Como aumentar la velocidad de impresión 3D.

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Por lo general, se utiliza una impresora 3D para crear prototipos rápidos, pero en ocasiones se busca una mayor velocidad de impresión. Es importante tener en cuenta que, aunque es posible aumentar la velocidad de impresión, esto puede afectar la calidad de la impresión que queremos realizar. A continuación, se presentan varias formas de aumentar la velocidad de impresión 3D, pero es importante considerar los efectos que pueden tener en el producto final.

Figura de la torre effiel a medio imprimir en 3d

Personalizar la velocidad de impresión 3D por defecto.

Decir que este ajuste dependerá muy mucho de nuestra máquina, de la mecánica de nuestra impresora. Es decir si tenemos una scooter no pretendamos que corra como una moto de gran cilindrada.

También tener en cuenta las vibraciones al aumentar la velocidad. A más velocidad más vibraciones. Hay que asegurarse que la impresora este bien sujeta o apuntalada para que se mueva lo menos posible.

La forma más habitual es ajustar la velocidad de impresión en la configuración de tu software de corte. Puedes ajustar la velocidad a tu gusto.

Para optimizar la velocidad de impresión de tu impresora 3D, es importante tener en cuenta todos los valores de velocidad que tenemos a nuestra disposición para ajustar. En la configuración de tu slicer, asegúrate de que puedes ver todos los ajustes para tener una visión global de tus opciones.

Para aumentar la velocidad de impresión, puedes comenzar por igualar las velocidades más lentas con las otras acciones de impresión, excepto en el caso de piezas destinadas a la exhibición. En este caso, la velocidad de «Pared» debe ser ligeramente inferior para mantener una calidad de impresión alta. Además, asegúrate de aumentar la velocidad «Skirt/Brim Speed» si la estás utilizando, ya que es más lenta por defecto pero no afectará la calidad final de la impresión.

Para lograr velocidades óptimas, algunos valores típicos para PLA y ABS son de 40-60 mm/s (decir que luego depende mucho de cada filamento), aunque puedes experimentar con valores más altos. Te aconsejamos, aumentar la velocidad en incrementos de 5 mm/s para evitar problemas en la calidad de impresión. Intenta abordar los problemas de calidad de uno a uno.

Aceleraciónes y Jerk.

Si buscas mejorar la calidad de tus impresiones 3D, no puedes pasar por alto los ajustes de Jerk y aceleración. El Jerk determina la velocidad con la que el cabezal de impresión se mueve desde una posición inmóvil, y una aceleración baja significa que tu impresora no alcanzará su velocidad máxima con impresiones más pequeñas.

Un valor más alto de Jerk reduce el tiempo de impresión, pero también puede causar estrés mecánico y disminuir la calidad si es demasiado alto. Encuentra el equilibrio perfecto para mejorar tu experiencia de impresión.

Aquí lo importante es encontrar los ajustes óptimos para mejorar la calidad de impresión. Para ello, debes establecer valores extremos de aceleración/jerk (alto y bajo) y luego calcular el valor medio. Luego, imprime con este valor medio y evalúa si es demasiado alto o bajo. Si es así, ajusta los valores extremos y encuentra el nuevo medio.

Es importante tener en cuenta que los valores de aceleración pueden variar con el tiempo debido a diversos factores, por lo que se trata más bien de un rango que de un número exacto.

Para probar tus ajustes de sacudida, puedes imprimir un cubo de prueba de vibración y verificar si hay vibraciones en cada eje. Si hay vibraciones, podrás verlas en las esquinas, bordes y letras del cubo.

Finalmente, puedes utilizar una Calculadora de Aceleración de Velocidad Máxima para saber cuándo tu impresora alcanzará la velocidad deseada y por cuánto tiempo a través de un eje. Todo esto te ayudará a obtener los mejores resultados de impresión.

La curva amarilla representa la trayectoria permitida por la inercia, mientras que la azul es la velocidad de impulso. Si las velocidades son inferiores al valor de sacudida, la precisión disminuye.

Se realizaron pruebas comparando valores de jerk bajos (10) con altos (40) a una velocidad de impresión de 60mm/seg. Los resultados mostraron que el valor bajo proporcionó mejor calidad de impresión sin afectar el tiempo. Sin embargo, a una velocidad de 120mm/seg, el valor alto redujo el tiempo de impresión en un 25%, pero a expensas de la calidad.

Temperatura.

La temperatura es el principal factor que debe ajustarse al aumentar la velocidad de impresión. Aumentar la velocidad de impresión da al filamento menos tiempo para fundirse en la boquilla o «zona de fusión», lo que conduce a la falta de extrusión. Si aumenta la velocidad de impresión sin aumentar la temperatura, puede experimentar problemas de extrusión del filamento porque el extremo caliente no puede fundir el filamento lo suficientemente rápido.

Intenta aumentar la temperatura de la boquilla en intervalos de unos 5-15 °C por cada 5-10 mm/s de aumento de la velocidad. La relación temperatura-velocidad de cada impresora será diferente, así que siéntete libre de jugar y probar tus propias combinaciones. Si alguna vez observa que faltan capas o que hay huecos entre ellas, aumente la temperatura al menos 10 °C para evitar la subextrusión.

También es posible que desee actualizar su boquilla o extremo caliente, para permitir que su filamento tenga suficiente tiempo en la «zona de fusión» para absorber el calor y fundirse. Esto significa que cuando llegue a la boquilla, tendrá una viscosidad lo suficientemente baja como para ser extruido correctamente.

Velocidad de desplazamiento.

Un ajuste que puedes considerar ajustar es la velocidad de movimiento, la cual determina la rapidez con la que se desplaza el cabezal de impresión cuando no está extruyendo material. En particular, si estás imprimiendo varias piezas a la vez, aumentar este parámetro, puede reducir significativamente el tiempo de impresión. Por defecto, la velocidad de movimiento en Cura es de 150 mm/s, pero puedes aumentar este valor en incrementos de 10-20 mm/s para acelerar la impresión.

Sin embargo, debes tener en cuenta que la presión en el extremo caliente se acumula después de la extrusión del filamento, lo que puede hacer que el material adicional salga de la boquilla y se adhiera a otras partes de la impresión, lo que afectará negativamente la calidad del resultado. Por lo tanto, el aumento de la velocidad de movimiento no solo reduce el tiempo de impresión, sino que también puede prevenir la acumulación de material adicional fuera de la boquilla.

Es importante destacar que al aumentar la velocidad de movimiento, también aumenta el riesgo de que la boquilla choque con otras partes de la impresión mientras se mueve. Por lo tanto, es crucial equilibrar cualquier aumento en la velocidad de movimiento con ajustes adicionales, como el (Z hop) y el modo combing.

Z Hop

Si desea aumentar la velocidad de desplazamiento de su impresora 3D, una buena práctica es activar el ajuste «Z Hop». Este ajuste eleva el cabezal de impresión ligeramente en el eje Z durante los movimientos de desplazamiento, lo que ayuda a evitar posibles choques con otras partes de la impresión.

En trabajos con detalles finos o estructuras de soporte delgadas, un choque del cabezal de impresión podría dañar o incluso derribar la pieza en proceso. La distancia de salto Z predeterminada en Cura es de 0,2 mm, lo que generalmente es suficiente. Sin embargo, si necesita una distancia mayor, puede aumentarla en intervalos de 0,05 mm.

Tenga en cuenta que activar el ajuste «Z Hop» puede aumentar ligeramente el tiempo de impresión, ya que la impresora tendrá que realizar un salto adicional en cada movimiento de retracción. A pesar de esto, en la mayoría de los casos, el tiempo ahorrado al aumentar la velocidad de desplazamiento compensa con creces el aumento en el tiempo de impresión.

Modo de evitación (Combing move).

Otra opción que puede ayudar a evitar colisiones del cabezal de impresión es el «Modo de evitación», que ajusta la ruta que sigue el cabezal durante la impresión. En Cura, los ajustes están etiquetados como «Evitar partes impresas durante el desplazamiento» y «Evitar soportes durante el desplazamiento».

Aunque activar el modo de evitación puede aumentar ligeramente el tiempo de impresión, esto puede compensarse con la reducción del riesgo de colisión. Si no te preocupa chocar con piezas impresas u otros elementos, puedes desactivarlo por completo. Esto acelerará la impresión, pero aumentará el riesgo de enredos y otros problemas en las impresiones.

Altura de la capa.

Cuando se trata de reducir el tiempo de impresión, uno de los ajustes más importantes es la altura de capa. Este ajuste determina la distancia entre la boquilla y la capa anterior en una impresión 3D, lo que a su vez afecta la resolución y la velocidad de impresión. A medida que aumenta la altura de capa, la impresión es más rápida y resistente, ya que se necesitan menos capas para alcanzar la misma altura. Sin embargo, este aumento también tiene sus inconvenientes, ya que puede disminuir la calidad de los detalles en la impresión.

La altura de capa estándar en las impresoras 3D convencionales suele ser de alrededor de 0,2 mm, pero si se quiere imprimir más rápido, se puede intentar aumentar este valor en un 25% o más. Si los detalles no son un factor importante y no te importa que se vean las líneas de capa, se puede aumentar la altura de capa a 0,24 o incluso 0,28 mm para reducir significativamente el tiempo de impresión y aumentar la resistencia de las piezas. Sin embargo, hay que tener en cuenta que esta elección puede afectar la calidad de la impresión final, por lo que se debe considerar si la velocidad es más importante que la calidad.

Relleno interno de las piezas.

El relleno es un ajuste importante, que se utiliza para la fabricación de impresiones 3D. La densidad y el patrón son 2 de los ajustes más importantes que se pueden ajustar para el relleno.

La densidad del relleno se refiere a la cantidad de material que se utiliza para llenar el interior de las piezas. Cuanto mayor sea el porcentaje de densidad, más pesada y sólida será la pieza impresa. Una densidad baja reducirá el tiempo de impresión, por lo que se puede establecer en un valor de cero para crear un modelo hueco. Sin embargo, una densidad del 5-15% proporcionará cierta fuerza interna a la pieza.

El patrón de relleno se refiere al diseño o patrón que se utiliza para imprimir el interior de la pieza. Hay una variedad de patrones disponibles, incluyendo líneas, zig-zag, gyroid y hexágono. El patrón de relleno no se ajusta con un número, sino que se elige entre una variedad de opciones disponibles en el slicer. Algunos de los mejores patrones para reducir el tiempo de impresión son las líneas o los patrones en zig-zag, ya que son más simples de imprimir y se pueden completar más rápido.

Las paredes del perímetro de una impresión 3D.

Las paredes perimetrales son los bordes exteriores de las impresiones 3D que separan las capas externas del relleno interno. Estas paredes se imprimen como líneas individuales sin ningún relleno. La distancia entre estas paredes y las capas superior e inferior del modelo se mide en milímetros o en el número de capas.

Al imprimir con más paredes perimetrales, se imprimirán más capas completas, lo que aumentará la resistencia de la pieza, pero también aumentará el tiempo de impresión. Para reducir el tiempo de impresión, se recomienda reducir la distancia entre las paredes a menos de 0,8 mm (lo que equivale a 2 capas con una boquilla de 0,4 mm de diámetro). La configuración por defecto de tu slicer puede ser superior a esta medida, por lo que al reducir la distancia, puedes obtener una reducción de tiempo aceptable.

Para impresiones aún más rápidas, puedes reducir la distancia de las paredes a 0,4 mm (1 capa con una boquilla estándar de 0,4 mm de diámetro), pero ten en cuenta que el relleno puede volverse visible si las paredes son demasiado delgadas.

Soportes.

Los soportes son elementos adicionales utilizados en impresión 3D para sostener estructuras inclinadas o voladizas. Estos se activan en el software de rebanado (slicer) y suelen tener un ángulo mínimo por defecto de alrededor de 45 grados. Si el ángulo de inclinación es menor, el slicer generará demasiadas estructuras de soporte, lo que aumentará el tiempo de impresión y post-procesamiento. Por ello, es importante configurar el ángulo de inclinación tan alto como sea posible, recomendándose alrededor de 50° o 55°, pero se debe experimentar para encontrar el ángulo adecuado para cada modelo.

Después de configurar el ángulo de inclinación, se debe orientar el modelo para minimizar el número de voladizos, lo que reducirá aún más la cantidad de soporte requerido. En el software Cura, se puede utilizar el plug-in Auto-Orientation Cura, que automáticamente orienta el modelo para reducir la necesidad de soporte. Sin embargo, sin el uso de este plug-in, se puede lograr una orientación adecuada rotando el modelo hasta que se alcance el menor número de estructuras de soporte y el tiempo de impresión se reduzca al mínimo.

Apoyos auxiliares de adherencia.

Los auxiliares de adherencia son estructuras ubicadas en la base que mejoran la adherencia de una pieza a la placa de impresión y se presentan en tres formas: rafts, brims y skirts.

Elemento	Descripción	Uso recomendado
Raft	Una plataforma completa de varias capas de grosor bajo una pieza	Proporciona la mejor adherencia a la base, pero consume mucho material y tiempo
Brim	Una plataforma de una sola capa de grosor que se expande desde la base de una impresión	Buen compromiso entre la adherencia y el consumo de material y tiempo
Skirt	Un perímetro de una sola capa que rodea las afueras de la base de un modelo	Consumo mínimo de material y tiempo, pero proporciona la menor adherencia a la base

Se recomienda utilizar un brim o un skirt para obtener impresiones rápidas, evitando las balsas si es posible. Si se necesita una mayor adherencia a la base, se puede utilizar un raft, aunque esto aumentará el tiempo de impresión y el consumo de material.

Otras cosas a tener en cuenta.

En la impresión 3D, existen varios ajustes que se pueden modificar para equilibrar la velocidad y la calidad de impresión. Además de los ajustes de equilibrado comunes como la temperatura, el salto Z y el modo de peinado, también hay otros ajustes importantes como los pasos E y el flujo, que determinan la cantidad de filamento que se extruye.

Los pasos E son el número de «pasos» o rotaciones parciales del motor que el motor paso a paso del eje del extrusor gira cada vez que se mueve una cierta cantidad. Es importante establecer y ajustar esta configuración para obtener una extrusión consistente en las impresiones.

El flujo, también conocido como multiplicador de extrusión, determina qué porcentaje de la cantidad original de material utilizado para la impresión debe empujarse a través del extremo caliente. Ajustar correctamente el flujo es crucial para evitar una extrusión excesiva o insuficiente, lo que puede dar lugar a piezas de dimensiones imprecisas.

Además de estos ajustes, también se debe prestar atención a la retracción (distancia y velocidad), la sacudida y la aceleración. Es recomendable cambiar sólo un ajuste cada vez para conocer el efecto que cada cambio tiene en la calidad y velocidad de impresión.

Por último, es fundamental mantener la impresora en las mejores condiciones posibles mediante una calibración periódica, que incluya la comprobación de la nivelación de la cama, la tensión de la correa, la tensión del extrusor, la limpieza y ausencia de obstrucciones en la boquilla, entre otros aspectos. Una máquina bien calibrada contribuirá a reducir los fallos de impresión, independientemente de la velocidad de impresión que se utilice.

Y además todo esto dependerá también de nuestra máquina, es decir no se le pueden pedir peras al olmo.