GUÍA DEFINITIVA DE ALTURAS DE CAPA EN IMPRESIÓN 3D!!! …lo hemos estado haciendo mal.

Quizá esta sea una de las preguntas recurrentes que te vienen a la cabeza cada vez que vas a imprimir algún modelo 3d en tu impresora FDM, ya sea por hobby o por trabajo; te puedo decir casi con total seguridad que ya tienes preseleccionadas alturas de capa estandarizadas de 0.1, 0.15, 0.20, 0.30 para nozzle 0.4mm que es el más ampliamente usado o según la formación que hayas tenido, ya sea que lo aprendiste en algún curso online o presencial o de manera autodidacta viendo tutoriales y videos (como lo hemos hecho muchos), pero si te dijera que lo hemos estado haciendo mal todo este tiempo que pensarías.

Antes de querer levantar ampolla a los mas enterados en la materia o los que tengan un vasto conocimiento realizo esta publicación a manera informativa y con el fin de que como gremio tengamos claro el como hacer las cosas y el por que hacerlas de esta manera.

Ya habiendo hecho esta aclaración iniciemos por el principio.

¿Sabes algo sobre los motores NEMA que mueven toda la mecánica de tu impresora 3D?.

Si no es así tratare de darte las nociones más básicas pero que seguramente te servirán para entender el por que de esta publicación.

Los motores NEMA o paso a paso (steppers) como también son conocidos, son usados ampliamente en robótica, industria y maquinarias (si también en impresoras 3d), dado su robustez y fiabilidad, además de poder ser controlados de manera muy precisa y con movimientos constantes.

Los datos obtenidos y de los cuales vengo a hablarte hoy son basados en análisis de motores NEMA de 1,8◦, lo que se traduce en que para dar una vuelta completa (360◦) se realizan 200 pasos, que en movimiento lineal sobre el eje Z genera una altura de 8mm para un husillos roscado trapezoidal TR8x8 con precisión de paso (pitch) de 2mm y avance por vuelta (lead) de 8mm, lo que quiere decir que cada paso nos da una altura de 0.04mm e ira avanzando 0.04mm con cada paso.

Hasta aquí la parte teórica, ahora vamos con la parte practica y la cual es el motivo de esta publicación.

Muchas veces hemos visto como impresiones muy sencillas terminan con muchas imperfecciones en su superficie, lo primero que hacemos en pensar en la calibración de la cama o que si la temperatura del hotend no es la adecuada o si el filamento empleado tiene humedad y todas estas opciones son validas pero y si también la altura de capa (layer) usada en los laminadores (Cura, Repetier, KISSslicer, Slic3r y muchos otros) pueda ser la que nos de muchos de estos problemas que pensarías.

Después de hacer un análisis de todos los porcentajes a los cuales se puede configurar la altura de capa dependiente del diámetro de nozzle empleado que debería estar entre el 20% como mínimo y 80% como máximo, he encontrado 16 alturas de capa aplicables para cada nozzle y con las cuales te recomiendo trabajar de ahora en adelante. Pero ¿Por qué?

Veamos un ejemplo sencillo, si deseo imprimir una superficie que tenga 0.3mm de altura se requerirán 7,5 pasos del motor NEMA para llegar a esta altura, pero recordemos que estos motores permiten desplazar un paso a la vez, por lo que no es posible que genere una rotación de 0.5 pasos por lo cual el software laminador generaría las capas pero se forzaría ya sea a 7 pasos (0.28mm) u 8 pasos (0.32mm) generando pequeñas imperfecciones (aquí es donde inicia el problema de calidad de las superficies), pero tranquilos que ahora viene la tabla en cuestión.

*Alturas de capa recomendadas para nozzle 0.2, 0.4 y 0.6 basado en pasos completos para motores NEMA de 1,8◦.

En la tabla anterior se detallan las alturas de capa recomendadas a usar para nozzle 0.2, 0.4, 0.6 y así evitar que perdamos pasos de los motores NEMA para mejorar la calidad de impresión de las superficies, aunque esto no es lo único que determina el resultado final de las impresiones, si influirá en gran medida esta.

Resumiendo todo lo anterior si deseamos imprimir con un nozzle 0.4mm podremos seleccionar cualquiera de las 16 alturas de capa disponibles en esta tabla iniciando en la 0.08mm y hasta la 0.32mm (y si, el software laminador acepta alturas de capa con 2 y 3 decimales).

Ahora veamos esto en la vida real, donde he impreso un archivo muy sencillo pero que permite comparar algunas alturas de capa recomendadas (0.012, 0.16, 0.32) Vs alturas de capa no recomendadas (0.12, 0.15, 0.30) pero que usamos más habitualmente.

El diseño impreso fue hecho en Rhino 6, laminado en CURA 4.5 y todas las impresiones se realizaron en una Anet A8 Plus sin ningún problema, con iguales parámetros (hotend 210º, cama 60º, relleno 0%, ancho de pared 0.8mm, recuento de líneas de pared 2, velocidad de pared externa 30mm/s, velocidad de pared interna 100mm/s, sin soportes, sin balsas, con un filamento PLA 850 Sakata 3d Filament).  Como se puede apreciar en las imágenes los modelos impresos con altura de capa recomendada VS altura de capa no recomendada presentaron mejor acabado final, con mejor integración entre una capa y otra y mayor uniformidad en la superficie exterior sin incrementar significativamente los tiempos de impresión los cuales detallo a continuación.

Si requieres las alturas de capa para otros diámetros de nozzle házmelo saber y la tendrás a tu disposición.

Y hasta aquí la información que quería compartiros, que os ha parecido, creéis que te será de utilidad, por favor déjame tus comentarios y si te ha gustado sígueme en mis redes sociales @luka3dstudio en Facebook, Instagram y twitter.

Hasta la próxima.

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