleras. Esto puede ser muy desagradable para proyectos que valoran la calidad y apariencia del diseño. Incluso si las líneas de las capas se pueden lijar hasta que queden suaves, cambiar la geometría de una superficie para que parezca curva requerirá mucho más trabajo en el posprocesamiento.
Fuerza mecánica
En un proyecto impreso en 3D, la interfaz entre las capas se considera su punto débil mecánico. Esto es similar a dos piezas sólidas que se han pegado: si una pieza falla, es probable que falle en el punto donde se unen las piezas individuales.
La impresión con capas más gruesas es una forma excelente de reducir el número de interfaces de capa. Esto mejora la resistencia mecánica general de la pieza, especialmente contra cualquier tensión en las direcciones X e Y.
Tiempo de impresión
Si establece una altura de capa baja, eso también significa que se necesitarán más capas para imprimir un modelo en 3D. Esto tiene un gran efecto en el tiempo de impresión. Puede duplicar o triplicar fácilmente el tiempo de impresión de un proyecto simplemente ajustando la configuración de altura de la capa.
Según este análisis, decidir el valor de la altura de una capa se convierte en una cuestión de estética sobre la función. Esta es una dicotomía común en la impresión 3D y no es un punto de decisión sorprendente para la altura de la capa.
Altura de la capa frente al diámetro de la boquilla
Un factor que dictará las opciones de altura de capa disponibles para usted es el diámetro de la boquilla de su extremo caliente. El filamento se extruye a través de la boquilla con un diámetro que sigue la abertura de la boquilla. Sin embargo, la altura real de la capa suele ser menor que el diámetro de la boquilla para ayudar con la adhesión de la capa.
La forma en que esto funciona es que una nueva capa comprime la capa que se colocó anteriormente. Esta compresión física ayuda a que las capas se adhieran mejor entre sí. Sin embargo, también crea un efecto de abultamiento en las capas a medida que se comprimen.
La práctica estándar en la impresión 3D es establecer la altura de la capa en un máximo de aproximadamente el 75 % del diámetro de la boquilla. Hay espacio para bajar hasta un mínimo de alrededor del 25%. Para la mayoría de las impresoras 3D que vienen con boquillas estándar de 0,4 mm, la configuración de altura de capa predeterminada es de aproximadamente 0,2 mm. Este es un término medio muy bueno que equilibra el tiempo de impresión y la calidad de salida.
Esta regla general significa que puede beneficiarse de una mayor resolución si imprime con una boquilla más pequeña. Por ejemplo, una boquilla de 0,4 mm solo puede imprimir con una altura de capa mínima de 0,1 mm. Si usó una boquilla de 0,2 mm, puede bajar hasta 0,0,5 mm. Esto creará un modelo extremadamente detallado, aunque llevará mucho tiempo imprimirlo en 3D.
Ajustes óptimos de altura de capa
Ahora que conocemos las reglas generales para configurar los valores de altura de las capas, podemos intentar crear configuraciones de referencia para diferentes circunstancias. Aquí hay dos factores que podemos priorizar: la calidad de los detalles y la productividad.
Mejor calidad
Puede ser tentador empujar una impresora 3D a la configuración de altura de capa más baja posible para mejorar la calidad de los detalles de su salida. Si no le importan los tiempos de impresión más largos, puede continuar y usar una configuración más baja.
Solo una palabra de advertencia: el tiempo de impresión puede ser mucho más largo con solo pequeños ajustes en la altura de la capa. Por ejemplo, un modelo que imprime en menos de media hora con una altura de capa de 0,2 mm puede tardar más de dos horas si se imprime con una altura de capa de 0,1 mm.
El consejo común en la impresión 3D es establecer la altura de la capa en 0,1 mm si busca la máxima calidad y precisión en los detalles. Si bien es posible establecer la altura en un valor más bajo, la diferencia se vuelve apenas imperceptible. Ir por debajo de 0,1 mm también alargará significativamente el tiempo de impresión con muy pocos beneficios adicionales para la calidad visual.
Tiempo óptimo de impresión
La respuesta para acortar el tiempo de impresión es sencilla: simplemente imprima a la altura de capa máxima permitida para su boquilla. Esto significa imprimir a una altura de capa de 0,3 mm si el diámetro de la boquilla es de 0,4 mm.
Si realmente busca velocidad, entonces podría incluso considerar cambiar su boquilla por una con un diámetro grande. Las boquillas de impresión 3D pueden tener diámetros que van hasta 1,0 mm. Esto le permitirá imprimir a una altura de capa de aproximadamente 0,7 mm. Esto es muy rápido, unas diez veces más rápido que imprimir a una altura de capa de 0,1 mm.
La consecuencia obvia de esta estrategia es que se pierde mucha precisión en los detalles al imprimir con capas gruesas. Los ajustes de altura de capa de 0,4 mm y superiores están destinados a modelos grandes con diseños geométricos simples, como contenedores o jarrones para plantas. Si el diseño tiene una superficie curva, no se verá muy bien cuando se imprima con capas gruesas.
La mejor resistencia mecánica
La fuerza de una impresión 3D no es algo que pueda determinarse solo por la altura de la capa. Si bien es cierto que las capas más gruesas tienden a crear impresiones más fuertes, factores como la adhesión y la orientación de las capas también juegan un papel fundamental.
La adhesión de las capas se ve reforzada por el efecto de compresión a medida que se extruyen las capas. Esto se debe a que el área de contacto entre las capas aumenta a medida que se comprimen. Lo que esto implica es que las capas más delgadas se vuelven más fuertes cuando se extruyen a través de boquillas más grandes, ya que requieren un mayor grado de compresión.
Como ya habíamos señalado, los límites entre las capas son los puntos más débiles de una impresión 3D. Si se ejerciera una fuerza perpendicular a los límites de la capa, las capas pueden perder fácilmente la adherencia y separarse. Si está imprimiendo en 3D una pieza destinada a soportar una carga, entonces es prudente orientar las líneas de la capa paralelas a la dirección de aplicación de la fuerza.
Una buena estrategia, si está imprimiendo algo por primera vez, es hacer un prototipo usando capas gruesas. Esta es una forma de solucionar cualquier problema potencial con el diseño o el rendimiento de la impresora 3D sin tener que dedicar demasiado tiempo. Una vez que se ha refinado el diseño o el proceso, puede continuar e imprimir con configuraciones de altura de capa más bajas.
Para ir finalizando
La configuración de la altura de la capa es una de las variables más críticas en la impresión 3D. Afecta a muchas otras características de calidad y proceso. Experimentar con la configuración de la altura de las capas también es muy interesante y lo ayudará a desarrollar una comprensión más profunda del proceso de impresión 3D.
No existe un valor de altura de capa universalmente superior. El mejor valor depende del modelo que esté imprimiendo y de los objetivos de su proyecto. Al igual que con muchos puntos de decisión en la impresión 3D, elegir la altura de una capa se convierte en una cuestión de calidad versus productividad.
Advertencia; Las impresoras 3D nunca deben dejarse desatendidas. Pueden representar un peligro de seguridad contra incendios.