Velocidades de impresión

Conceptos clave en la configuración de velocidad

La velocidad de impresión en impresión 3D está gobernada por las capacidades del hardware, las propiedades del material y los ajustes del slicer. Los factores clave incluyen diámetro de la boquilla, capacidad de flujo del hotend, calibraciones, y cinemática de la impresora (p. ej., cartesiana, CoreXY, Delta). Equilibrar velocidad y calidad requiere entender cómo interactúan estos elementos.

Cinemática de la máquina y potencial de velocidad

CoreXY vs. cartesiana vs. Delta

• CoreXY: Utiliza sistemas de correas sincronizadas para mover un extrusor ligero, permitiendo altas aceleraciones (3000+ mm/s²) y velocidades de hasta 300 mm/s con artefactos mínimos.

• Delta: Los brazos ligeros permiten cambios de dirección rápidos, ideales para piezas altas pero limitados por extrusores Bowden en modelos económicos.

• Cartesiana: Los diseños tradicionales de cama móvil luchan con la inercia a altas velocidades pero siguen siendo fiables para impresiones orientadas al detalle.

Idea clave: Los sistemas CoreXY y Delta sobresalen en velocidad debido a la reducción de la masa en movimiento, mientras que las impresoras cartesianas priorizan la simplicidad sobre la velocidad.

Ajustes de velocidad del slicer explicados

Parámetros críticos

1. Velocidad de impresión predeterminada:

   • Gobierna los movimientos de extrusión generales (típicamente 40–100 mm/s).

   • Ajusta de forma incremental (+5–10 mm/s) para evitar subextrusión o desplazamientos de capa.

2. Velocidades por sección:

   • Relleno: Coincidir con la velocidad predeterminada para eficiencia.

   • Paredes exteriores: Reducir a 50–75% de la velocidad predeterminada para superficies más lisas.

   • Primera capa: Ajustar a 15–25 mm/s (o 50% de la predeterminada) para asegurar la adhesión.

   • Desplazamiento (Travel): Aumentar a 150+ mm/s (Los sistemas Bowden manejan mejor velocidades más altas).

3. Tasa de flujo volumétrico:

   • Fórmula: Tasa de flujo (mm³/s) = Diámetro de la boquilla (mm) × Altura de capa (mm) × Velocidad (mm/s).

   • Ejemplo: Una boquilla de 0,4 mm con altura de capa de 0,2 mm y 100 mm/s requiere 8 mm³/s.

   • Límites del hotend: Los hotends V6 estándar alcanzan un máximo de ~12 mm³/s, mientras que los estilo Volcano llegan a 25+ mm³/s.

Limitaciones de hardware y soluciones

Tipos de extrusor

• Extrusores con engranajes: Permiten velocidades más altas (p. ej., 300× el diámetro de la boquilla) mejorando el agarre del filamento.

• Direct Drive: Mejor para filamentos flexibles pero añade masa, limitando la aceleración.

Boquilla y altura de capa

• Regla práctica: Velocidad de impresión ≤ 100× el diámetro de la boquilla (p. ej., 40 mm/s para boquilla de 0,4 mm). Esto es solo un punto de partida para impresoras antiguas de serie; las máquinas más nuevas con buenos componentes pueden imprimir mucho más rápido.

• Altura de capa: Alturas intermedias (~50% del diámetro de la boquilla) equilibran velocidad y detalle.

Ajustes de aceleración y jerk

• Aceleración: Controla qué tan rápido la impresora alcanza las velocidades objetivo.

  • Valores altos (3000+ mm/s²): Reducen el tiempo de impresión pero arriesgan ghosting/ringing.

  • Impresoras nuevas: Las máquinas nuevas con compensación de vibraciones pueden imprimir hasta 20.000 mm/s² debido a la reducción de este efecto de ghosting/ringing.

  • Valores bajos: Mejoran la calidad superficial a costa de la velocidad.

• Jerk: Rige los cambios instantáneos de velocidad durante los giros de dirección.

  • Rango típico: 10–20 mm/s (mayor en Delta/CoreXY).

Nota: Las piezas pequeñas pueden no beneficiarse de altas velocidades debido a la distancia limitada de aceleración.

Flujo de trabajo práctico para optimizar la velocidad

1. Calibración base:

   • Comienza con las velocidades recomendadas por el fabricante para tu material.

   • Imprime una torre de temperatura y modelo de prueba de velocidad para identificar los límites.

2. Prioriza secciones:

   • Maximiza las velocidades de relleno y desplazamiento.

   • Ralentiza las paredes exteriores y las primeras capas para la calidad.

3. Monitorea el flujo volumétrico:

   • Asegúrate de que los ajustes del slicer se alineen con las capacidades del hotend (p. ej., la Bambu Lab X1C maneja 32 mm³/s).

4. Ajusta la mecánica:

   • Tensa las correas y lubrica las varillas para reducir las vibraciones a altas velocidades.

   • Actualiza a boquillas de alto flujo (p. ej., CHT, Volcano) para materiales exigentes.

Solución de problemas comunes

• Subextrusión: Aumenta la temperatura del hotend o reduce la velocidad.

• Ghosting/Ringing: Reduce la aceleración/jerk o instala modelado de entrada (input shaping) (Klipper).

• Fallas de adhesión: Reduce la velocidad de la primera capa y aumenta la temperatura de la cama.