El grosor de la pared en impresión 3D, ¡todo lo que necesitas saber al respecto!

En la fabricación aditiva, evitar los fallos de impresión es primordial, independientemente de la tecnología que se utilice. Y tanto para los que empiezan como para los usuarios experimentados, hay varias cosas a tener en cuenta para asegurar que las piezas salgan como se desea. Una de estas consideraciones extremadamente importantes pero que a menudo se pasa por alto en la impresión 3D es el grosor de la pared. 

Es importante no confundirlo con el relleno o la altura de la capa. El grosor de la pared se refiere a la medida del grosor de la pared exterior o carcasa de una pieza impresa en 3D, excluyendo la parte superior e inferior. A diferencia de las estructuras internas, cuya solidez puede variar (normalmente definida por un porcentaje y un patrón), las paredes son siempre sólidas y desempeñan un papel fundamental a la hora de garantizar la estabilidad y la resistencia de una pieza. Pero, ¿cuál es el grosor mínimo de una pared? ¿Cómo pueden saber los usuarios si sus ajustes son correctos? ¿Por qué es importante? En esta guía analizamos detenidamente estas cuestiones y muchas más.

El grosor de la pared se refiere al armazón exterior de la pieza (Créditos: Materialise) 

¿Por qué es importante el grosor de la pared en la impresión 3D?

Puede que te preguntes, con tantos parámetros diferentes que hay que tener en cuenta al imprimir en 3D, ¿por qué es tan importante el grosor de la pared? Pues bien, es crucial para garantizar no sólo las cualidades estéticas, sino también la resistencia y la durabilidad. Si una pared es demasiado fina o demasiado gruesa, es posible que la pieza no cumpla su función. De hecho, algunos dicen que puede ser incluso más importante que el relleno para la calidad de la pieza final impresa en 3D.

También puede afectar a muchos factores. Por ejemplo, como ocurre con muchas de estas optimizaciones de los parámetros de las impresoras 3D, una de las principales ventajas de tener el grosor de pared correcto al imprimir en 3D es que ayudará a evitar el warping. Esto se debe a que puede ayudar a reducir la tensión interna. De hecho, en general, se puede decir que el peligro de tener paredes demasiado finas es que las piezas serán frágiles y, por tanto, más propensas a romperse, agrietarse o deformarse tras la impresión.

Las paredes demasiado finas también pueden verse afectadas negativamente por el postratamiento. Especialmente si se han utilizado estructuras de soporte o son necesarios procesos como el alisado de vapor, las paredes finas no lo soportarán. En este caso, es muy importante asegurarse de que se cumplen los requisitos mínimos del material.

El grosor de la pared se refiere al revestimiento exterior de una pieza impresa en 3D, que no debe confundirse con el relleno del interior. (Créditos: 3Dnatives)

Las paredes demasiado gruesas también pueden causar problemas. Si las paredes son muy gruesas, se desperdicia material y dinero, y la impresión tardará más en completarse. Pero también puede tener otras consecuencias. Por ejemplo, unas paredes lo suficientemente gruesas son fundamentales para reducir la tensión interna. Sin embargo, con algunos materiales (los metales, por ejemplo) un exceso de material también puede provocar más tensión interna. Esto también puede generar grietas en las piezas de plástico. Las paredes demasiado gruesas también pueden causar problemas de disipación del calor en la pieza. Además, cuanto más gruesas sean las paredes, mayor será la contracción del material de la impresión, lo que también provoca deformaciones.

Cómo determinar el grosor de las paredes

Como hemos mencionado, el grosor de la pared se refiere al grosor de la carcasa de una pieza impresa en 3D, ya que tanto las paredes demasiado finas como las demasiado gruesas causan problemas. Es un factor en todos los procesos de impresión 3D, pero queremos centrarnos específicamente en la impresión 3D FDM. Aunque hay que tener en cuenta que el grosor está ligado al material más que al proceso.

Eso significa que, incluso con ciertas reglas generales, seguirá habiendo requisitos mínimos y máximos que los usuarios deben tener en cuenta. Por ejemplo, un material como el PLA tiene un grosor de pared mínimo de 0,8 mm (aunque en algunos casos podría ser inferior), pero lo ideal está más cerca de 1,5 mm. El rango para muchos otros materiales duros es similar. Mientras tanto, los materiales similares al caucho, como el TPU, deben tener un grosor de pared mayor, en torno a los 2,0 mm, aunque si quieres que tu pieza sea flexible, no se recomiendan paredes demasiado gruesas, ya que abultarían la pieza.

Aún así, hay algunos trucos que se pueden utilizar, especialmente para determinar el grosor de las paredes cuando se utiliza la impresión 3D FDM. En particular, están relacionados con la boquilla. Un determinante común del grosor de la pared es un múltiplo del diámetro de la boquilla.

En la impresión 3D FDM y FGF, el diámetro de la boquilla ayudará a determinar el grosor de la pared. (Créditos: Pollen AM)

Como la mayoría de las boquillas para impresión FDM rondan los 0,4 mm, es lógico que muchos recomienden un grosor de pared de al menos 0,8 mm o aproximadamente el doble de la boquilla. Si además quieres una pieza más resistente, puedes aumentar el múltiplo hasta tres o cuatro veces, es decir, entre 1,2 mm y 1,6 mm. Pero ojo, a menudo se advierte que no hay que ir más allá de ese grosor, ya que el “rango mágico” oscila entre 0,8 y 1,6 mm para muchos materiales plásticos comunes.

¿Una consideración adicional? Intenta mantener los múltiplos a números enteros de la boquilla. Eso significa que los usuarios pueden determinar el grosor de la pared por 2x, 3x, 4x, etc. Pero si intentas tener un grosor de pared que sea 1,5 veces la boquilla, puede causar superposición en las capas de las paredes exteriores y ralentizar la impresión.

Herramientas útiles disponibles

Asegurar un grosor de pared consistente y adecuado no tiene que hacerse solo. No todos los programas de modelado 3D tienen en cuenta el grosor de las paredes, por lo que es algo que los usuarios deben tener en cuenta desde el principio de su diseño. Una vez más, los slicers pueden ser de gran ayuda. Los programas de laminado en impresión 3D suelen tener funciones para garantizar que no haya paredes demasiado finas en el diseño. Esto puede ser esencial para encontrar estos problemas antes de imprimir.

Además, a pesar de estas recomendaciones, a veces las paredes pueden ser más finas que el doble del diámetro de la boquilla, que es también donde entran en juego los slicers. Para los detalles finos o las letras, el parámetro “detectar características finas” que se encuentra en los softwares permite a los usuarios imprimir paredes tan finas como el diámetro de la boquilla. El modo jarrón es otro parámetro que permite imprimir paredes del ancho del diámetro de la boquilla de la impresora. Esta función (es decir, el modo jarrón) permite a la impresora imprimir objetos similares a un jarrón en una única extrusión continua para producir impresiones estancas.

Además, se puede jugar con el grosor de las paredes, dependiendo también de factores como las estructuras de soporte. Si la pieza tiene muchos soportes, especialmente en zonas que pueden ser especialmente frágiles, puede ser posible tener paredes más finas (aunque no hay que olvidar que la eliminación de estas estructuras también sería difícil en paredes demasiado finas), ya que estos otros factores contribuyen a la resistencia de la pieza. Además, las impresoras con mayor resolución podrán crear piezas con paredes más finas, aunque, de nuevo, siempre hay que tener en cuenta los requisitos mínimos.

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*Créditos foto de portada: Materialise