Al diseñar modelos para impresión 3D, hay una amplia gama de pautas de diseño que debe tener en cuenta para poder imprimir su proyecto con éxito. Este artículo resaltará algunas pautas de diseño cruciales que debe tener en cuenta.
Al igual que cualquier otro tipo de fabricación, la impresión 3D también tiene ciertas limitaciones en el proceso de fabricación y los materiales que determinan cómo debe diseñar un producto. Las características del software, el hardware, el filamento y la temperatura, entre otros factores, juegan un papel crucial en cómo el modelo digital se traduce en un objeto impreso en 3D.
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Diseña una base sólida
Cuando se utiliza una impresora 3D de escritorio, el modelo se imprime en capas de una en una. El filamento de plástico (ABS o PLA) se derrite y se derrite, luego se extruye en la superficie de la cama de la impresora. Es fundamental que la primera capa se adhiera a la cama durante el proceso de impresión. En caso de que el modelo pierda adherencia en el proceso de impresión, el juego ha terminado. Las impresiones a menudo fallarán durante la primera capa debido a la falta de adhesión.
La impresión 3D llegó para quedarse
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Se deben realizar más ajustes en el software de impresión y la impresora 3D para imprimir la primera capa con éxito. Debe «nivelar la cama» físicamente usando tornillos de ajuste para garantizar que la extrusora esté colocada perfectamente paralela a la superficie de la cama. También puede agregar una balsa o borde en el software, aumentar el grosor de la extrusión de la primera capa y apagar los ventiladores de capa rápida.
Además, puedes tener tu impresora 3D perfectamente configurada, pero esto no te ayudará si tu modelo no está bien diseñado para adherirse a la cama y sostenerse durante el proceso de impresión. Debes asegurarte de tener una base sólida en tu modelo, diseñado con las siguientes características:
- Suficientemente ancho para resistir vuelcos y soportar el modelo durante el proceso de impresión
- Suficiente área de superficie para mejorar la adhesión positiva a la cama de su impresora. Puede agregar una balsa a su software de impresión 3D para ayudar con esto.
- Lo suficientemente fuerte como para permitirles resistir el envoltorio, principalmente causado por diferentes velocidades de enfriamiento.
- Dirección de grano
Los objetos impresos en 3D deben tener una dirección de grano ya que cada capa se extruye una capa a la vez. Cada capa está pegada a la siguiente y las juntas entre las capas son vulnerables a la delaminación. En caso de que sus modelos estén diseñados para aplicaciones estructurales, las juntas de las capas pueden convertirse en puntos débiles en sus modelos si no los orienta correctamente.
Para superar este probable problema, es recomendable orientar su modelo de tal manera que el plano del eje X/Y en el modelo esté posicionado donde necesita la mayor fuerza. La extrusión continua se lleva a cabo a lo largo del plano del eje X/Y, haciéndolos más fuertes.
Agujeros/voladizos para diseños de impresión 3D
Dado que cada capa descansa sobre la siguiente, hay mayores posibilidades de que su impresión 3D falle si tiene partes de su modelo soportadas por el aire. La mayoría del software de impresión 3D tiene la capacidad de agregar automáticamente material de soporte a su modelo 3D que se puede desglosar fácilmente una vez que se completa el proceso de impresión. Sin embargo, una impresora 3D puede salvar muchas lagunas sin necesidad de material de apoyo. La mayoría de los agujeros pequeños pueden imprimirse bien. Además, cualquier voladizo inferior a 45 grados también se puede imprimir sin necesidad de material de soporte automatizado.
Espesor de pared para diseños de impresión 3D
Al importar su modelo al software de impresión 3D, tiene la capacidad de controlar la mayoría de las variables, incluido el grosor de la pared de su modelo. El grosor de la pared describe la cantidad de veces que la extrusora de la impresora 3D extenderá el filamento alrededor del perímetro de su modelo antes de volver a su factor de relleno (generalmente 10 o 20 por ciento).
El diámetro de la boquilla de su impresora 3D básicamente debe definir el grosor de la pared de su modelo. Por lo tanto, una boquilla de 4 mm con un grosor de pared de 8 mm puede dar como resultado que la impresora 3D coloque un grosor perimetral de 2 mm de ancho para cada capa.
Es vital tener en cuenta este aspecto al dibujar paredes delgadas. Cuando las partes de su modelo son delgadas, las paredes del perímetro también se juntan, dejando poco espacio para el relleno entre ellas. A veces, es posible que no fusione las paredes correctamente entre sí, dejando huecos entre las paredes vistas desde el interior de su modelo.
SketchUp es excelente para crear objetos con bordes cuadrados y caras planas con la herramienta Tirar/Empujar. Se vuelve complicado redondear las esquinas. Sin embargo, las esquinas redondeadas son más fuertes desde un punto de vista estructural. Las esquinas redondeadas también desgastarán menos la impresora 3D, ya que los cambios de dirección son mucho más graduales que repentinos.
En caso de que esté diseñando piezas 3D que deben encajar entre sí, debe tener en cuenta el factor de tolerancia. Por ejemplo, una clavija de 10 mm nunca encajará en un orificio de 10 mm. El agujero debe ser un poco más grande.
La segmentación de las curvas en el modelo de SketchUp es otro factor que entra en juego. Los bordes suavizados/suavizados son irrelevantes en el momento en que exporta su modelo 3D a STL.
- Considere aumentar los segmentos en sus curvas en un esfuerzo por suavizar su modelo.
- Asegúrese de que las curvas segmentadas estén bien alineadas entre sí en los casos en que deban encajar.
- Deje suficiente espacio libre para permitir que encajen las piezas 3D.
- maquetas
Cuando diseñe piezas 3D con tolerancias críticas, intente aislar esas partes de su modelo y considere imprimirlas por separado. Esto le permitirá probar el ajuste de esa parte por separado, sin tener que preocuparse por el resto de su modelo. Una vez que confirme que las partes son correctas después de una serie de iteraciones, puede incorporar todas las formas nuevamente en su modelo principal.
Propiedades únicas
No está limitado a diseñar un objeto sólido y rígido. Necesita experimentar con las propiedades exclusivas de la impresora 3D y el material para explotar sus características.
Verifique su código G
El GCode es simplemente un conjunto de instrucciones informáticas generadas para guiar a su impresora 3D sobre cómo imprimir su modelo 3D paso a paso. A la hora de prepararte para llevar nuestra impresión 3D, es recomendable que le eches un vistazo a la visualización del GCode, antes de enviarlo a tu impresora 3D. Una visualización mostrará claramente cómo se verá su modelo 3D cuando lo imprima con su impresora 3D.
Hay muchas cosas que pueden salir mal con un modelo 3D. Por ejemplo, si el modelo no es sólido y no corrige el error, echar un vistazo a su visualización de GCode sigue siendo su última opción para detectar algo antes de llegar a la impresora 3D.
La mayoría del software de impresión 3D viene con un visualizador incorporado. Sin embargo, si el suyo no lo tiene, puede obtenerlo a través de su navegador en el enlace http://gcode.ws/. Algunas cosas que puede captar de la visualización incluyen:
- Es posible que vea un material de soporte generado y decida realizar cambios en su modelo para reducir la cantidad de material requerido.
- Es posible que te des cuenta de que el relleno se configuró demasiado alto.
- Es posible que te des cuenta de que no tenías una balsa cuando pensabas que habías marcado esta opción.
- Puede notar errores importantes causados por su modelo que no es sólido.
- Es posible que se dé cuenta de que el modelo no está colocado sobre la base de la impresora, porque accidentalmente giró el modelo unos pocos grados.
PD: Para saber cuánto tiempo se necesita para construir una casa impresa en 3D, consulte ¿Cuánto tiempo se tarda en imprimir una casa en 3D?
Por qué necesitamos un código de diseño
La codificación del diseño es muy importante en la tecnología de impresión 3D. La programación de la impresora 3D y la programación de gráficos 3D son dos códigos de diseño cruciales que aprovechan al máximo la tecnología de impresión 3D. La codificación de gráficos permite la creación de objetos 3D avanzados basados en sólidos realistas. No necesita ser un artista, simplemente domine el código de diseño y sepa todo lo que necesita para su modelo 3D.
Los gráficos 3D requieren un poco de creatividad artística. Es obra de interioristas, arquitectos, entre otros expertos, que realizan el modelado. Sin embargo, los gráficos 3D generados por computadora requieren la codificación de los modelos 3D editando guiones y no dibujando usando un software de diseño 3D como OpenSCAD.
G-CodeL es otro lenguaje de codificación utilizado para transformar modelos 3D en instrucciones fáciles de entender para las impresoras 3D. El lenguaje codificado se puede dominar para ayudar a modificar los parámetros de impresión 3D al operar en el código.
