Las impresiones 3D tienen muchos usos funcionales que pueden requerir una buena cantidad de resistencia para funcionar correctamente. Incluso si tienes algunas impresiones 3D estéticas, seguirás queriendo un cierto nivel de resistencia para que puedan aguantar bien.

Decidí escribir un artículo en el que se detalla cómo puedes hacer que tus piezas impresas en 3D sean más resistentes, lo que te permitirá tener más confianza en la durabilidad de los objetos que estás fabricando.

Sigue leyendo para obtener algunos buenos consejos sobre cómo mejorar y reforzar tus impresiones en 3D.

¿Por qué sus impresiones 3D son blandas, débiles y quebradizas?

La principal causa de impresiones 3D quebradizas o débiles es la acumulación de humedad en el filamento. Algunos filamentos 3D tienden de forma natural a absorber la humedad del aire debido a la sobreexposición. Intentar calentar a alta temperatura un filamento que ha absorbido humedad puede provocar burbujas y estallidos, dando lugar a una extrusión débil.

Hay varias maneras de secar eficazmente el filamento, la primera es poner la bobina de filamento en un horno a baja temperatura.

Primero tienes que asegurarte de que la temperatura de tu horno está correctamente calibrada con un termómetro, porque las temperaturas del horno pueden ser bastante imprecisas, especialmente a temperaturas bajas.

Otro método más popular es utilizar un secador de filamento especializado como el SUNLU Filament Dryer de Amazon. La mayoría de las personas que lo utilizan están muy contentas con sus resultados, pudiendo guardar filamento que pensaban que ya no era efectivo.

Sin embargo, ha habido algunas críticas contradictorias con personas que dicen que no calienta lo suficiente, aunque puede tratarse de unidades defectuosas.

Un usuario que imprime en 3D Nylon, que es notorio por absorber la humedad, utilizó el secador de filamento SUNLU y dijo que sus impresiones ahora salen limpias y hermosas.

Te recomiendo que utilices una capa aislante adicional, como una bolsa de plástico grande o una caja de cartón, para retener el calor.

Otros factores que pueden contribuir a una impresión blanda, débil y quebradiza son la densidad de relleno y el grosor de la pared. A continuación te explicaré los métodos para mejorar la resistencia de tus impresiones 3D.

¿Cómo reforzar y hacer más resistentes las impresiones en 3D? PLA, ABS, PETG y más

1. Utilizar materiales más resistentes

En lugar de utilizar materiales que se sabe que son débiles en algunos casos, puede optar por utilizar materiales que aguanten bien las fuerzas fuertes o los impactos.

Yo recomendaría ir con algo como el policarbonato con refuerzo de fibra de carbono de Amazon.

Este filamento está ganando mucha tracción en la comunidad de impresión 3D por proporcionar una resistencia real en las impresiones 3D. Tiene más de 600 valoraciones y actualmente se encuentra en 4,4/5,0 en el momento de escribir este artículo.

Lo mejor de esto es lo fácil que es de imprimir en comparación con el ABS, que es otro material más fuerte que la gente utiliza.

Otro filamento ampliamente utilizado que la gente usa para impresiones 3D funcionales o para la fuerza en general es OVERTURE PETG 1.75mm Filamento, conocido por ser un poco más fuerte que el PLA, y todavía bastante fácil de imprimir en 3D con.

2. Aumentar el grosor de la pared

Uno de los mejores métodos para fortalecer y reforzar sus impresiones 3D es aumentar el grosor de la pared. El grosor de la pared es simplemente el grosor de la pared exterior de su impresión 3D, medido por "Wall Line Count" y "Outer Line Width".

Yo recomendaría un grosor de pared mínimo de 1,6 mm, pero para una mayor resistencia se puede aumentar.

Aumentar el grosor de las paredes también tiene la ventaja de mejorar los voladizos y hacer que las impresiones 3D sean más estancas.

3. Aumentar la densidad de relleno

El patrón de relleno es la estructura interna del objeto que se imprime. La cantidad de relleno que se necesita depende principalmente del objeto que se está creando, pero en términos generales, se desea un relleno de al menos el 20% para una buena resistencia.

Si se quiere ir más allá, se puede aumentar hasta más del 40%, pero el aumento de la densidad de relleno tiene rendimientos decrecientes.

Cuanto más la aumentes, menos resistencia obtendrás en tu pieza impresa en 3D. Yo recomendaría aumentar primero el grosor de la pared antes de aumentar tanto la densidad de relleno.

Por lo general, los usuarios de impresoras 3D no superan el 40% a menos que necesiten alguna funcionalidad real y la impresión vaya a soportar cargas.

En muchos casos, incluso un 10% de relleno con un patrón de relleno cúbico funciona bastante bien para la resistencia.

4. Utilizar un patrón de relleno fuerte

El uso de un patrón de relleno construido para la fuerza es una buena idea para reforzar sus impresiones 3D y fortalecerlos. Cuando se trata de la fuerza, la gente tiende a utilizar Grid o el patrón cúbico (nido de abeja).

El patrón triangular es muy bueno para la resistencia también, pero tendrá que tener un buen espesor de la capa superior para obtener una superficie superior uniforme.

Los patrones de relleno funcionan estrechamente con la densidad de relleno, donde algunos patrones de relleno al 10% de densidad de relleno serán mucho más fuertes que otros. Se sabe que Gyroid funciona bien a bajas densidades de relleno, pero no es un patrón de relleno muy fuerte en general.

Gyroid es mejor para filamento flexible y para cuando se puede utilizar filamento disoluble como HIPS.

Mientras cortas tu impresión 3D, puedes comprobar la densidad real del relleno en la pestaña "Vista previa".

5. Cambiar la orientación (dirección de extrusión)

Simplemente colocando las impresiones horizontal, diagonal o verticalmente en su cama de impresión puede cambiar la fuerza de las impresiones debido a la dirección en que se crean las impresiones 3D.

Algunas personas han realizado pruebas con impresiones 3D rectangulares orientadas en distintas direcciones y han observado cambios significativos en la resistencia de las piezas.

Tiene que ver principalmente con la dirección de construcción y con el modo en que las impresiones 3D se construyen mediante capas separadas que se unen entre sí. Cuando una impresión 3D se rompe, suele ser por una separación de las líneas de las capas.

Lo que puedes hacer es averiguar en qué dirección tu pieza impresa en 3D va a tener más peso y fuerza detrás, y luego orientar la pieza para que no tenga líneas de capa en esa misma dirección, sino en la opuesta.

Un ejemplo sencillo sería el de un soporte de estantería, en el que la fuerza va a apuntar hacia abajo. 3D-Pros mostró cómo imprimieron en 3D un soporte de estantería en dos orientaciones. Una falló estrepitosamente, mientras que la otra se mantuvo firme.

En lugar de tener la orientación plana en la placa de construcción, debe imprimir en 3D el soporte del estante en su lado, por lo que sus capas se construyen a través en lugar de a lo largo de la parte que tiene la fuerza en él y es más probable que se rompa.

Esto puede ser confuso de entender al principio, pero puedes comprenderlo mejor si lo ves visualmente.

Consulte el vídeo que aparece a continuación para orientar sus impresiones 3D.

6. Ajustar el caudal

Ajustar ligeramente la velocidad de flujo es otra forma de reforzar y fortalecer tus impresiones 3D. Sin embargo, si decides ajustar esto, debes hacer cambios bastante pequeños porque puedes acabar provocando una extrusión insuficiente y una extrusión excesiva.

Puedes ajustar el flujo para partes específicas de tu impresión 3D como el "Flujo de Pared" que incluye el "Flujo de Pared Exterior" & "Flujo de Pared Interior", "Flujo de Relleno", "Flujo de Soporte", y más.

Aunque, en la mayoría de los casos, ajustar el caudal es una solución temporal para otro problema, por lo que sería mejor aumentar directamente la anchura de la línea en lugar de ajustar los caudales.

7. Anchura de línea

Cura, un popular cortador, menciona que ajustar el ancho de línea a un múltiplo uniforme de la altura de capa de la impresión puede hacer que los objetos impresos en 3D sean más resistentes.

Trate de no ajustar demasiado el Ancho de Línea, similar a la Velocidad de Flujo porque puede llevar a sobre y bajo extrusión de nuevo. Es una buena idea ajustar la velocidad de impresión para ajustar indirectamente el flujo y el ancho de línea hasta cierto punto.

8. Reducir la velocidad de impresión

El uso de una velocidad de impresión más baja, como se mencionó anteriormente, puede aumentar la resistencia de las impresiones 3D, ya que puede dejar más material para rellenar los huecos que se producirían si la velocidad fuera demasiado alta.

Si aumenta el ancho de línea, también debe aumentar la velocidad de impresión para mantener un caudal más constante. Esto también puede mejorar la calidad de impresión si se equilibra correctamente.

Si disminuye la velocidad de impresión, es posible que tenga que reducir la temperatura de impresión para tener en cuenta el aumento del período de tiempo que el filamento estará bajo calor.

9. Reducir la refrigeración

Enfriar las piezas demasiado rápido puede provocar una mala adhesión de las capas, ya que el filamento calentado no tiene tiempo suficiente para adherirse correctamente a la capa anterior.

Dependiendo del material que estés imprimiendo en 3D, puedes intentar reducir la velocidad del ventilador de refrigeración, para que tus piezas puedan unirse fuertemente durante el proceso de impresión.

El PLA funciona mejor con un ventilador de refrigeración bastante fuerte, pero puede intentar equilibrarlo con la temperatura de impresión, la velocidad de impresión y el caudal.

10. Utilice capas más gruesas (aumente la altura de la capa)

El uso de capas más gruesas da lugar a una mejor adherencia entre capas. Las capas más gruesas presentarán más huecos entre las partes adyacentes de las capas. Las pruebas han demostrado que las capas de mayor altura producen impresiones 3D más resistentes.

Se ha demostrado que una altura de capa de 0,3 mm supera a una altura de capa de 0,1 mm en la categoría de resistencia. Pruebe a utilizar una altura de capa mayor si la calidad de impresión no es esencial para la impresión 3D específica. También es beneficioso porque acelera los tiempos de impresión.

En el siguiente vídeo encontrará más información sobre las pruebas de resistencia para distintas alturas de capa.

11. Aumentar el tamaño de la boquilla

No sólo puede reducir el tiempo de impresión de sus impresiones 3D, sino que también puede aumentar la resistencia de sus piezas utilizando un diámetro de boquilla mayor, como 0,6 mm o 0,8 mm.

El siguiente vídeo de ModBot muestra el proceso de impresión mucho más rápido, así como la mayor resistencia obtenida gracias al aumento de la altura de las capas.

También mejora la suavidad de extrusión del filamento y la adherencia de las capas.

Otras cosas que se pueden probar para reforzar las impresiones 3D

Recocido de impresiones 3D

El recocido de las impresiones 3D es un proceso de tratamiento térmico que consiste en someter los objetos impresos en 3D a una temperatura elevada para reforzar su integridad. En algunas pruebas se ha demostrado un aumento de la resistencia del 40%, según las pruebas de Fargo 3D Printing.

Puedes ver el vídeo de Josef Prusa sobre el recocido, donde prueba 4 materiales diferentes - PLA, ABS, PETG, ASA para ver qué tipo de diferencias se producen por el recocido.

Galvanoplastia de impresiones 3D

Esta práctica se está popularizando por ser práctica y asequible. Consiste en sumergir la pieza de impresión en una solución de agua y sales metálicas. A continuación, se hace pasar corriente eléctrica a través de ella, lo que provoca que se formen cat-iones metálicos, como un fino revestimiento, a su alrededor.

El resultado son impresiones 3D duraderas. El único inconveniente es que pueden ser necesarias muchas capas si se desea una impresión más resistente. Algunos materiales de chapado son el zinc, el cromo y el níquel. Estos tres son los que tienen más aplicaciones industriales.

Lo que esto hace es sencillo, orientar el modelo de forma que el punto más débil, que es el límite de la capa no quede tan expuesto. El resultado son impresiones 3D más resistentes.

Para obtener más información sobre la galvanoplastia de impresiones 3D, consulte el siguiente vídeo.

Echa un vistazo a otro magnífico vídeo sobre galvanoplastia, con sencillas instrucciones sobre cómo conseguir magníficos acabados en tus modelos.

Cómo reforzar impresiones 3D acabadas: uso de revestimiento epoxi

Cuando haya terminado de imprimir el modelo, se puede aplicar correctamente un Epoxy para fortalecer el modelo después de la impresión. Epoxy, también conocido como poliepóxido es un endurecedor funcional, utilizado para hacer su modelo hecho a medida más fuerte.

Con la ayuda de un pincel, aplique suavemente la capa de epoxi a las impresiones 3D de forma que el epoxi no gotee. Utilice pinceles más pequeños para las grietas y los rincones de difícil acceso, de forma que todas las partes del exterior queden bien cubiertas.

Un recubrimiento epoxi para impresión 3D muy popular con el que mucha gente ha tenido éxito es el XTC-3D High Performance Print Coating de Amazon.

Funciona con todo tipo de materiales impresos en 3D como PLA, ABS, impresiones SLA, así como incluso madera, papel y otros materiales.

Un kit de este epoxi es muy duradero porque no hace falta usar mucho para obtener buenos resultados.

Mucha gente dice que "con un poco se consigue mucho". Una vez curado el epoxi, se obtiene una resistencia extra y una superficie transparente y brillante que queda genial.

Es algo sencillo de hacer, pero si quieres saber más sobre cómo aplicar un revestimiento epoxi a las impresiones 3D, echa un vistazo al vídeo de Matter Hackers.

Cómo reforzar las impresiones 3D en resina

Para reforzar las impresiones 3D en resina, aumente el grosor de la pared del modelo si está ahuecado a unos 3 mm. Puede aumentar la durabilidad añadiendo alrededor de un 25% de resina flexible a la cuba de resina para que tenga cierta resistencia flexible. Asegúrese de no curar en exceso el modelo, ya que la resina puede volverse quebradiza.