El campo de la impresión 3D no es lo que solía ser, sobre todo para mejor. Hoy en día, tenemos impresoras SLA de sobremesa, impresoras 3D con características más inteligentes y opciones de filamento de lujo. A pesar de la amplia gama de filamentos que están fácilmente disponibles para los usuarios, el ABS sigue siendo uno de los materiales de filamento más populares.
Una advertencia si estás a punto de empezar a imprimir con ABS: es conocido por ser uno de los materiales de filamento más difíciles de trabajar. En este artículo, te ayudaremos a abordar uno de los mayores desafíos al imprimir con ABS: la temperatura de la cama. ¿Por qué es tan importante la temperatura de la cama cuando se imprime con ABS? ¿A qué temperatura debes ajustar tu cama caliente?
¿Qué es el ABS?
ABS son las siglas de acrilonitrilo butadieno estireno, un terpolímero que está compuesto por tres monómeros diferentes. Cada uno de estos monómeros contribuye a las propiedades físicas y químicas del ABS. El acrilonitrilo proporciona estabilidad química y térmica; el butadieno aporta dureza y resistencia al impacto, mientras que el estireno proporciona un acabado suave y brillante al producto final. Cambiando la proporción de cada monómero, el ABS puede personalizarse para crear productos con distintas características.
El ABS se desarrolló por primera vez en la década de 1950 como una versión mejorada del caucho sintético estándar, pero pronto se utilizó en una amplia gama de industrias como polímero de ingeniería. Para el mercado general, el ABS es más comúnmente encontrado como el material de los ladrillos Lego.
En términos de características físicas y químicas, el ABS se sitúa en algún lugar entre los plásticos básicos y los plásticos de ingeniería de alto rendimiento. Debido a la dureza, la resistencia eléctrica y química, y el acabado brillante de los productos de ABS, se han convertido en un material muy valorado en una amplia gama de aplicaciones. La versatilidad y fiabilidad del ABS lo han convertido en uno de los termoplásticos de ingeniería más vendidos.
¿Por qué el ABS es tan popular como filamento de impresión 3D?
El ABS es, junto con el PLA, uno de los dos filamentos más populares en el campo de la impresión 3D. Esta popularidad se reduce al precio. El ABS es uno de los productos de filamento de impresión 3D más baratos. Probablemente puedas encontrar una bobina de 1 kg. de filamento ABS por menos de 20 dólares, aunque las opciones más premium podrían costar el doble.
El ABS ha sido el material de referencia para los profesionales de la impresión 3D que necesitan crear objetos con buena durabilidad, fuerza, longevidad y resistencia química y térmica. Aunque otros filamentos pueden rendir mejor que el ABS en algunas áreas, suelen ser más caros. Desde que el ABS se ha hecho tan popular, las guías y vídeos sobre cómo imprimir con ABS se han vuelto increíblemente comunes. Los fabricantes de impresoras 3D y accesorios de impresión 3D también han introducido características que han facilitado la impresión con ABS. Por lo tanto, la impresión con ABS no es tan intimidante como solía ser.
Otro beneficio de usar ABS es el hecho de que se disuelve fácilmente en acetona. Esto proporciona a los profesionales de la impresión 3D la oportunidad única de crear impresiones perfectamente lisas utilizando la técnica de acabado con baño de vapor de acetona. Esto se hace colocando la impresión terminada dentro de una cámara cerrada que está llena de vapor de acetona. Esto funde una capa muy fina de plástico ABS en la superficie exterior de la impresión, lo que elimina todas las asperezas. Después de un par de horas de disolución lenta de acetona, la impresión de ABS tendrá un acabado perfecto y consistentemente suave.
Al ser un método pasivo, el acabado usando un baño de vapor de acetona es uno de los métodos de alisado más fáciles y produce grandes resultados. El PLA no ofrece estas ventajas y conseguir el mismo nivel de calidad con el PLA requerirá mucho más trabajo.
¿Por qué necesitaré una cama de impresión calefactada cuando trabaje con ABS?
Una característica distintiva del ABS es que tiene una alta temperatura de transición vítrea. Esto significa que tendrás que ajustar la temperatura de la boquilla del extremo caliente entre 220 y 250 °C, que es mucho más alta que la de otros filamentos de impresión 3D como el PLA. Aunque esto hace que la impresión con ABS sea un proceso que requiere mucha energía, también mejora la temperatura de calentamiento y la adhesión de las capas del producto final.
Desgraciadamente, la alta temperatura de impresión del ABS también introduce un par de complicaciones en el proceso de impresión. El primer problema, y el más importante, es el alabeo. El alabeo es el resultado de la contracción del material plástico al enfriarse. En las impresiones realizadas con ABS, el alabeo es más pronunciado ya que el filamento se extruye a temperaturas mucho más altas.
La pronunciada curva de enfriamiento una vez que el filamento extruido sale de la boquilla del extremo caliente y se deposita en la plataforma de construcción da lugar a una acumulación de estrés térmico en áreas particulares de la impresión. La deformación es más evidente en los bordes y en la capa inferior, donde toda la tensión tiende a acumularse. El resultado es una impresión con bordes y esquinas que tienen la apariencia de estar «doblados».
La principal solución que las impresoras 3D han ideado para resolver el problema de la deformación es utilizar una cama calentada. Una cama calefactada puede ser de aluminio o de vidrio de borosilicato y tiene un elemento calefactor que recorre la parte inferior. El aluminio es más barato y más fácil de encontrar, pero el vidrio de borosilicato proporciona una mejor adhesión de la primera capa por un precio ligeramente superior.
Una cama calentada funciona manteniendo la primera capa de la impresión a una temperatura elevada. Esto tiene el efecto tanto de mejorar la adhesión de la primera capa a la cama de impresión como de reducir el estrés térmico que la impresión se ve obligada a soportar mientras se enfría. A medida que avanza la impresión, las capas más alejadas del lecho de impresión se ven menos afectadas por su calor. Sin embargo, estas capas superiores también son menos propensas al alabeo.
Las camas calefactadas han producido sistemáticamente buenos resultados para la impresión de filamentos de alta temperatura, incluso los que necesitan temperaturas de impresión más altas y son incluso más propensos al alabeo que el ABS. Hoy en día, una cama de impresión calentada de alta calidad es prácticamente un elemento básico en el conjunto de accesorios que cualquier profesional de la impresión 3D debe tener. Los lechos de impresión calefactados están disponibles en todas las formas y tamaños, incluso los circulares utilizados en las impresoras delta.
¿Qué ajustes debo utilizar para el lecho de impresión calefactado?
La temperatura del lecho recomendada al imprimir con ABS es de 110 °C. Esto es muy ligeramente por encima de la transición vítrea de la temperatura, asegurando que el material de filamento sigue siendo suave y flexible, pero todavía sólido. Asegúrate de que permites que la cama se caliente hasta el final para que no acabes con temperaturas desiguales en toda la cama de impresión.
Otras consideraciones
Desgraciadamente, las complicaciones de la impresión con ABS no acaban aquí. El simple hecho de utilizar una cama de impresión calentada y ajustada a la temperatura adecuada no es una garantía de que su primera capa se imprima sin problemas. A continuación te damos un par de consejos más para que puedas obtener los mejores resultados de tu impresión en ABS.
Nivela tu cama de impresión
Los profesionales de la impresión 3D con experiencia conocen el valor de una buena primera capa. Si no puedes conseguir la primera capa bien, también podrías desechar la impresión y empezar de nuevo. En el caso del ABS, una cama de impresión que no esté completamente nivelada dará lugar a huecos, capas desiguales o una mala adhesión de la cama. Todo esto puede suceder a pesar del uso de una cama de impresión calentada y todos pueden en última instancia, dar lugar a una fuerte deformación.
La mayoría de las impresoras 3D modernas vienen con funciones de nivelación de la cama automáticas o semiautomáticas. Si esta función no está disponible en su impresora 3D, no se preocupe. La nivelación manual de una cama de impresión es fácil y se puede hacer usando simples suministros de oficina.
Si estás haciendo la nivelación manual, entonces todo lo que realmente necesitas es un solo pedazo de una tarjeta de índice o cartón. Comience por ajustar la altura de la boquilla en su posición inicial o cero. A continuación, tienes que «mover» la boquilla alrededor del lecho de impresión, mientras compruebas si el trozo de cartón se desliza entre la boquilla y el lecho de impresión con un poco de resistencia. En los puntos en los que el ajuste es demasiado apretado o demasiado flojo, puede entonces ajustar la altura de la cama de impresión utilizando cualquiera de los tornillos de ajuste de la cama.
Dependiendo de su impresora, su cama puede tener tres o cuatro tornillos. A medida que realice el proceso de ajuste manual, puede encontrar que el ajuste de una esquina afecta a todas las demás. Esto significa que es posible que tenga que dar varias vueltas a la cama de impresión antes de conseguirlo. Sea paciente, ya que los resultados valen la pena. Encontramos que el método de nivelación manual, cuando se hace bien, produce una cama nivelada más consistente que cualquier método automático.
Utiliza un buen adhesivo
Simplemente mantener el ABS en un estado parcialmente fundido a menudo no es suficiente para mantener la primera capa de la impresión adherida a la cama de impresión. Para obtener resultados más garantizados, vas a tener que aumentar la cama de impresión calentada con un adhesivo. Irónicamente, el adhesivo más eficaz para el ABS es también el ABS, específicamente el ABS que se ha disuelto en acetona para crear una lechada de ABS.
Si fundir su precioso filamento suena demasiado derrochador, entonces una alternativa que funciona casi igual de bien es la cinta Kapton. La cinta Kapton es un poco cara en lo que a cintas adhesivas se refiere, pero conserva su eficacia incluso a temperaturas elevadas. Algunos usuarios han informado de que obtienen mejores resultados con la cinta Kapton cuando utilizan lechos de impresión calefactados de aluminio. Una ventaja de la cinta Kapton es que hace que las impresiones sean mucho más fáciles de retirar de la cama de impresión cuando el proceso de impresión ha finalizado. Sin embargo, la aplicación de una nueva capa de cinta Kapton cada vez que se inicia una nueva impresión puede ser vieja después de un tiempo, sobre todo porque hay que asegurarse de que no hay huecos o tiras superpuestas.
Ajuste su extrusor a la altura correcta
Su trabajo para nivelar la cama de impresión y aplicar un adhesivo se irá a la basura si no va a establecer el extrusor a la altura inicial adecuada. Dependiendo de su configuración, conseguir el desplazamiento Z perfecto podría tomar un poco de ensayo y error. Como referencia, la altura inicial de la boquilla no debe ser demasiado baja para causar la deformación de la primera capa, pero no demasiado alta para que el filamento se enfríe antes de llegar a la plataforma de construcción. Sin embargo, un poco de «squish» es deseado, ya que ayuda a que la primera capa se adhiera a la cama de impresión.
¿Cómo sabrás si la boquilla está a la altura correcta? Cuando se acaban de comprar, la mayoría de las impresoras 3D llegan con la boquilla preajustada a la altura más óptima. Esta es la oportunidad perfecta para que veas cómo debe ser una primera capa adecuada. Con el tiempo, este Z-offset tiende a desviarse y requerirá que lo corrijas manualmente.
Desgraciadamente, la única forma fiable de saber si tienes el Z-offset correcto es imprimir primeras capas de prueba y evaluarlas visualmente. Esto llevará algo de tiempo y gastará algo de filamento, pero no es probable que sea algo que tengas que hacer con frecuencia.
No utilices un ventilador de refrigeración
Un ventilador de refrigeración es normalmente útil en la impresión 3D como una forma de reforzar la durabilidad de la impresión mientras se está construyendo. Este no es el caso de las impresiones en ABS. Cuando se trabaja con ABS, la refrigeración es el enemigo, ya que puede favorecer el alabeo. La mayoría de los expertos aconsejan empezar a utilizar un ventilador de refrigeración sólo cuando hayas construido varias capas inferiores.
¿Nuestro consejo? Simplemente renuncie a la refrigeración y termine su impresión en ABS sin encender el ventilador de refrigeración. Incluso es mejor que utilices una carcasa de impresora 3D para ralentizar el proceso de enfriamiento.
Imprimir un borde o balsa
Imprimir un diseño con una base grande, como una pirámide, lo hace más propenso a la deformación. Esto se debe a que hay una mayor cantidad de material que se contraerá a medida que se enfríe, lo que resulta en una mayor tensión térmica en las esquinas de la impresión. Cuando se trabaja con ABS, a menudo se aconseja imprimir un diseño en una orientación que reduzca el tamaño de su base, lo que reduce las posibilidades de alabeo.
Sin embargo, recurrir a esta solución conlleva otro problema: habrá muy poco material en la primera capa para adherirse a la cama de impresión. Para remediar esta situación, puede añadir fácilmente un borde o balsa a su diseño utilizando su software de corte. Un borde o balsa amplía la huella de su construcción, dándole una mayor superficie para adherirse a la cama de impresión.
La impresión de un borde o balsa es también una solución eficaz si todavía está encontrando problemas de deformación a pesar de usar un adhesivo. Sólo ten en cuenta que tendrás que quitar esa balsa más tarde, lo que puede ser más difícil de lo que piensas.
Pensamientos finales
A pesar de la popularidad del ABS, no hay duda de que es uno de los filamentos más difíciles de imprimir. Con tantos problemas potenciales, el ABS puede parecer un material intimidante para los principiantes. Aunque no vamos a refutar que trabajar con ABS es realmente difícil, el ABS se ha convertido en algo tan común ahora que se encuentran innumerables guías en línea sobre cómo utilizarlo de la mejor manera.
Conseguir sentirse cómodo con el ABS no es más que un único paso para ser un experto en impresión 3D. La mayoría de las técnicas utilizadas para manejar las peculiaridades del ABS también se pueden utilizar para otros materiales de filamento aún más quisquillosos.