¿Qué causa la separación de capas y las grietas en las impresiones altas?
Es un problema común en la impresión 3D: aparece una grieta horizontal en un objeto alto, a veces partiéndolo por completo. Esta falla se llama separación de capas o delaminación, y ocurre cuando las capas impresas no se unen entre sí correctamenteLos modelos más altos son especialmente vulnerables a este problema debido a la gran diferencia de temperatura entre las capas enfriadas de la base y las nuevas capas calientes que se extruyen en la parte superior. Esta guía explica las razones de este problema y ofrece soluciones claras para evitarlo.
Cómo el enfriamiento crea la fuerza que agrieta las impresiones
La única razón por la que las impresiones altas se agrietan es que el plástico se encoge al enfriarse.Esta contracción crea una poderosa fuerza de tracción ascendente dentro de la propia impresión. Cada solución que sigue es simplemente una forma diferente de gestionar esta fuerza.
He aquí una mirada directa a cómo se acumula esta fuerza destructiva, conocida como estrés interno:
Las primeras capas de la base de la impresión se enfrían y se encogen. Luego, cada nueva capa caliente colocada encima también se enfría y se encoge. Sin embargo, al encogerse, tira hacia arriba de la capa ya solidificada que se encuentra debajo. A medida que la impresión crece, esta fuerza de tracción se acumula capa tras capa, volviéndose increíblemente intensa.
Esto crea un tira y afloja constante dentro de la impresión: la tensión interna que separa las capas contra la adhesión entre capas (la "soldadura") que las mantiene unidas. Se forma una grieta en el momento en que la fuerza de tracción prevalece.
Por lo tanto, el problema es evidente. Para evitar grietas, hay que inclinar la balanza a nuestro favor. Esto significa que hay que reducir la tensión interna o aumentar la adhesión entre capas.La siguiente sección describe los errores prácticos comunes que debilitan este equilibrio y proporciona soluciones específicas para solucionarlos.
Causa n.° 1: Las corrientes de aire y el aire frío enfrían la impresión demasiado rápido
Esta es la razón más común de separación de capas en impresiones altas. Si el aire que rodea la impresora es demasiado frío o hay corrientes de aire, aumenta drásticamente la tensión interna que descompone el modelo.
¿Por qué el enfriamiento rápido crea estrés interno?
Una temperatura ambiente descontrolada obliga a cada capa recién impresa a enfriarse demasiado rápido. Este enfriamiento rápido maximiza la contracción, lo que a su vez maximiza la fuerza de tracción destructiva dentro de la impresión. Este efecto es precisamente la razón por la que se utilizan materiales conocidos por su alta contracción, como
Cómo identificar este problema
Puedes estar bastante seguro de que un ambiente frío es tu problema principal si notas lo siguiente:
- Las grietas aparecen repentinamente mientras la impresión aún está en ejecución.
- A veces se oye un sonido de "pop" audible cuando una capa cede.
- El problema es notablemente peor en una habitación fría o si la impresora está cerca de una ventana, puerta o salida de aire acondicionado.
La mejor solución: utilizar un gabinete
Por un amplio margen, la solución más efectiva es colocar la impresora dentro de un gabinete.Una carcasa atrapa el calor generado por la plataforma de impresión, creando una bolsa de aire estable y cálida alrededor del modelo. Esta temperatura ambiente elevada mantiene el objeto mucho más caliente durante la impresión. Al minimizar la diferencia de temperatura entre la parte inferior y la superior de la impresión, se reducen drásticamente las fuerzas de contracción internas, lo que permite que las capas se mantengan firmemente fusionadas. Para lograr esto, puede colocar una cubierta de carcasa independiente sobre su impresora actual o elegir una impresora que ya incluya una carcasa integrada, como impresora de
Causa n.° 2: el ventilador de enfriamiento de su pieza es demasiado agresivo
Mientras que la parte ventilador de refrigeración Es esencial para obtener detalles nítidos y salientes limpios. Un ajuste demasiado alto puede debilitar gravemente la unión entre capas, provocando grietas. Esto ocurre porque el ventilador impide que las capas se suelden correctamente.
¿Por qué el enfriamiento excesivo causa grietas?
El objetivo de una buena adhesión de capas es depositar una línea de plástico caliente y fundido sobre la capa inferior, permitiendo que el calor las fusione en una sola pieza resistente. Cuando el ventilador de refrigeración de la pieza funciona a alta velocidad, enfría instantáneamente la nueva capa. Esta rápida solidificación impide que la nueva capa se funda adecuadamente con la anterior.El resultado es un enlace débil y superficial que puede romperse fácilmente más tarde por las fuerzas internas de contracción térmica.
Cómo identificar este problema
Este problema puede ser más sutil que los problemas ambientales. Los indicadores clave incluyen:
- La impresión parece visualmente limpia y dimensionalmente precisa, pero estructuralmente es muy débil.
- Las grietas suelen aparecer después de que la impresión está terminada y se ha enfriado completamente a temperatura ambiente, en lugar de durante el proceso de impresión.
La solución: Ajuste la velocidad del ventilador en su cortadora
Puedes solucionar este problema modificando la configuración del ventilador en el software de tu cortadora. Hay dos métodos principales:
- Reducir la velocidad del ventilador:Para filamentos de uso general como
PLA En climas fríos, no suele ser necesario el ventilador al 100 %. Intenta reducir la velocidad a un rango de entre el 30 % y el 50 %. Esto proporciona suficiente refrigeración para obtener detalles de calidad sin sacrificar la resistencia de la capa. - Apague el ventilador para materiales específicos:Para materiales muy sensibles a la temperatura y propensos a deformarse, como
ABS ,ASA , y nailon, es mejor apagar completamente el ventilador de refrigeración de la pieza. La única excepción es permitir que la cortadora lo active en características críticas como puentes o voladizos pronunciados, donde es necesario para evitar la caída.
Causa n.° 3: La boquilla no está lo suficientemente caliente para crear una soldadura fuerte
Para que las capas se adhieran fuertemente, El filamento debe estar lo suficientemente caliente para fusionarse adecuadamente con la capa que se encuentra debajo.Si la temperatura de la boquilla está configurada demasiado baja, esencialmente está creando una impresión débil desde la primera capa, que se agrietará fácilmente bajo tensión.
Por qué una soldadura fuerte requiere suficiente calor
Para una unión adecuada de las capas es necesario que el plástico caliente extruido vuelva a derretir ligeramente la superficie de la capa anterior, creando una soldadura fuerte entre ellas. Cuando la temperatura de impresión es demasiado baja, el filamento se extruye en un estado semisólido.No tiene suficiente energía térmica para fusionarse correctamente con la capa inferior. En lugar de soldarse, las capas simplemente se superponen, lo que resulta en una adhesión entre capas inherentemente deficiente.
Cómo identificar este problema
La señal más obvia de este problema es una debilidad general en las impresiones, incluso en modelos pequeños que no están sometidos a mucha tensión. Si puede separar fácilmente las capas de una impresión a mano, independientemente de su altura, es probable que la temperatura de impresión sea la causa. La impresión se siente frágil y, a veces, las capas se pueden separar con la uña.
La solución: aumentar la temperatura de la boquilla para una mejor soldadura
La solución de este problema es sencilla y se realiza en la configuración de temperatura de su cortadora.
- Aumentar la temperatura en incrementosComo prueba sencilla, aumente la temperatura de la boquilla 5 °C y realice una pequeña impresión de prueba. Continúe aumentando la temperatura en incrementos de 5 °C hasta que note una mejora significativa en la unión de las capas.
- Imprima una torre de temperatura (recomendado)La mejor manera de encontrar la temperatura perfecta para una bobina de filamento específica es imprimir una "Torre de Temperatura". Este es un modelo de calibración especial que imprime automáticamente a diferentes temperaturas y alturas. Esto permite probar físicamente la torre y ver exactamente qué temperatura proporciona la unión de capas más fuerte, manteniendo una buena apariencia.
Causa n.° 4: Su impresora 3D no extruye lo suficiente
La subextrusión significa que su impresora no está expulsando suficiente plástico para crear capas sólidas y resistentes.Este déficit de material da como resultado una estructura débil y porosa que puede fallar fácilmente, no por la temperatura, sino simplemente porque no hay suficiente plástico para formar una unión adecuada.
¿Por qué la subextrusión causa capas débiles?
Para una unión fuerte, es necesario extender una gruesa línea de plástico fundido para que se fusione con la capa inferior. Cuando la impresora no extruye lo suficiente, las líneas de filamento son demasiado delgadas y pueden quedar huecos entre ellas. Simplemente no hay suficiente material para crear una capa sólida y unificada, y mucho menos una soldadura fuerte con la anterior. Esto crea una estructura fundamentalmente débil y esponjosa en toda la impresión.
Cómo identificar la subextrusión
Los signos de subextrusión suelen ser visibles en toda la impresión, no solo en el punto de falla. Busque estas pistas:
- El punto de falla parece menos una grieta limpia y más una separación esponjosa o perforada.
- Se pueden ver espacios entre las líneas de filamento en la superficie superior y las paredes.
- La impresión tiene paredes delgadas o incompletas y una textura de superficie generalmente rugosa e inacabada.
Cómo solucionar la subextrusión
Para corregir la subextrusión, es necesario asegurarse de que la impresora expulse la cantidad correcta de material. Siga estos pasos en orden:
- Calibrar su extrusor (pasos E)Esta es la calibración más importante para la extrusión. Calibrar su Pasos electrónicos Garantiza que, cuando el software de la impresora solicita 100 mm de filamento, el motor del extrusor los empuje exactamente 100 mm. Esto soluciona el problema en su origen de hardware.
- Aumente el caudal de su rebanadoraSi sus pasos E son correctos, puede realizar ajustes precisos con la configuración "Flujo" o "Multiplicador de extrusión" de su cortadora. Un pequeño aumento, por ejemplo, del 100 % al 103 %, puede ayudar a compensar un filamento ligeramente más delgado de lo especificado.
- Compruebe si hay una obstrucción parcial en la boquilla:Una causa muy común de subextrusión repentina o intermitente o incluso cese de la extrusión es parcialmente boquilla obstruidaSi la calidad de impresión ha disminuido recientemente, realice una prueba de impresión en frío o utilice una aguja de limpieza de boquillas para eliminar cualquier posible obstrucción.
Causa n.° 5: Su filamento ha absorbido humedad
Muchos comunes filamentos de impresión 3D son higroscópicos, lo que significa que actúan como una esponja y absorben fácilmente la humedad del aire. Al imprimir este filamento húmedo, el agua atrapada causa problemas que afectan la adhesión de las capas y debilitan toda la pieza.
¿Por qué el filamento húmedo crea impresiones frágiles?
Cuando el filamento con humedad atrapada entra en la boquilla caliente, el agua hierve instantáneamente y se convierte violentamente en vapor.Esta pequeña explosión crea burbujas y bolsas de aire dentro de la línea de plástico extruido. Estos huecos reducen drásticamente la superficie disponible para que las capas se unan. El resultado es una pieza que no solo es débil en las líneas de las capas, sino que también es frágil y presenta un deterioro estructural general.
Cómo identificar un filamento "húmedo"
A menudo se pueden oír y ver los efectos de un filamento húmedo durante el proceso de impresión.
- Pistas audiblesEscuchará sonidos distintivos de silbido, estallido o crujido provenientes de la boquilla a medida que el agua atrapada se vaporiza.
- Pistas visualesLa superficie de la impresión no será lisa. Tendrá una textura rugosa, borrosa o incluso con marcas de picaduras.
La solución: Seque el filamento
La única forma de solucionar esto es eliminar la humedad del carrete de plástico antes de imprimir. Los métodos más fiables son:
- Usando un dedicado secador de filamento.
- Utilizando un deshidratador de alimentos ajustado a la temperatura adecuada para su material.
Este paso es absolutamente crítico para materiales como
¡Inclina la balanza para lograr uniones entre capas más fuertes!
Las grietas en las impresiones altas casi siempre se reducen a una sola batalla: La fuerza de tracción ascendente del plástico enfriado versus la fuerza del enlace que mantiene unidas las capas.Cada solución de esta guía le ayuda a ganar esta batalla. Al controlar el entorno de impresión, la velocidad del ventilador y la temperatura de la boquilla, reduce sistemáticamente la fuerza destructiva y aumenta la resistencia de la unión, lo que resulta en impresiones resistentes y fiables.
