Hoja de trucos de diseño: pautas de geometría de cuentas

Este artículo contiene todas las pautas generales para diseñar para la fabricación aditiva a gran escala. Contiene pautas de diseño que puede utilizar en el diseño y el corte (con Siemens NX).

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¿Cómo determinar el ancho de capa?

El primer paso en el proceso de diseño es determinar el ancho de capa. A veces el ancho de capa no es muy crítico, pero muchas veces sí lo es. Puedes encontrarte con estos escenarios:

• Necesitas un grosor específico en algún lugar de tu diseño
• Cuando necesite un grosor de pared de 12 mm en algún lugar, ese será un factor determinante en el ancho de la capa. Dependiendo de la geometría (y de la capacidad de crear una ruta continua), es posible que necesite uno o dos cordones de grosor en este punto específico. Si necesita dos cordones de grosor, calcule el grosor de un solo cordón mediante los indicadores de la sección «cuánto deben solaparse dos cordones».
• Necesita postprocesar (fresar) la pieza después de la impresión
• Por lo general, fresar 5 mm debería ser suficiente para eliminar las líneas de capa y obtener una superficie lisa. Si desea mantener una pared que siga siendo lo suficientemente resistente, asegúrese de dejar 10 mm de material. Esto significa que se requiere un grosor total de 15 mm.
• Si necesita otro grosor o quiere fresar más (o menos), puede calcular el ancho de capa para fresar con la siguiente fórmula:

Anchura de la capa (LW) = Grosor requerido después del fresado - Grosor que se va a fresar

¿Cómo determinar qué diámetro de boquilla utilizar?

Elegir la boquilla adecuada es fundamental para obtener una buena calidad. Lea este artículo sobre la selección del tamaño de la boquilla si quiere saber qué boquilla necesita para cada dimensión de cordón:

¿Cómo elegir el tamaño de boquilla adecuado?

¿Cómo determinar la altura de la capa?

La altura de la capa es menos propensa a reglas y directrices estrictas. Las alturas de capa entre 2 y 5 mm deberían funcionar generalmente para la mayoría de los anchos de capa, siempre y cuando la altura de la capa no sea superior al 50 % del ancho de la capa (por lo que una altura de capa de 4 mm no funciona con un ancho de capa de 6 mm).

Las pautas generales que recomiendan algunos proveedores de materiales son utilizar una relación de 1:4 entre la altura y el ancho de la capa (por lo que un ancho de capa de 6 mm funcionaría de manera óptima con una altura de capa de 1,5 mm).

Para anchos de capa más grandes, una relación entre 1:4 y 1:8 generalmente funciona mejor y para anchos de capa más pequeños, una relación entre 1:2 y 1:4 generalmente funciona mejor.

(izquierda) Detallado: 1xLW = 8xLH; (centro) Normal: 1xLW = 4xLH; (derecha) Grueso: 1xLW = 2xLH

¿Cómo debo diseñar las esquinas afiladas?

Si las esquinas interiores son demasiado afiladas, el material podría acumularse allí, lo que puede desencadenar un efecto de bola de nieve que provoque defectos no deseados en la impresión o, en el peor de los casos, un fallo de impresión.

En general, para los radios interiores, mantenga un radio mínimo del 50 % del ancho de la capa.

Radio interior mínimo (IR) = 50 % x Ancho de capa (LW)

En general, para los radios exteriores, mantenga un radio mínimo del 150 % del ancho de la capa.

Radio exterior mínimo (OR) = 150 % x Ancho de capa (LW) 

¿Cuánto deben solaparse dos cuentas?

En la mayoría de los diseños, las cuentas deben tocarse o solaparse. Ya sea para lograr más resistencia, tener más material que fresar o para poder diseñar una trayectoria de herramienta continua.

En la fase de diseño, es importante asegurarse de que las cuentas se superpongan como en el ejemplo siguiente.

Superposición

Durante las pruebas, se descubrió que las cuentas tienen una adhesión óptima frente a la resistencia cuando se superponen entre el 5 y el 10 % del ancho de la capa. En general, una superposición del 7,5 % debería ser suficiente.

Superposición (OL) = 7,5 % x ancho de capa (+/- 33 %)

Desplazamiento de diseño

En el ejemplo siguiente de un dispositivo de sujeción, se utilizó un ancho de capa de 12 mm. No es necesario fresar la pieza después y se calculó que 12 mm eran suficientes, si la pieza tenía una parte central sólida donde se unen los dos cordones.

En el diseño, se diseñó una geometría cerrada y a las paredes exteriores donde debían unirse los cordones (ver la imagen de abajo) se les dio un desplazamiento de dos veces el ancho de la capa menos un 7,5 % de solapamiento.

Desplazamiento de diseño (DO) = 2 x Ancho de capa (LW) - Solapamiento (OL)

Determinar el ancho de capa debido a un ancho fijo en su diseño

Si el ancho de la capa está limitado debido a una determinada característica que necesita un grosor específico y necesita un cordón doble en este punto, la fórmula siguiente puede determinar el ancho de la capa. Utilice los otros anchos de capa de este artículo para determinar la altura óptima y el radio mínimo interior/exterior.

Ancho de la capa = Grosor requerido 2 cordones (DO) / (2 - 0,075*)



* Si necesita más o menos solapamiento, puede adaptar este número de 0,05 a 0,1.

Hoja de referencia: compensaciones de diseño y geometría de capas