Descubra por qué una buena gestión térmica es clave para el éxito de la impresión 3D, por qué el control de la temperatura del extrusor de gránulos, la cama y la velocidad de impresión son factores cruciales.
La gestión térmica es esencial en la impresión 3D a gran escala. Es importante tener en cuenta el comportamiento del material en diferentes circunstancias térmicas. No querrá que su material esté demasiado frío o demasiado caliente durante la ejecución de su proyecto impreso en 3D.
Hay 3 factores principales que se deben tener en cuenta para controlar la gestión térmica:
- Temperatura del extrusor de gránulos
- Temperatura de la cama
- Velocidad de impresión.
Comprender estas variables puede conducir a un mejor ajuste con respecto al material que se utiliza. Estos ajustes siempre dependen del material, ya que cada material se comporta de manera diferente.
1. Temperatura del extrusor de gránulos:
- Demasiado caliente: Los materiales de impresión 3D a una temperatura demasiado alta pueden provocar problemas como exudación, hilado e incluso degradación del material.
- Demasiado frío: La impresión 3D a temperaturas inferiores al rango recomendado puede dar lugar a una mala adhesión de las capas, impresiones débiles y obstrucciones de las boquillas.
2. Temperatura de la cama de impresión:
- Demasiado caliente: si la temperatura de la cama de impresión 3D es demasiado alta, puede provocar que se acumule demasiado calor directamente en la capa inicial. Sin embargo, a menudo se necesitan temperaturas más altas en la cama de impresión para una mejor adhesión. Las temperaturas típicas de la cama de impresión oscilan entre 50 °C y 110 °C, dependiendo del material.
- Demasiado fría: una temperatura insuficiente de la cama de impresión puede provocar una mala adhesión, haciendo que la impresión se desprenda de la placa de construcción.
3. Velocidad de impresión/tiempo de capa
- Demasiado rápido: imprimir en 3D demasiado rápido puede generar un calor excesivo dentro de la estructura de impresión, lo que podría provocar su colapso bajo el propio peso de la estructura. Cuando el material está demasiado caliente, la rigidez es demasiado baja para soportar las siguientes capas de impresión.
- Demasiado lento: imprimir más despacio implica tiempos de enfriamiento más largos de las capas impresas. Cuando se imprime en capas demasiado frías, esto puede dar lugar a una mala adhesión de las capas.
El resultado de una mala gestión térmica Se distinguen los siguientes problemas potenciales causados por una mala gestión térmica:
- Delaminación: es causada por tensiones térmicas. Si un material se enfría rápidamente, se introducen tensiones térmicas. Estas tensiones internas pueden debilitar la adhesión de las capas o, cuando la impresión es demasiado lenta, no hay adhesión de capas. Esta delaminación puede ocurrir cuando se imprime en 3D sobre una cama de impresión fría. Las primeras capas se enfrían muy rápidamente al perder calor en la superficie de impresión. Si esto ocurre, se puede reconsiderar la configuración de impresión.
- Porosidad: además de no secarse bien, el sobrecalentamiento puede provocar una extrusión excesiva y la formación de burbujas de aire en el material impreso en 3D, lo que da lugar a porosidad. Esta porosidad afecta a las propiedades mecánicas de la impresión en 3D. Por otro lado, una mala unión de capas puede dar lugar a huecos y vacíos entre capas adyacentes y también dará lugar a porosidad, y a menudo ocurre cuando se imprime demasiado frío.
- Deformación de la impresión 3D: una mala gestión térmica puede provocar el sobrecalentamiento de ciertas secciones de la impresión 3D. Esto puede causar una deformación localizada. Esto puede verse
- Problemas de calidad de la impresión 3D: las variaciones de temperatura pueden afectar a las propiedades de extrusión y flujo del material. Esto puede dar lugar a problemas de calidad de la impresión 3D, como la subextrusión, la sobreextrusión o la altura inconsistente de las capas.
- Atascos de boquilla: un control inadecuado de la temperatura puede contribuir a que se atasquen las boquillas, especialmente si el material no se funde de manera uniforme. Los atascos pueden interrumpir el proceso de impresión y provocar impresiones fallidas.
- Problemas de relleno y voladizo: la gestión térmica también influye en las estructuras de soporte y los patrones de relleno de la impresión 3D. Un control deficiente de las temperaturas de impresión 3D puede provocar problemas con los voladizos, los puentes o la integridad del relleno.
- Limitaciones de la velocidad de impresión 3D: en algunos casos, una mala gestión térmica puede limitar la velocidad máxima de impresión 3D, ya que una impresión 3D más rápida puede provocar problemas relacionados con el enfriamiento. Esto puede prolongar los tiempos de impresión y reducir la productividad general.
- Compatibilidad de los materiales: los diferentes materiales de impresión 3D requieren perfiles de temperatura específicos para una impresión 3D óptima. Una mala gestión térmica puede limitar la gama de materiales que pueden utilizarse con éxito en una impresora 3D a gran escala.
- Unión de capas: una temperatura de extrusión inconsistente puede afectar a la fuerza de unión entre las capas impresas en 3D, lo que puede provocar la delaminación o una adhesión débil de las capas.
- Degradación del material: un calentamiento excesivo en el extrusor de gránulos puede provocar la degradación del filamento, lo que da lugar a una mala calidad de impresión en 3D y a posibles daños en los componentes de la impresora 3D.
Gestión térmica para la fabricación aditiva de gran formato Para evitar estos problemas, es necesaria la gestión térmica. Esto puede implicar el control de la temperatura del entorno de impresión, así como el uso de técnicas como la refrigeración o calefacción activas para regular la temperatura de la propia pieza impresa.
Una gestión térmica adecuada también puede mejorar la calidad y consistencia generales de las piezas impresas, así como reducir la probabilidad de defectos o fallos. También puede aumentar la velocidad de impresión, ya que un entorno de impresión bien gestionado puede reducir la necesidad de velocidades de impresión más lentas para garantizar la calidad del producto final.