Velocidades de impresión

Conceptos clave en la configuración de velocidad

La velocidad de impresión en la 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 (por ejemplo, Cartesianas, CoreXY, Delta). Equilibrar velocidad y calidad requiere entender cómo interactúan estos elementos.

Cinemática de la máquina y potencial de velocidad

CoreXY vs. Cartesianas vs. Delta

• CoreXY: Utiliza sistemas de correas sincronizadas para el movimiento liviano del cabezal de impresión, permitiendo altas aceleraciones (3000+ mm/s²) y velocidades de hasta 300 mm/s con artefactos mínimos.

• Delta: Los brazos livianos permiten cambios de dirección rápidos, ideales para impresiones 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.

Insight clave: Los sistemas CoreXY y Delta destacan en velocidad debido a la reducción de 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 por defecto:

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

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

2. Velocidades específicas por sección:

   • Relleno (Infill): Igualar la velocidad por defecto para eficiencia.

   • Paredes exteriores: Reducir a 50–75% de la velocidad por defecto para superficies más suaves.

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

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

3. Caudal volumétrico:

   • Fórmula: Caudal (mm³/s)=Diámetro de boquilla (mm)×Altura de capa (mm)×Velocidad (mm/s)Caudal (mm³/s)=Diámetro de 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 como máximo ~12 mm³/s, mientras que los estilo Volcano llegan a 25+ mm³/s.

Limitaciones de hardware y soluciones

Tipos de extrusor

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

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

Boquilla y altura de capa

• Regla general: Velocidad de impresión ≤ 100× diámetro de 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 de rango medio (~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 para Delta/CoreXY).

Nota: Las impresiones pequeñas pueden no beneficiarse de altas velocidades debido a la distancia limitada para acelerar.

Flujo de trabajo práctico para la optimización de velocidad

1. Calibración base:

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

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

2. Prioriza secciones:

   • Maximiza las velocidades de relleno y desplazamiento.

   • Reducir la velocidad de las paredes exteriores y de las primeras capas para la calidad.

3. Monitorea el caudal volumétrico:

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

4. Ajusta la mecánica:

   • Aprieta las correas y lubrica las varillas para reducir los ruidos a altas velocidades.

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

Resolución 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).

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