Para la mayoría de los usos en la impresión 3D, la precisión dimensional y las tolerancias no tienen una importancia masiva en nuestros modelos, especialmente si usted está imprimiendo 3D para modelos de aspecto fresco o decoración.

Por otro lado, si lo que busca es crear piezas funcionales que requieran una gran precisión dimensional y exactitud, entonces querrá dar una serie de pasos para conseguirlo.

Las impresoras 3D SLA suelen tener la mejor resolución, lo que se traduce en una mejor precisión dimensional y tolerancias, pero una impresora FDM bien ajustada también puede hacerlo muy bien. Calibra la velocidad de impresión, la temperatura y los caudales para obtener la mejor precisión dimensional. Asegúrate de estabilizar la estructura y las piezas mecánicas.

El resto de este artículo tratará con más detalle cómo conseguir la máxima precisión dimensional, así que siga leyendo para saber más.

¿Qué factores afectan a la precisión dimensional en la impresión 3D?

Antes de pasar a los factores que afectan a la precisión dimensional de las piezas impresas en 3D, permítanme aclarar qué es exactamente la precisión dimensional.

Se refiere simplemente a lo bien que un objeto impreso coincide con el tamaño y las especificaciones del archivo original.

A continuación se enumeran los factores que influyen en la precisión dimensional de las impresiones 3D.

• Precisión de la máquina (resolución)
• Material de impresión
• Tamaño del objeto
• Impacto de la primera capa
• Extrusión insuficiente o excesiva
• Temperatura de impresión
• Caudales

Cómo obtener las mejores tolerancias y precisión dimensional

La impresión 3D requiere un buen nivel de precisión cuando se imprimen piezas especializadas. Sin embargo, si desea imprimir con una precisión dimensional de alto nivel, los siguientes factores le ayudarán a conseguirlo, junto con los pasos mencionados.

Precisión de la máquina (resolución)

Lo primero que hay que tener en cuenta para mejorar la precisión dimensional es la resolución real a la que está limitada la impresora 3D. La resolución se reduce a la calidad de las impresiones 3D, medida en micras.

Normalmente verás la resolución XY y la resolución de altura de capa, que se traduce en lo preciso que puede ser cada movimiento a lo largo de los ejes X o Y.

Existe un mínimo de cuánto puede moverse el cabezal de impresión de forma calculada, por lo que cuanto menor sea ese número, mayor será la precisión dimensional.

Ahora, cuando se trata de la impresión 3D real, podemos ejecutar una prueba de calibración que se puede utilizar para averiguar qué tan buena es su precisión dimensional.

Yo recomendaría imprimir un cubo de calibración XYZ de 20 mm (hecho por iDig3Dprinting en Thingiverse) y luego medir las dimensiones con un par de calibradores de alta calidad.

Los calibres digitales Kynup de acero inoxidable son uno de los más valorados en Amazon, y por una buena razón. Son muy precisos, hasta una exactitud de 0,01 mm y muy fáciles de usar.

Una vez que hayas impreso en 3D y medido tu cubo de calibración, dependiendo de la medida, necesitarás ajustar tus pasos/mm directamente en el firmware de tu impresora.

Los cálculos y ajustes que necesitarás son los siguientes:

E = dimensión prevista

O = dimensión observada

S = número actual de pasos por mm

entonces:

(E/O) * S = su nuevo número de pasos por mm

Si su valor está entre 19,90 y 20,1 mm, está en una buena posición.

All3DP lo describe:

• Más de +/- 0,5 mm es malo
• Menos de +/- 0,5 mm es la media
• Menos de +/- 0,2 mm es bueno
• Menos de +/- 0,1 mm es fantástico

Realice los ajustes necesarios y estará más cerca de su objetivo de obtener la mejor precisión dimensional.

• Utilizar una impresora 3D de alta resolución (menos micras) en los ejes XY y Z.
• Las impresoras 3D SLA suelen tener mejor precisión dimensional que las impresoras FDM
• En cuanto al eje Z, se pueden obtener resoluciones de hasta 10 micras.
• Solemos ver impresoras 3D con resoluciones de 20 micras hasta 100 micras

Materiales de impresión

Dependiendo del material con el que esté imprimiendo, puede haber contracción después del enfriamiento, lo que disminuirá su precisión dimensional.

Si está cambiando de material y no está acostumbrado a los niveles de contracción, entonces le conviene hacer algunas pruebas para averiguar cómo conseguir la mejor precisión dimensional en sus impresiones.

Ahora, puedes ir a por:

• Vuelva a realizar una prueba del cubo de calibración si utiliza un material diferente para comprobar los niveles de contracción.
• Escale su impresión en función del nivel de encogimiento de la impresión mencionada.

Tamaño del objeto

Del mismo modo, el tamaño del objeto es significativo porque los objetos grandes suelen crear problemas complejos, y la imprecisión es rampante a veces en objetos tan grandes.

• Opta por objetos más pequeños o divide el objeto más grande en partes más pequeñas.
• Separar el objeto más grande en partes más pequeñas aumenta la precisión dimensional de cada parte.

Comprobar el movimiento de los componentes

Las diferentes partes de la máquina desempeñan un papel en el proceso de impresión en 3D, por lo que es necesario comprobar cada una de ellas antes de proceder a la impresión.

• Comprueba todas las correas tensoras y apriétalas para asegurarte.
• Asegúrese de que las barras lineales y los raíles están rectos.
• También debes asegurarte de que tu impresora 3D está bien mantenida y utilizar un poco de aceite en las varillas lineales & tornillos.

Mejore su primera capa

La primera capa es como la primera pregunta de los exámenes; si sale bien, todo seguirá bien. Del mismo modo, la primera capa puede tener un impacto duradero en el modelo de impresión en términos de precisión dimensional, si no se maneja adecuadamente.

Si has dejado la boquilla demasiado alta o demasiado baja, repercutirá en el grosor de las capas, afectando drásticamente a la impresión.

Lo que hay que hacer además de gestionar la precisión dimensional es:

• Asegúrese de que la boquilla está a una buena distancia de la cama para obtener una primera capa perfecta.
• Yo definitivamente probaría sus primeras capas y si salen bien
• Nivele la cama correctamente y asegúrese de que está nivelada mientras se calienta para poder tener en cuenta cualquier deformación.
• Utilice un lecho de cristal para obtener una superficie muy plana

Temperatura de impresión

La temperatura desempeña un papel importante a la hora de obtener la precisión deseada. Si imprime a una temperatura alta, es posible que salga más material y que tarde más en enfriarse.

Esto puede afectar a la precisión dimensional de sus impresiones, ya que la capa anterior que no se haya enfriado puede verse afectada por la capa siguiente.

• Ejecute una torre de temperatura y encuentre la temperatura óptima que reduzca las imperfecciones de impresión
• Por lo general, una ligera reducción de la temperatura de impresión (en torno a 5 °C) es suficiente.
• Debe utilizar la temperatura más baja posible que no provoque una infraextrusión.

Esto dará tiempo suficiente para que las capas se enfríen, y obtendrá una precisión dimensional suave y adecuada.

Compensar mientras se diseña

Una vez que haya ajustado la precisión dimensional de la máquina, debería ir por buen camino, pero en algunos casos puede obtener dimensiones que no sean tan precisas como pensaba.

Lo que podemos hacer es tener en cuenta la imprecisión del diseño de algunas piezas y modificar sus dimensiones antes de imprimirlas en 3D.

Esto sólo entra en juego si diseñas tus propias piezas, pero puedes aprender a realizar ajustes en diseños existentes con algunos tutoriales de YouTube o simplemente dedicando tiempo a aprender tú mismo el software de diseño.

• Comprueba la capacidad de impresión de tu máquina y ajusta tus diseños en función de ella.
• Si tu impresora 3D sólo puede imprimir hasta una determinada resolución, puedes aumentar un poco el tamaño de las secciones importantes
• Escale los modelos de otros diseñadores para adaptarlos a la capacidad de tolerancia de sus máquinas.

Ajustar el caudal

La cantidad de filamento que sale de la boquilla es directamente proporcional a la eficacia con la que se depositan y enfrían las capas.

Si el caudal es más lento de lo óptimo, puede dejar huecos, y si es alto, se puede presenciar un exceso de material en las capas, como manchas y granos.

• Intente encontrar el caudal adecuado para el proceso de impresión.
• Ajústelo en pequeños intervalos mediante una prueba de caudal y compruebe qué caudal le ofrece los mejores resultados.
• Vigile siempre la sobreextrusión al aumentar el caudal y la infraextrusión al reducir el caudal.

Este ajuste es ideal para combatir la sobreextrusión o la infraextrusión en las impresiones 3D, que pueden afectar negativamente a la precisión dimensional.

Expansión horizontal en Cura

Este ajuste en Cura te permite ajustar el tamaño de tu impresión 3D en el eje X/Y. Si tienes una impresión 3D con agujeros demasiado grandes, puedes aplicar un valor positivo a tu offset horizontal para compensar.

Viceversa, para agujeros más pequeños, debe aplicar un valor negativo a su desplazamiento horizontal para compensar.

El principal papel desempeñado por este entorno es:

• Compensa el cambio de tamaño que se produce cuando se encoge al enfriarse.
• Le ayuda a obtener el tamaño exacto y las dimensiones precisas de su modelo de impresión 3D.
• Si el modelo de impresión es más pequeño que mantener un valor positivo y, si es grande, ir a un valor más pequeño.