Diseño para impresión 3D

30/5/2019
Software

Resumen reglas de diseño para Impresión 3D

Software, formato, e idea general

En el mundo de la impresión 3D, la correcta elaboración de modelos 3D es esencial para lograr una buena calidad a la hora de imprimir.

Los archivos compatibles para los software de impresión 3D (Ej. Simplify 3D) son de extensión STL, diferentes a un render o imagen 2D. Estos archivos se elaboran en la mayoría de los programas de modelado tridimensional:

  • Solidworks
  • Blender
  • Rhinoceros
  • Autocad
  • Maya
  • Revit
  • ZBrush
  • Entre otros...

En el proceso de modelado el usuario tiene que considerar que la pieza resultante debe estar compuesta de un único sólido. Es decir, las superficies del modelo tienen que definir un único volumen totalmente cerrado ya que las superficies abiertas o intersectadas no permiten su correcta lectura. 

En la siguiente nota encontrarán distintas reglas con algunos valores a respetar para la tecnología FDM/FFF. Esto nos ayudará a optimizar el diseño para conseguir la máxima calidad de impresión 3D.

 

Nota: Estas reglas y valores son indicativos para resaltar el trabajo del diseñador. Los valores restrictivos de las impresoras 3D dependen según los equipos y son distintos a los indicados.

Paredes finas en estructura

El mínimo recomendable para este tipo de forma es de 1 mm de ancho, más chico se vuelve más complejo o hasta imposible. Aquí se tiene en cuenta el espesor mínimo depositado por el extrusor. Para un pico de 0.4mm el valor establecido automáticamente por el software de slicing es de 120%, es decir, 0.48mm. Con lo cual, un espesor de 1 mm es suficiente para tener al menos dos pasadas.

Paredes finas sin estructura

Este es el mismo caso que el punto 1.Cualquier espesor que sea más fino que el ancho del hilo depositado por el extrusor desaparecerá en la previsualización del software de slicing, y por lo tanto no se materializará.

Voladizos y soportes

Cuando una pieza tiene zonas que sobrepasan en altura un ángulo de 55º (como se aprecia en la imagen), la impresora tiene que crear una superficie de apoyo denominada soporte para no imprimir en el aire. Si bien la pieza se podrá realizar correctamente, el tiempo de impresión aumentará y la calidad en la zona no será la misma. Por lo tanto, se recomienda en el mismo diseño quedarse debajo de los 55º respecto al plano perpendicular de la superficie de impresión (es decir la cama caliente).

Altos y bajos relieves

En el dibujo vemos dos casos de textura con relieve o calado. En este caso el ancho mínimo es menor al establecido en los primeros dos ejemplos dado que estas partes no son del todo necesarias para la estructura del diseño. Algunos ejemplos claros de esto son las letras, dibujos, texturas o detalles que pongamos sobre (o en) el diseño.

Puentes

A diferencia del caso de los voladizos, en este ejemplo la impresión tiene un pilar A y un pilar B para utilizar como puntos de apoyo La distancia entre estos dos pilares se conecta con lo que llamamos un puente. Si bien puedo hacer puentes más largos que 30 mm sin soportes, la mejor calidad sin soportes la conseguimos por debajo de este valor. Luego, según el caso me convendrá o no colocar soportes.

Agujeros

Para los agujeros calados en el diseño debemos darle al menos un diámetro de 0.2 mm, de otra forma parecerán más un error de impresión 3D que una geometría intencional del diseño.

Encastres

Para las piezas encastrables debemos dejar una tolerancia mínima de 0.3mm y máxima de 0.5 mm dependiendo la geometría de la pieza y el tipo de encastre que busquemos. Es importante tener en cuenta que con la impresión 3D podemos pensar de realizar piezas móviles en una sola parte. Para esto simplemente hay que diseñar una unión débil entre partes (para que se sostengan las partes durante la impresión) y luego romper la unión. Podemos ver algunos ejemplos de bisagras aquí.

Detalles

Cuando vemos detalles de este estilo, es decir, que se separan del cuerpo principal del diseño, es importante que no sean muy finos. De hecho si queremos que resalten y salgan con buena calidad debemos hacerlos más gruesos que las paredes de los primeros de casos. Algunos ejemplos de esto pueden ser antenas, vigas, rejas, etc.

Pines o similares

Este ejemplo cambia respecto al anterior simplemente por la geometría del pin. Cuando el detalle del modelo es circular aconsejamos trabajar con diámetro de al menos 3 mm para conseguir la mejor calidad.

Precisión dimensional

Respecto a la precisión dimensional de la pieza, nos referimos a la variación en medidas que puede haber en la impresión 3D respecto al diseño digital original.

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Simon Gabriac

29 años, Francés. Co-fundador de Trideo, Ingeniero Mecánico. Simon trabajó 3 años con estructuras metálicas e instalación de sistemas para Airbus y Dassault.

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