Ya sea que sea un veterano de la impresión 3D o no, probablemente se haya topado con impresiones 3D onduladas imperfectas con ondas. Hay un par de causas para los problemas de ondulación de la primera capa, la más común es una base de nivelación desigual.
Sin embargo, este no es siempre el caso, y en este artículo exploraremos todas las causas posibles para ayudarlo a obtener esas impresiones en perfectas condiciones.
En la impresión 3D, las ondas de la primera capa generalmente son causadas por dejar el ventilador de capa encendido durante la fase inicial, una velocidad de impresión demasiado alta, tener la boquilla demasiado cerca de la cama de impresión, una altura o flujo inadecuado de la primera capa y una cama de impresión desigual. .
5 razones para las ondas en la primera capa de impresión 3D
1. Dejar el abanico de capas encendido
El abanico es una de las causas más fáciles de determinar de frustrantes ondas en su impresión. Dejar el ventilador encendido durante las primeras capas de impresión provoca problemas de adhesión. En otras palabras, el filamento tiene dificultad para permanecer adherido a la cama de impresión debido a las vibraciones provenientes del ventilador.
Para evitar que el abanico de capas cree ondas en la primera capa, debe apagarlo durante la fase inicial de impresión. Tenga en cuenta que estamos hablando del modelo de ventilador y no del ventilador que regula la temperatura de la boquilla.
Si bien cree que tiene que enfriar absolutamente sus impresiones desde el principio, esto no es necesario. El filamento debe enfriarse lentamente por sí mismo para aumentar la adhesión a la placa de construcción. De hecho, necesitará muy poco enfriamiento o ninguno durante esta etapa de la impresión.
2. Velocidad de impresión demasiado alta
Como regla general en la escena de la impresión 3D, las velocidades más lentas crearán impresiones de mejor calidad. El motivo de esta regla es que, al ir lento y constante, los filamentos de la impresión se adhieren correctamente a la cama de impresión.
Para determinar la importancia de ir despacio, recuerda cómo se hace una impresión. La boquilla gira de un lado a otro alrededor del área de impresión para crear su modelo; utilizando la fuerza y el impulso. Si el ajuste de velocidad es demasiado alto, más fuerte se detiene la boquilla y vuelve a ir en otra dirección.
Debido a estas paradas y giros bruscos, los filamentos iniciales tienen menos tiempo para adherirse completamente a la cama de impresión; que luego causa ondas o superficies ásperas en su modelo. Para estar seguro, ajuste la velocidad de la primera capa al 30-50%.
3. Nivelación desigual de la cama
Probablemente, el culpable más común de las impresiones iniciales es la nivelación desigual de la cama. Además de crear ondas en las primeras capas de impresión, las camas deformadas también pueden causar problemas de adhesión con los filamentos; que es un problema especialmente generalizado con la primera capa de Ender 3.
En las impresoras FDM, la boquilla extruye los filamentos capa por capa; por lo tanto, debe tener una cama de impresión uniforme para que los filamentos se coloquen uniformemente en la superficie. De hecho, se considera que una placa de construcción desigual causa la mayoría de los problemas de la primera capa.
Esté atento a las señales de que tiene una placa de construcción desigual, como filamentos que no se adhieren a la placa, extruidos de manera desigual de la boquilla o distribuidos esporádicamente por toda la superficie.
4. Boquilla demasiado cerca de la cama de impresión
Los filamentos se exprimen desde la boquilla hacia la placa de construcción. Naturalmente, si la boquilla está demasiado cerca de la superficie de impresión, el filamento se manchará por toda la placa, provocando ondulaciones u ondas. Por el contrario, si la boquilla está demasiado lejos de la superficie de impresión, el filamento tampoco se acoplará correctamente.
5. Altura o flujo inadecuados de la primera capa
Para explicar completamente la influencia del caudal y la altura de la capa en las ondulaciones, comenzamos detallando su importancia. El caudal es la cantidad por la cual la boquilla extruye o exprime los filamentos.
La extrusión excesiva de filamentos significa que su boquilla está liberando demasiado filamento, lo que provoca ondas, goteos o hilos en su modelo. Por otro lado, la subextrusión puede provocar agujeros dentro del modelo, capas faltantes o desiguales.
Por otro lado, la altura de la primera capa es el grosor de esa primera capa de filamento. Generalmente recomendamos una primera capa más gruesa impresa para modelos pequeños. Una primera capa gruesa no solo oculta cualquier error de calibración, sino que también aumenta la adherencia de la primera capa a la superficie de impresión.
Como regla general, solo debe disminuir el caudal o aumentar la altura de la capa para compensar.
Ajuste la configuración para corregir las ondulaciones en la impresión 3D
Dado que hemos enumerado las razones más probables de las ondas de la primera capa, es hora de resolverlas. Para deshacerse de los problemas de la primera capa en sus impresiones, normalmente tiene que hacer algunos ajustes en su configuración.
Cada parámetro, como la altura, la tasa de flujo del filamento, el ancho, la velocidad, el ventilador y el desplazamiento Z, intervienen en la creación de ondas en la primera capa, por lo que tiene sentido que estas configuraciones tengan valores más óptimos que otros. Aquí hay una lista de los parámetros y cómo obtener el mejor rendimiento posible de su impresora 3D.
Altura y tasa de flujo de filamento
Para evitar tanto la subextrusión como la sobreextrusión, deberá ajustar la altura de la capa, el diámetro de la boquilla y la velocidad de impresión; todo lo cual determina el caudal.
La altura es generalmente el grosor del filamento extruido de la primera capa. Al imprimir un modelo con muchos detalles intrincados, la mayoría prefiere tener una altura de capa baja porque esto da como resultado un producto más detallado. Pero una altura de capa más baja puede disminuir la adhesión de la capa a la placa de construcción, así como tomar más tiempo.
La altura de capa inicial sugerida es ligeramente más alta que el resto de la impresión. Entonces, si tiene una altura de capa de 0,2 mm, aumente esto a 0,24 o 0,28 mm para la capa inicial.
Para compensar el tiempo de impresión adicional, puede optar por un diámetro de boquilla más grande. La mayoría de las impresoras tienen un diámetro de boquilla predeterminado de 0,4 mm, pero puede ajustarlo hasta 1 mm. Esto aumenta tanto la velocidad de impresión como la altura de la capa. De hecho, solo ajustando el diámetro de la boquilla puede acelerar la impresión hasta cuatro veces más rápido.
Diferentes materiales de filamento tienen diferentes tasas de flujo óptimas. Calcule el caudal de su impresora con la fórmula: Caudal (mm^3/s) = (Ancho de extrusión)(mm) (Altura de la capa)(mm) (Velocidad de impresión) (mm/s).
El ancho de extrusión en esta fórmula es el diámetro de la boquilla multiplicado por 1,2; ya que el ancho de extrusión debe ser alrededor del 120% del diámetro de la boquilla. Utilice el valor resultante en la fórmula y multiplíquelo por la velocidad de impresión y la altura de la capa.
Una vez que haya calculado el caudal, compárelo con el caudal ideal para su material de filamento y ajústelo.
Ancho
El ancho de su extrusora debe ser el mismo que el que tiene actualmente en su impresora 3D. Por lo general, el ancho de eso es el 100% del diámetro de la boquilla, o solo un poco más. Por ejemplo, si tiene un diámetro de boquilla común de 0,4 mm, entonces debería tener una extrusora con un ancho de 0,40, 0,44 o incluso 0,48 mm.
Un ancho de extrusor relativamente mayor permite que salga más material de filamento de la boquilla. Debido a la cantidad generosa de material que se derrama, la capa inicial será más gruesa y es más probable que se adhiera entre sí y al lecho.
Velocidad
Como hemos mencionado, una velocidad de impresión demasiado alta puede sacrificar seriamente la calidad de sus impresiones. La clave es darle al filamento extruido el tiempo justo para que se enfríe y se extienda por sí mismo, además de considerar las posibles sacudidas de la boquilla.
Se recomienda establecer la velocidad de la capa inicial dentro del 30-50 % del movimiento general, por lo que 20-30 mm/s puede ser una gran velocidad de impresión inicial.
Esta configuración específica asegura que el filamento se exprime de manera constante, con vibraciones mínimas. Esta velocidad también le da al filamento suficiente tiempo para enfriarse. De hecho, tener una velocidad inicial más lenta asegura que la primera capa se adhiera correctamente a la superficie de construcción.
Ventilador de primera capa
En nuestro deseo de que el filamento de la primera capa se enfríe correctamente, a menudo encendemos los ventiladores de la capa. Esto puede crear esas antiestéticas ondulaciones de la primera capa. Para evitar un enfriamiento desigual y una mala adhesión de la capa, ajuste los ventiladores al 0 % para la capa inicial.
Desplazamiento Z
En términos más simples, el desplazamiento Z es la distancia de la boquilla a la superficie de construcción inicialmente. Clavar el desplazamiento en Z puede ser complicado porque desea que la boquilla esté lo suficientemente cerca como para «aplastar» la primera capa en la placa de construcción (aumentando así la adhesión), pero no tanto.
Para obtener esta medida correcta, una regla general es establecer la altura de la boquilla en ¼ del diámetro de la boquilla. Entonces, para el diámetro de la boquilla de 0,4 mm, la altura debe ser de 0,1 mm. Para probarlo, deslice una hoja de papel A4 entre la boquilla y la superficie de construcción. El papel debe deslizarse hacia adentro y hacia afuera con facilidad y sin trabas.
Solucionar un problema de cama de impresora plana
En general, una cama de impresora 3D deformada es la razón más común de una primera capa ondulada. Dado que la superficie no está nivelada correctamente, la primera capa no puede adherirse bien a la placa de construcción. Si la impresora admite la nivelación manual, debe ajustar los tornillos para alinear la plataforma de impresión.
Instalación de un sensor de nivelación automática de la cama
No hace falta decir que necesita una cama de impresora plana para obtener impresiones 3D de alta calidad en todo momento; y una de las formas más cómodas de garantizar la correcta nivelación de la cama es instalar un sensor automático de nivelación de la cama.
Hemos establecido previamente que existe una distancia óptima entre la boquilla y la cama de impresión. Si bien puede realizar cálculos y mediciones, un sensor inductivo de nivelación automática de la cama puede hacer que su vida sea mucho más fácil.
Durante la nivelación, un sensor sondea varios puntos de la cama; recopilando así datos sobre la distancia entre éste y la boquilla en cada giro. Durante la impresión, el firmware utiliza estos datos para ajustar automáticamente la altura Z de la boquilla a la posición óptima.
De esta manera, la boquilla se ajusta constantemente a medida que se mueve, asegurando que siempre esté a la distancia perfecta de la cama. Este mecanismo es extremadamente útil, si la cama no está perfectamente nivelada. La boquilla seguirá manteniendo una distancia perfecta de la cama de impresión durante todo el proceso de impresión.
Procedimiento de malla de nivelación de cama manual
Otro tipo de nivelación de cama es la nivelación basada en malla. Este tipo de nivelación es una mejor opción para lechos alabeados, o cuando los bordes del lecho están parejos mientras que el área central está demasiado cerca de la boquilla. Si este es el caso de su impresora, ajustar esos tornillos no le servirá de nada.
La nivelación de cama de malla generalmente se aplica a aquellos con firmware para nivelación de cama como Marlin Firmware. En lugar de tener un sensor, el firmware registra su configuración de altura Z en varios puntos y construye una malla. Durante la impresión, el firmware levanta o deja caer el cabezal de impresión según la configuración de altura Z registrada.
En pocas palabras, la nivelación de la cama de malla comienza con el cabezal de impresión en un punto determinado de la cama. Desliza una sola hoja de papel entre el cabezal de impresión y la cama, y el firmware registra este valor de altura. El cabezal de impresión luego se mueve a un punto diferente en la cama. Repite el proceso hasta que tengas datos de altura Z para todos los puntos de la plataforma de impresión.
Conclusión
Las ondas de la capa inicial pueden sabotear la calidad de cualquier modelo 3D. Estas ondas no solo afectan la apariencia, sino también la integridad estructural de sus impresiones. En este artículo, enumeramos las causas más comunes de las ondulaciones de la primera capa; así como las mejores formas de evitarlos.
Hay otros problemas con la impresión 3D, pero con la investigación adecuada y la resolución de problemas, puede solucionarlos. Siempre es mejor identificar primero la raíz del problema antes de realizar cualquier ajuste en la configuración de la impresora. Esto asegurará que no crees más problemas de los que intentas solucionar.