La tecnología de impresión 3D ofrece una combinación única de libertad de diseño y facilidad de reproducción. En el espacio de unas pocas horas, puedes crear tu propio diseño único.

La tecnología de impresión 3D ofrece una combinación única de libertad de diseño y facilidad de reproducción. En el espacio de unas pocas horas, puedes crear tu propio modelo 3D único y convertirlo en un objeto físico, todo sin el uso de moldes costosos y herramientas de mecanizado pesadas. Sin embargo, no todos los modelos 3D se traducen bien en objetos impresos en 3D. Algunos pueden ser más difíciles de imprimir que otros. Si estás diseñando tus propios modelos para impresión 3D, hay ciertos factores que necesitarás considerar. Para ayudarte a planificar con anticipación, aquí tienes algunos de los mejores consejos de expertos en impresión y modelado 3D.
 

1. Reduce los soportes siguiendo la regla de los 45 grados.
Las características en voladizo no son realmente grandes problemas cuando se trata de impresión 3D porque puedes remediar fácilmente el problema añadiendo estructuras de soporte. Sin embargo, muchos profesionales de la impresión 3D consideran la adición de soportes como un último recurso. No solo consumen una cantidad sustancial de filamento, sino que el proceso de retirarlos puede dañar la impresión terminada o resultar en superficies irregulares. Si estás diseñando tu propio modelo, puedes tomar un par de decisiones deliberadas para reducir la necesidad de soportes. La regla de los 45 grados es fácil de seguir y recordar: cualquier inclinación que supere los 45 grados necesitará una estructura de soporte para sostener su peso. Si es necesario, también puedes añadir un chaflán, que es una inclinación más amplia dividida en segmentos de 45 grados. Incluso empujar el límite de los 45 grados sería llevar al límite la resistencia del material del filamento, por lo que sugerimos mantener todas las inclinaciones cerca de solo alrededor de 30 grados.
 

2. Ajusta correctamente los espacios.
Si buscas crear piezas mecánicas que encajen, este paso es esencial. Ninguna máquina es perfectamente precisa, y las impresoras 3D tienden a ser menos precisas que otras tecnologías de fabricación.
Esto significa que las piezas que diseñes deben tener los espacios adecuados, o huecos entre ellas, para garantizar un buen encaje. Por ejemplo, si tienes una pieza destinada a sostener un rodamiento, el agujero que diseñes para el rodamiento debe ser ligeramente más grande que el propio rodamiento. De esta manera, incluso si la impresión tiene algunos pequeños artefactos en su superficie, el rodamiento aún encajará.
Encuentra los espacios que necesitas para tu impresora y no olvides incluirlos en tus diseños.

3. Ten en cuenta los voladizos.
En la impresión 3D, los objetos se crean desde abajo hacia arriba, usualmente en un proceso capa por capa. Esto significa que las características que cuelgan en el aire no se comportan bien, deformándose o separándose del resto del modelo.
¿La solución? Estructuras de soporte. Estas sostienen las áreas en voladizo para mantener su forma prevista. Diferentes tecnologías de impresión 3D tienen diferentes requisitos de soporte. La impresión SLA, por ejemplo, casi siempre requiere soportes, mientras que en SLS, el polvo plástico usado para imprimir también funciona como material de soporte.
En FDM, la tecnología más común, los soportes son necesarios según la geometría del modelo, lo que tiene un efecto significativo en el tiempo de impresión y post-procesamiento. Para evitar complicaciones, presta atención a las áreas en voladizo al diseñar modelos para esta tecnología. Una buena regla general es no exceder los 45 grados cuando sea posible.
Es un trabajo extra, pero tener en cuenta los voladizos te ahorrará mucho tiempo en el post-procesamiento de tu impresión.
 

4. Orienta según la resolución y la resistencia.
Las impresiones 3D hechas con tecnología FDM naturalmente presentan líneas visibles de capa. Esto es una consecuencia inherente a la dependencia de las impresoras FDM en boquillas relativamente anchas. Sin embargo, la resolución a lo largo del eje z puede controlarse algo ajustando el grosor de las capas. La resolución en los ejes x e y, sin embargo, está determinada por el tamaño de la boquilla.
Esto es algo que podrías necesitar considerar si tu modelo tiene detalles muy finos. Si quieres detalles precisos en tu modelo, sería mejor que esos detalles estén orientados a lo largo del eje z. Aunque es cierto que los modelos pueden rotarse a lo largo de cualquier eje en el software de corte, aún debes tener en cuenta que la resolución no es igual en los tres ejes.
Si estás diseñando una pieza que debe soportar una carga significativa, también podrías necesitar considerar las limitaciones de resistencia de la impresión FDM.
Básicamente, las líneas de capa son los puntos más débiles de la impresión: cualquier tensión paralela a ellas puede hacer que se separen. Para obtener mejores resultados, sería mejor diseñar tu modelo para que cualquier tensión se aplique perpendicularmente a las líneas de capa.
 

5. Divide el modelo en varias partes.
Si estás diseñando un modelo para imprimir en una impresora 3D de escritorio, entonces la limitación del tamaño de construcción es algo que podrías necesitar considerar. Después de todo, tu impresora 3D puede no ser lo suficientemente grande para crear esa figura de acción o accesorio que estás diseñando. Dividir el modelo en varias partes también puede ser ventajoso si quieres evitar tener demasiadas estructuras de soporte en tu impresión. Por ejemplo, dividir el modelo en dos o tres partes y orientarlas en diferentes direcciones puede significar que cada parte tenga menos características en voladizo. Vale la pena el esfuerzo solo para evitar las complicaciones y el filamento extra que demandan las estructuras de soporte.
Hay un par de maneras diferentes en que puedes dividir un modelo. Puedes simplemente cortarlo en ciertas secciones, lo que significa que necesitarás pegar las partes juntas una vez que todas estén impresas. También puedes diseñar conexiones de encaje a presión o de ajuste a presión, que tienen la ventaja de ser no permanentes. La segunda opción puede ser útil para accesorios grandes o prototipos que necesitarás desmontar para transporte y volver a montar, como los usados en convenciones o exposiciones.

6. Considera las tolerancias de la impresora 3D basadas en el tamaño de la boquilla.
Hay un límite en la cantidad de detalle que una impresora 3D puede reproducir, especialmente dado el tamaño de su boquilla. Esto es cierto para cualquier eje. Además, el filamento plástico se expande naturalmente al enfriarse. Este fenómeno es algo que necesitarás considerar al gestionar tus expectativas sobre cuán detallado puede ser un modelo al imprimirse.
Qué tan detallado puede ser un modelo al imprimirse.
Una buena regla general a seguir es que el tamaño efectivo de un filamento cuando se extruye y enfría es alrededor de 1.2 veces el diámetro de la boquilla. Para una boquilla estándar de 0.4 milímetros, esto se traduce en 0.48 milímetros. Esto significa que las características de tu modelo deben tener al menos 0.48 milímetros o más en cada eje.
La tolerancia se refiere a la distancia entre dos características cercanas que es lo suficientemente grande para que no se fusionen entre sí. Nuevamente, el efecto de la expansión térmica es algo que necesitarás considerar al diseñar para tolerancias. El problema es que no existe un único valor de tolerancia que se aplique a todos los materiales de filamento y tamaños de boquilla. Lo mejor sería imprimir esta plantilla de prueba para verificar la tolerancia aceptable para tu configuración.

7. Considera el material.
Si conoces la tecnología de impresión 3D que usarás, también conocerás los materiales disponibles para ti. Al igual que las impresoras, diferentes materiales tienen sus propias propiedades únicas. Al diseñar tu modelo, ten en cuenta estas propiedades.
En la impresión FDM, por ejemplo, el plástico ABS tiende a deformarse, por lo que la base de tu diseño debe ser lo suficientemente grande para mantenerse adherida a la placa de construcción.
Los materiales flexibles no funcionan muy bien con detalles, así que tal vez omite características pequeñas. Todo esto disminuirá las posibilidades de fallo en la impresión.
Además, tenga en cuenta las especificaciones del fabricante. El mismo material producido por diferentes fabricantes puede comportarse de manera diferente, así que siempre consulte las instrucciones y perfiles de impresión proporcionados con el material.
Tenga en cuenta las consideraciones del material para una experiencia de impresión fluida.

8. Evite la deformación eliminando las esquinas afiladas.
Agregue "orejas de ratón" a su modelo. La deformación es uno de los mayores problemas que un profesional de la impresión 3D puede encontrar. Esto es especialmente cierto al imprimir con filamentos de alta temperatura, como ABS o Nylon. Resolver el problema de la deformación requiere un esfuerzo monumental, desde ajustar la configuración de temperatura hasta aplicar adhesivos meticulosamente en la cama de impresión. Afortunadamente, puede tomar medidas en el proceso de diseño para evitar el problema de la deformación.
La manifestación más común de la deformación es cuando las esquinas de las capas base de la impresión se levantan de la cama de impresión. Las esquinas son especialmente propensas, ya que son los puntos donde se acumula el estrés térmico generado por la contracción térmica. Una de las formas más inteligentes de evitar la deformación es evitar esta acumulación de estrés térmico diseñando esquinas redondeadas. Esto resulta en una distribución más uniforme del estrés térmico no solo en la capa base sino también en el resto de la impresión.
Aunque usar esquinas redondeadas no garantiza que no vuelva a tener problemas de deformación, debería ayudar a evitar que el problema se manifieste.

9. Agregue "orejas de ratón" a su diseño.
Use "orejas de ratón", discos auxiliares y conos diseñados en su modelo para ayudar a imprimir sin el uso de soportes generados por computadora. Las orejas de ratón son básicamente pequeños discos ubicados en las esquinas de la capa base del modelo. La idea es aumentar el contacto superficial entre las esquinas del modelo y la cama de impresión para evitar que estas esquinas se levanten. Algunas plataformas de software de corte ofrecen la opción de agregar orejas de ratón a los modelos antes de imprimir, aunque no muchas lo hacen. En el caso de las que no lo hacen, las orejas de ratón deberán agregarse al
modelo 3D original.
El uso de orejas de ratón le permite mantener los bordes afilados en su modelo. Sin embargo, tendrá que aceptar que su impresión terminada tendrá orejas de ratón en su base. Sería una buena idea integrar las orejas de ratón en la estética general de su diseño. A diferencia de las estructuras de soporte, las orejas de ratón son prácticamente imposibles de eliminar sin arruinar el resto de su impresión.

10. Controle la calidad del archivo.
Antes de imprimir en 3D, su diseño debe convertirse en un archivo imprimible en 3D. Durante este proceso, hay algunos puntos clave a tener en cuenta:
Asegúrese de que su archivo convertido sea de calidad suficiente. La imagen anterior demuestra la importancia de esto: un archivo de mayor calidad será más grande, pero será más geométricamente preciso. Esto es especialmente significativo cuando tiene características pequeñas, que a veces se omiten completamente cuando la calidad del archivo es baja.
Verifique que el archivo sea "estanco". Esto significa que no tiene agujeros que puedan confundir su software de corte. Una herramienta poderosa y gratuita para esto es MeshMixer de Autodesk.
Escale su modelo antes de exportarlo. Esto evitará la pérdida de detalles causada por escalar su modelo después del hecho. Es como cuando una imagen de baja resolución se ve bien cuando es pequeña, pero se pixeliza cuando la hace más grande. Los modelos exportados antes de ser escalados pueden parecer bien cuando se dejan solos, pero pueden desmoronarse totalmente cuando intenta escalarlos más tarde.

Cualquier diseño, por impresionante que sea, puede verse afectado por errores en el archivo. ¡Controle la calidad del archivo para obtener los mejores resultados!