10 tips para elegir la impresora adecuada
1. Utiliza material en buen estado Un material en mal estado es sinónimo de malos resultados de impresión, pero es difícil darse cuenta, como es en el caso de los filamentos. Evita tener el filamento expuesto a la luz solar directamente, la humedad y el polvo. Un filamento con polvo aumenta notablemente la probabilidad de […]
1. Utiliza material en buen estado
Un material en mal estado es sinónimo de malos resultados de impresión, pero es difícil darse cuenta, como es en el caso de los filamentos. Evita tener el filamento expuesto a la luz solar directamente, la humedad y el polvo. Un filamento con polvo aumenta notablemente la probabilidad de obstrucción del extrusor. Pero la humedad es el mayor enemigo de los filamentos 3D ya que reducen notablemente la calidad en las impresiones.
Una forma muy sencilla de detectar si el filamento está en buen estado es doblando 180 grados el extremo del filamento, si este se parte quiere decir que no está en buen estado, si se dobla sin llegar a romperse es que está en buen estado. Lo ideal es conservar los filamentos con desecante en un compartimento hermético. Si estos compartimentos contienen sensores de humedad podrás ir haciendo el seguimiento y el control de una forma más cuantitativa.
Un buen ejemplo de son las bahías selladas de las impresoras Method incluyen sensor de temperatura, sensor de humedad, sensor de presencia, chip NFC y bolsas desecantes para conservar los filamentos en estado óptimo.
2. Fíjate que la impresora 3D tenga un entorno de impresión adecuado para que las piezas no se deformen
Muchas veces se comete el error de pensar que la primera capa es la más importante, pero en las impresoras 3D profesionales todas las capas son igual de importantes y hay que tenerlo en cuenta.
Muchas impresoras 3D utilizan superficies de impresión calefactadas para tratar de regular su entorno y evitar deformaciones. Esto es una solución parcial para mejorar la adhesión de la primera capa, pero no es la solución óptima. Ya que a medida que aumentan las capas, mayor diferencia de temperatura hay con la capa anterior.
Un entorno controlado con una cámara calefactable permite controlar el estado de la capa anterior con una precisión mayor. Esto no sólo permite mejorar la precisión dimensional reduciendo el warping o las deformaciones, también mejora la adhesión entre capas obteniendo mejores propiedades.
Las impresoras Method utilizan la cámara calefactada con la propiedad de hacer circular el aire de una forma patentada para calentar rápidamente el entorno de la pieza, lo que proporciona condiciones de impresión óptimas desde la primera capa hasta la última.
3. Es importante escoger un buen extrusor de materiales para poder imprimir más rápido y sin errores
El extrusor es una de las partes fundamentales de las impresoras de filamento. Es muy importante el diseño de este para obtener resultados óptimos con todo tipo de materiales. Actualmente existen dos tendencias a la hora de diseñar los extrusores, los extrusores directos y los tipo bowden.
Un extrusor está dividido en dos partes, la parte mecánica que empuja el filamento y la parte térmica que funde el filamento. La parte mecánica incluye un motor haciendo que sea una de las partes más pesadas. Un extrusor pesado va a requerir más fuerza para moverse y va a tener mayor inercia.
Un extrusor tipo bowden es aquel que separa la parte mecánica de la parte térmica para reducir el peso, de esta forma sólo necesita mover la parte térmica (boquilla) para imprimir. Así se consigue aumentar la velocidad del cabezal sin la necesidad de aumentar las fuerzas en los motores. El problema de separar la parte térmica de la mecánica es que es mucho más difícil controlar el flujo del filamento. Esto se ve claramente con filamentos flexibles, al empujar o estirar del filamento hacen el efecto de acordeón o muelle, haciendo que se reduzca la velocidad de extrusión. Por lo tanto, un sistema bowden permite hacer impresiones con estructuras más ligeras, pero haciendo que se reduzca la cantidad máxima de plástico que se puede extruir y por lo tanto impresiones más lentas.
La extrusión directa requiere estructuras más robustas y por lo tanto más caras para conseguir las mismas velocidades. Pero en cambio, permiten mayor control de la extrusión y extrusiones más rápidas.
4. Comprueba que la impresora tenga una estructura firme y robusta
La estructura de una impresora 3D son sus cimientos. Una buena estructura debe ser robusta y no transmitir vibraciones al imprimir. Las impresoras deben poder desplazarse en los 3 ejes del espacio con precisión. Si se desplazan partes con mucho peso estas cogen inercia, haciendo que sea más difícil controlar el movimiento. Muchas impresoras reducen el peso de la estructura para reducir costes, pero acaban imprimiendo sin precisión o con “Z banding” o “ghosting”.
Estos fenómenos son pequeñas marcas, normalmente con algún tipo de patrón, que se observan en el acabado superficial de una pieza impresa. Donde más se pueden observar son en las paredes verticales lisas. Esto ocurre porque la impresora no es capaz de mover el extrusor con precisión. Esto se puede solucionar de dos formas, o bajando las velocidades de impresión o utilizando un extrusor bowden. Como se explica en el punto anterior, al utilizar un extrusor bowden, se consigue aligerar el peso, pero resulta más difícil controlar la extrusión.
Otro aspecto para tener en cuenta a la hora de analizar una estructura es ver que componentes se mueven. Las estructuras donde el extrusor se desplaza en el eje X e Y evitando desplazar la superficie de impresión en movimientos horizontales consiguen mejores acabados.
Esto no pasa siempre, dependerá de la geometría, pero vamos a poner un caso extremo para que se pueda entender mejor, el caso de imprimir, por ejemplo, la torre Eiffel en un material flexible. Si lo que se desplaza es la superficie de impresión con la pieza y no el extrusor, la pieza esta en continuo movimiento. Al imprimir una pieza en un material flexible y al estar en movimiento, cuanto más alto sea la pieza, más vibrará y se desplazará la capa superior haciendo que las capas no coincidan. Al igual que en el caso anterior, se puede solucionar imprimiendo más lento.
Las impresoras que buscan abaratar costes utilizan estructuras que sacrifican la velocidad y la calidad. Es muy importante tener una estructura firme con un buen sistema de movimiento para el uso profesional si se quieren los resultados óptimos.
5. Mide el flujo de material extruido para conseguir piezas con buenas estructuras internas, no solo superficiales
Para poder asegurar que las impresiones son óptimas, no sólo se tienen que obtener buenos acabados superficiales, también se deben tener buenas estructuras internas. Para asegurar estas estructuras sin tener que estar pendiente, una buena forma es cuantificar el material extruido de una forma precisa.
Muchas impresoras 3D de filamento están empezando a incorporar sensores de filamento. Hay que saber diferenciar entre los sensores de presencia y de flujo. Un sensor de presencia permite saber si el filamento se acaba o se ha roto, en cambio el sensor de flujo permite cuantificar la cantidad de plástico que se extruye en todo momento. Para impresiones óptimas y profesionales se recomiendan tener los dos tipos de sensores.
6. Utiliza la extrusión dual para poder imprimir con dos materiales
Las impresoras de filamento pueden crear cualquier geometría, siempre y cuando, tengan una base donde asentar el material. Si la geometría a imprimir requiere extruir material al aire es necesario añadir estructuras de soporte.
Si las estructuras de soporte se realizan con el mismo material, una vez impresa la pieza, hay que arrancar o cortar este material de soporte. Este post-procesamiento puede ser difícil y requerir mucho tiempo manual. Además, el acabado superficial será de mala calidad y con marcas.
Las impresoras con doble extrusor permiten combinar materiales. De esta forma se puede imprimir el objeto deseado soportado por otro tipo de material. Los materiales diseñados para hacer la función de soporte son solubles, esto permite quitar el soporte de las piezas de forma automática y sin dejar marcas en el objeto.
Una vez impreso, se pone la impresión 3D en una cubeta con disolvente (normalmente agua) para que desaparezca el soporte. Los sistemas profesionales utilizan equipos que calientan el agua y la remueven para que el soporte se disuelva de la forma más rápida posible. Incluso hay impresoras que ya diseñan la estructura de soporte de forma que haya más zona de contacto con el disolvente para reducir tiempos y ser más eficiente.
7. Elige correctamente el material de soporte
En la impresión por extrusión de filamento existe el filamento PVA. Este filamento tiene la propiedad de disolverse en agua, así que es ideal para realizar estructuras de soporte. Este material tiene dos inconvenientes. Al disolverse en agua es muy sensible a la humedad, si el filamento coge humedad no se imprimirá correctamente. Si el material de soporte no se imprime correctamente es como si no hubiese soporte y las piezas impresas acaban con pésima calidad o incluso no se parecen en nada al objeto deseado.
El segundo inconveniente es el rango de temperaturas de impresión. El PVA es un material que se extruye alrededor de los 200ºC. Esto quiere decir que si se utiliza este material como soporte de materiales que se extruyen a temperaturas parecidas (como por ejemplo el PLA, PET-G, …) no habrá problema. Pero si se intenta utilizar como material de soporte para materiales que se extruye a más temperatura el material principal fundirá el soporte deformando la pieza. Esto pasa con materiales más técnicos como el ABS, PC, ASA,…
Si se buscan resultados óptimos con materiales de una temperatura más alta se necesitan materiales de soporte adecuados, sino, el resultado son piezas deformadas y con malos acabados. Existe un material llamado HIPS o poliestireno de alto impacto que tiene una temperatura de extrusión cercana a la del ABS (250º). El principal problema es que este material de soporte es soluble en Limoneno, un disolvente irritante respiratorio que hay que tratar con precaución. Además, la disolución del HIPS en limoneno es un proceso que requiere mucho tiempo.
Para ser eficiente, los equipos FDM tienen una solución profesional mediante el soporte de material con SR-30. Un material que está optimizado para funcionar extremadamente bien con ABS debido a sus propiedades de adhesión únicas. Para disolver este material se utiliza agua con unas pastillas de Ecoworks. El agente de limpieza Ecoworks está diseñado para eliminar el material de soporte SR-30 de las piezas fabricadas mediante el proceso FDM con material de soporte soluble. El agente de limpieza es respetuoso con el medio ambiente y el usuario (con un pH de 9,8).
8. Evita los errores manuales con una impresora 3D que tenga automatizados sus procedimientos
Las impresoras 3D de filamento requieren ciertos procedimientos y procesos para poder imprimir correctamente. Cuando estos procesos se hacen de forma manual entra la pericia del operario. Un operario con experiencia consigue mejores impresiones 3D.
Las impresoras requieren nivelar o calibrar la superficie para poder asegurar que la primera capa de impresión se realiza correctamente. Si este paso se hace de forma manual se multiplica enormemente la posibilidad de error. Dependiendo de la calibración, la primera capa quedará diferente y por lo tanto la fiabilidad y la repetibilidad se reducen.
Hay otro tipo de ajuste necesario, cuando la impresora utiliza doble extrusor, que sirve para medir la posición relativa de los extrusores. La impresora necesita saber con precisión y exactitud la posición de los extrusores. Por tolerancias de fabricación puede haber pequeñas variaciones que si no se ajustan no se obtienen buenos resultados.
La mayoría de las impresoras imprimen un patrón sobre la base de impresión y se realiza un ajuste visual. Esto quiere decir que el ajuste depende de la pericia del operario, por lo tanto, pasa lo mismo que en el ejemplo anterior.
Es importante evitar los procesos o ajustes que dependen de la experiencia del usuario. Ya que un equipo 3D con los procesos automatizados y con la mínima intervención humana aumenta la fiabilidad, repetibilidad y por lo tanto son equipos 3D con un mayor rendimiento.
9. Asegúrate que los procedimientos de la impresora 3D son cortos y automatizados para evitar el sobrecoste de contratar un operario
Las impresoras 3D de filamento requieren un mantenimiento preventivo y una serie de ajustes por parte del operario. En la mayoría de los equipos de escritorio 3D de filamento es la mano de obra lo que encarece el precio por impresión.
En un equipo con un coste inferior a 10.000€ y con un coste de materia alrededor a 100€/kg, el mayor coste que se reflejará en la pieza será el de la contratación del operario. El salario de una persona anualmente es significativamente superior a la inversión del equipo. Por lo tanto, en este tipo de equipos es importante tener en cuenta el tiempo de intervención requerido ya que esto va a condicionar al cálculo de la amortización del equipo.
Además, el perfil de usuario destinado a utilizar estos equipos en las empresas suelen ser diseñadores o ingenieros. Estos perfiles de usuarios son mucho más rentables para la empresa si dedican su tiempo a diseñar que a utilizar los equipos 3D.
Procesos como el cambio de extrusor, la carga de material o incluso la utilización del software son cruciales para poder reducir al máximo el tiempo de utilización del equipo. Además, con cada equipo que incorporas se multiplica este tiempo.
Asegúrate de que los equipos que adquieres están optimizados, ya que equipos más baratos no significan que sean más amortizables, normalmente significa que los pagas a base de horas de personal.
10. Escoge una impresora 3D con control remoto para poder gestionar tus impresiones desde cualquier lugar
No hace falta mencionar que el teletrabajo está de moda. Los equipos 3D también son herramientas de trabajo y pueden utilizarse a distancia.
Un equipo que permite la impresión remota permite descentralizar el centro de impresión, pero es importante que sean equipos fiables y robustos que permitan la repetibilidad. De esta forma, se pueden distribuir las distintas impresoras 3D por dentro de la empresa o incluso en diferentes sedes y ser controladas por la misma persona.
Un ejemplo sería el de una empresa con una línea de producción, donde tendrá impresoras tanto en la propia fábrica como en las oficinas. Desde la oficina técnica validan los diseños y cuando se obtiene un diseño final, esta misma oficina puede mandar a fabricar la pieza directamente a la línea de producción.
Las impresoras más avanzadas ya permiten poner una pieza a imprimir sin la necesidad de estar al lado de la impresora físicamente, sólo hace falta que pase una persona a recoger la pieza. Además, permiten gestionar las distintas impresoras como si fuera un centro de impresión, por usuarios y por colas de impresión. Un control remoto bien diseñado ha de permitir iniciar la impresión sin estar físicamente y poder gestionar todas las impresoras, aunque no estén todas en la misma ubicación. Aunque parezca muy obvio, hay muchas impresoras que permiten enviar el archivo 3D de forma remota pero luego requieren estar delante del equipo para iniciar la impresión. Por lo tanto, no tiene sentido conectarse de forma remota si se está obligado a ir físicamente para hacer el equipo funcionar.
