La nivelación en la impresión 3D, ¿cómo calibrar la placa de fabricación?
Cuando se trata de impresión 3D, uno de los aspectos más desalentadores son los fallos de fabricación, tanto para usuarios principiantes como profesionales. Una tecnología que es particularmente notoria por esto es la impresión 3D FDM. Existen muchos aspectos diferentes del proceso pueden contribuir a problemas en las piezas finales. De hecho, ya hemos hablado de muchos de los problemas de impresión más comunes y de cómo solucionarlos: encordado, pie de elefante, sobreextensión o el warping, entre otros. Aún así, aprender más sobre una parte del proceso puede ser de gran ayuda. En esta ocasión, veremos un aspecto fundamental en la impresión 3D, que a menudo se pasa por alto: la nivelación de la placa de fabricación.
A menudo asociada a la impresión 3D FDM, pero también presente en las tecnologías de resina, la nivelación de la placa es una parte muy importante del proceso. Sin embargo, a veces resulta un tema complejo. En la siguiente guía, analizaremos los diferentes tipos de nivelación que existen en la impresión 3D, echando un vistazo a lo que es y por qué resulta importante. Además, cubriremos las diferencias entre la nivelación manual y automática de la placa para una introducción completa al tema.
La nivelación de la placa es un paso importante en la impresión 3D para garantizar que las piazas salgan correctamente. (Créditos: UltiMaker)
Nivelación de la placa y su uso en la impresión 3D
Pero, ¿en qué consiste la nivelación de la placa en la impresión 3D? Contrariamente a lo que algunos puedan pensar, la nivelación de la cama no se refiere a su posición con respecto al suelo. Más bien se refiere a la calibración del paralelismo relativo y la altura entre la boquilla o boquillas de impresión (para las impresoras IDEX, por ejemplo) y toda la superficie de impresión. Al nivelar, es necesario que esta altura sea exactamente la misma independientemente de dónde se encuentre la boquilla entre los ejes X o Y.
Para comprender realmente los mecanismos en juego, es necesario entender primero cómo funciona la nivelación manual. Nivelar la placa de forma manual implica el ajuste a mano del nivel de la bandeja por parte del usuario. Esto se hace girando los pomos o tornillos que sujetan la placa de impresión a la impresora. De este modo, el usuario puede mover la base hacia arriba o hacia abajo y comprobar que todas las esquinas estén igualmente niveladas.
En cuanto al proceso en sí, los expertos discrepan sobre si la impresora debe calentarse con antelación o no. Algunos dicen que es crucial, ya que la cama se expande cuando se calienta y, por tanto, la única forma de garantizar una superficie realmente nivelada es hacerlo mientras está encendida. Otros señalan que esta expansión es insignificante y que manteniendo la impresora apagada se pueden evitar problemas de seguridad, como quemaduras. Lo que es seguro es que el primer paso debe ser limpiar tanto la boquilla como la propia placa de impresión. Esto garantizará resultados más precisos.
En la nivelación de la placa, es necesario ajustar las perillas o tornillos para subir o bajar la bandeja. (Créditos: 3Dnatives)
A continuación, es necesario llevar la impresora y todos los ejes a su posición de inicio o “home” (coordenadas 0, 0, 0). De esta manera las coordenadas se restablecen para obtener resultados más reproducibles. Después de poner las perillas en una posición intermedia para preparar su movimiento (aunque esto no siempre es necesario), el siguiente paso es tomar un pedazo de papel. El espacio perfecto entre el cabezal de impresión y la cama es cuando la punta de la boquilla apenas toca la superficie de fabricación. Por eso, algo fino como un trozo de papel de impresión (con un grosor de entre 0,07 y 0,1 mm) es perfecto para estas pruebas.
Así, el usuario deslizará el papel en cada esquina, de una en una, y lo ajustará hasta que sólo haya un ligero arrastre de la boquilla y la base de la impresora 3D al deslizar el papel. Una vez niveladas todas las esquinas, se recomienda hacer una primera capa de prueba para garantizar la calidad de impresión. Aunque también es importante tener en cuenta que como el papel tiene una altura propia, la distancia entre la boquilla y la cama no está realmente a 0, que es lo ideal. Para compensar esto se puede utilizar un ajuste llamado, z-offset o baby-stepping. Además, aquellos con buena vista podrían utilizar una linterna en lugar de un papel, pero es un poco más complicado.
Y aunque el proceso puede llevar tiempo, la mayoría de los expertos coinciden en que puede hacerse más rápidamente después de los ajustes iniciales. De hecho, los momentos más importantes para nivelar la cama son justo después de configurar la impresora 3D por primera vez, siempre que haya que mover una impresora, al observar fallos comunes de impresión en las piezas y después de cambiar el extrusor. Además, generalmente se recomienda nivelar la placa de impresión al menos una vez a la semana, o si se imprime con menos regularidad, cada pocas impresiones. Aunque, por supuesto, esto se puede ajustar en función de las necesidades de cada impresora 3D en particular.
Se puede utilizar papel en la nivelación manual. (Créditos: 3Dnatives)
La nivelación de la placa también es fundamental para obtener piezas sin fallos y de alta calidad. De hecho, tener una cama desigual puede dar lugar a muchos problemas con las impresiones. Cuando el extrusor está demasiado alto puede provocar huecos en las capas o que el filamento no se pegue. Por otro lado, tener una boquilla demasiado baja puede arañar la superficie, rompiendo la primera capa. A su vez esto podría producir alabeos y atascos en la boquilla. Una correcta nivelación también disminuye la necesidad de crear balsas o faldones para compensar los problemas de impresión.
Nivelación manual vs. automática
Ya hemos hablado brevemente de la nivelación manual, aunque obviamente hay muchas otras formas de hacerlo. Aún así, una tendencia creciente que estamos viendo en las impresoras 3D es la inclusión de lo que se conoce como «autonivelación». Como su nombre indica, la autonivelación ocurre cuando una impresora 3D es capaz de nivelarse a sí misma con una intervención mínima del usuario. Pero, ¿cómo funciona exactamente?
En esencia, la nivelación automática de la placa es posible gracias a los sensores que integra. Éstos suelen estar conectados al cabezal de impresión y son capaces de medir la distancia a la cama de impresión. Mediante la creación de un mapa de malla de todos estos valores y sus coordenadas, la impresora es capaz de determinar cómo de nivelada está la cama y ajustarla según sea necesario. Casi ningún sistema automático de nivelación ajusta la propia placa, sino que permite que el cabezal de impresión compense la desviación de nivelación de la placa. La nivelación automática de la placa es particularmente interesante no sólo porque es más fácil para el usuario, sino que también da lugar a una mayor consistencia, ya que los sensores son más precisos que los humanos.
Cada vez hay más impresoras 3D con nivelación automática. (Créditos: Geeetech)
En cualquier caso, sea cual sea el método, es importante comprender cómo funciona la nivelación de la bandeja y determinar cuál es la que mejor se adapta a cada máquina. Incluso si se opta por un método, es preferible combinar la nivelación automática y manual para garantizar una mayor precisión. Sin una nivelación de la base consistente y precisa, los usuarios se enfrentarán a numerosos problemas y fallos de impresión.
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