Orientación de las piezas
Ya sean de plástico o de composite, FFF o CFF, las piezas impresas en 3D son más resistentes en planos paralelos al lecho de impresión, por lo que la orientación de la impresión puede hacer que una pieza funcione o no. Las impresoras 3D con deposición de material construyen piezas en capas de plástico superpuestas. Casi siempre, las uniones moleculares que forman la propia extrusión del material son más fuertes que las uniones adhesivas de una extrusión de plástico colocada sobre otra. Piense en las capas como si fueran grietas o vetas de madera: son láminas de material apiladas, por lo que es fácil separarlas verticalmente o empujarlas unas contra otras cuando se produce cizallamiento.
Antes de imprimir una pieza, considere dónde se encuentran las presiones y cargas, y cómo se propagarán a través del modelo. ¿Dónde se ejercerán las fuerzas de flexión? ¿Y las de tracción? ¿Y las fuerzas de cizallamiento? Si no está seguro, piense cómo y dónde contacta la pieza, y desde qué direcciones. Dibuje un diagrama si es necesario. Esto le ayudará a tomar una decisión sobre qué estrategia aplicar con respecto a la orientación de impresión.
Altura de capa
En la impresión 3D, la altura de capa no afecta sustancialmente a la resistencia de la pieza. Las capas más finas tienen más extrusiones de material por pieza, pero los filamentos tienen una sección transversal más pequeña. Las capas más gruesas tienen menos extrusiones y son más gruesas. La altura de capa y la sección transversal del cordón se equilibran mutuamente y hacen que la resistencia de las diferentes alturas de capa sea más o menos equivalente. A menudo, los detalles se reducen a la configuración de determinados materiales e impresoras.
Relleno y shells
Debido a la teoría del panel sándwich, el número de shells o techos y suelos que tenga siempre afectará más a la resistencia a la flexión de la pieza que el relleno. Los shells también suelen mejorar la resistencia a la tracción a lo largo de planos paralelos a la plataforma de fabricación, ya que tienden a seguir trayectorias de carga basadas en la geometría de la pieza.
Aunque el relleno no afecta a la resistencia a la flexión de la pieza tanto como los shells, hay algunas razones por las que el relleno es interesante. El relleno sirve de estructura de soporte interna de la pieza; sin él, nada mantendría unidas las paredes o shells. El relleno añade cierta rigidez a la pieza y evita que las paredes se deformen y el techo se hunda. Con un patrón de relleno menos denso disminuye la calidad de impresión y el éxito de la pieza, por lo que los patrones de relleno de impresión 3D suelen oscilar entre el 30 % y el 50 %.
El tipo de relleno que se utilice tiene un impacto mínimo en la resistencia a la flexión: para crear piezas más resistentes, los shells se pueden reforzar con una columna vertebral de fibra continua. Si necesita que su pieza sea más resistente o rígida, tendrá más éxito con las fibras continuas. Esto es más rápido y más fiable que imprimir una pieza totalmente maciza, y se utilizan diferentes geometrías de relleno para diferentes necesidades.
Relleno triangular: El relleno triangular es el patrón de relleno más resistente porque los triángulos son la forma más resistente. Son los menos propensos a deformarse y proporcionan la mejor estructura de soporte detrás de las paredes de la pieza. Este tipo de relleno se imprime con relativa rapidez porque el cabezal de impresión se desplaza principalmente en líneas rectas a través de la pieza. La fuerza y la velocidad combinadas hacen del relleno triangular una de las mejores opciones de relleno en impresión 3D.
Relleno rectangular: El relleno rectangular es el único tipo de relleno que puede lograr una pieza 100 % densa porque está formado por una retícula de extrusiones paralelas y perpendiculares. El relleno rectangular también se imprime rápidamente porque el cabezal de impresión se desplaza en líneas rectas.
Relleno hexagonal: Este tipo de relleno tiene la mayor relación peso-resistencia de todos los patrones de relleno, ya que está compuesto por hexágonos teselados. Sin embargo, también es el que más tarda en imprimirse porque el cabezal de impresión tiene que cambiar continuamente de dirección.
Relleno de fibra continua
Independientemente del tipo de relleno o de la altura de la capa, las piezas que utilizan técnicas de impresión FFF solo pueden alcanzar la resistencia de su plástico base como máximo. Con filamento de fibra continua, la resistencia de la pieza puede ser mucho mayor que la resistencia del plástico, al introducir en la pieza filamentos de fibra continua, ya sea fibra de carbono, fibra de vidrio o Kevlar. Las diferentes opciones de colocación de la fibra permiten optimizar la disposición de la fibra dentro de la pieza para hacerla coincidir con la forma en que se cargará la pieza. Por ejemplo, como el relleno de una pieza impresa en 3D es una estructura de andamiaje de baja densidad, una vez que el relleno quede expuesto, comprometerá la resistencia de la pieza. Si la pieza va a sufrir un gran desgaste, puede utilizar Kevlar como refuerzo de fibra continua porque, una vez expuesto, es muy resistente a la abrasión. Si desea obtener más información sobre la selección, aplicación y configuración de las fibras, consulte las estrategias de refuerzo de fibra.
