Soportes de impresión 3D

La impresión 3D es una tecnología innovadora que está revolucionando el mundo de la fabricación aditiva. En parte, esto se debe a su capacidad para crear piezas y productos con patrones geométricos y diseños muy complejos. Sin embargo, conseguir esta complejidad con la impresión 3D no siempre es fácil. De hecho, muchas veces es necesario añadir soportes de impresión 3D al diseño de la pieza para que la impresión salga como se pretende y no falle durante el proceso de impresión 3D.

Cuando se trata de planificar la incorporación de soportes de impresión 3D en su próximo proyecto de impresión, los diseñadores de piezas suelen tener dudas. En esta guía sobre los soportes de impresión 3D respondemos a algunas de las preguntas más comunes, como cuándo utilizar soportes de impresión 3D, cuáles son los diferentes tipos de soportes disponibles, cómo retirar los soportes después de la impresión y mucho más.

La determinación de cuándo utilizar los soportes de impresión 3D depende en gran medida del tipo específico de tecnología de impresión 3D que se utilice. Por ejemplo, las impresoras 3D de modelado por deposición fundida (FDM) extruyen el filamento capa por capa. Por lo tanto, si su diseño de impresión tiene un saliente que no tiene un soporte inherente debajo, su impresión 3D no saldrá correctamente. En estos casos, los soportes de impresión 3D son increíblemente beneficiosos para los diseñadores de piezas. Otros ejemplos son el sinterizado selectivo por láser (SLS) y la fusión por chorro múltiple (MJF) de la impresión 3D. Estas tecnologías de impresión 3D imprimen con polvo que rodea la pieza y actúa como soporte. En estos casos, los soportes no son necesarios a la hora de planificar el diseño de la pieza.

Otro factor a tener en cuenta a la hora de decidir cuándo utilizar soportes de impresión 3D es el grado de complejidad del diseño de su pieza. Por ejemplo, en el caso de los voladizos, tendrá que evaluar el grado de inclinación. Si la inclinación es de 45 grados o menos, la mayoría de las impresoras FDM pueden imprimir el voladizo sin soportes. Por otro lado, si los ángulos de los voladizos son superiores a 45 grados, es posible que tenga que planificar el uso de soportes, ya que de lo contrario sus voladizos probablemente se deformarán. Otro ejemplo común es cuando el diseño de una pieza tiene un puente sobre un hueco entre dos zonas. Si este puente tiene una longitud superior a 5 mm, lo más probable es que tenga que incluir estructuras de soporte en el hueco en el diseño de la pieza.

El tipo de soporte de impresión 3D que utilice estará determinado por el tipo específico de tecnología de impresión 3D que seleccione. Por ejemplo, las tecnologías de impresión 3D FDM utilizan soportes de tipo árbol y celosía. Los soportes de celosía son una gran opción para mantener las piezas en su sitio y construir columnas, lo que es especialmente útil para las piezas con voladizos pronunciados en sus diseños. De hecho, los soportes de celosía son muy comunes debido a la eficiencia con la que se pueden producir y a su alto nivel de compatibilidad con la mayoría de las piezas impresas en 3D. 

Además, los soportes en forma de árbol, como su nombre indica, comienzan con troncos gruesos y se van haciendo más finos a medida que se acercan a la pieza, como las ramas de un árbol. Los soportes en forma de árbol son ideales para las piezas que necesitan una forma de soporte más selectiva, como los diseños que tienen voladizos que son estrictamente verticales.

Además, si utiliza una impresora 3D con dos cabezales de extrusión, los soportes solubles son una opción. Con los soportes solubles, los materiales que son disolubles, como el limoneno, se extruirán junto con el material de impresión 3D. Los soportes solubles son una gran opción si su presupuesto se lo permite, ya que se pueden lavar simplemente sumergiéndolos en agua.

Estos soportes disolubles son la solución ideal para garantizar un gran acabado superficial porque eliminan la necesidad de realizar pasos adicionales durante el posprocesamiento, lo que disminuye el tiempo de entrega y reduce los costes generales del proyecto. Es importante tener en cuenta que el material de impresión 3D y el material de soporte soluble no pueden extruirse juntos. Por lo tanto, si su impresora 3D sólo tiene un cabezal de impresión, los soportes solubles no son una opción.

Uno de los factores más importantes que hay que entender cuando se trata de soportes de impresión 3D es cómo se retiran de su pieza después de la impresión. Como se ha mencionado anteriormente, la facilidad para retirar los soportes puede influir en los plazos y el coste de su proyecto. Además, cuantos más puntos de la pieza estén conectados a los soportes, más posibilidades habrá de que se produzcan marcas y roturas en los puntos de apoyo.

Por ejemplo, los soportes de celosía proporcionan un soporte completo de la superficie, pero como contrapartida son difíciles de eliminar sin afectar negativamente a la calidad de la superficie de la pieza. Por el contrario, los soportes de tipo árbol, que se utilizan con más moderación y en lugares más precisos, darán lugar a menos lugares de contacto en su pieza y a un proceso de retirada mucho más fácil.

Una vez finalizada la impresión, se pueden utilizar unos alicates para girar, agarrar y retirar cuidadosamente los soportes de la impresión. Además, si el soporte que está retirando es más grande y fácilmente accesible, también puede empezar a retirarlo cuidadosamente con los dedos. Una vez retirados los soportes, si la estética es una consideración importante, puede lijar las áreas de su pieza que estaban en contacto con los soportes para crear un acabado de superficie suave.

Aunque los soportes de impresión 3D permiten crear piezas más complejas, tienen algunas desventajas. El uso de soportes requiere un desmontaje cuidadoso, la posibilidad de un posprocesamiento y el aumento de los plazos del proyecto. Dependiendo del tipo de soporte de impresión 3D que utilice, su nivel de complejidad y tamaño influirá en el tiempo total de producción. En este sentido, los tipos de soporte en forma de árbol pueden ser más exigentes para su impresora. Además, habrá que tener en cuenta los pasos de posprocesamiento que pueden ser necesarios (dependiendo del uso que se le vaya a dar), ya que la retirada del soporte y el lijado pueden requerir mucha mano de obra.  

Además del aumento del tiempo de entrega, otro inconveniente asociado a los soportes de impresión 3D es el coste de los mismos. La realidad es que los soportes de impresión 3D requieren más material para su proyecto. Por ejemplo, si los voladizos pronunciados son prominentes en su diseño y se necesitan soportes de celosía, puede terminar gastando una cantidad considerable de dinero en el material utilizado para crear los soportes. Como resultado del aumento del tiempo de entrega y de los costes asociados a los soportes de impresión 3D, hay algunas alternativas que puede considerar para su próximo proyecto de impresión 3D.

Para algunos diseñadores de piezas, los plazos de entrega añadidos y el aumento de los costes asociados a los soportes de impresión 3D son demasiado gravosos. En estos casos, hay opciones alternativas que puede explorar con las cortadoras 3D y su impresora 3D.

Cuando se trata de crear soportes para sus piezas impresas en 3D, lo ideal es equilibrar el grosor y la densidad de los soportes con la velocidad real a la que se enfrían. En otras palabras, cuanto más tiempo estén expuestos tus soportes a un calor elevado, más tiempo tardarán en enfriarse y más se habrán adherido a tu impresión. Por lo tanto, cuanto más se enfríen los soportes, más fáciles serán de retirar. Además de seguir los métodos de refrigeración adecuados, la densidad de los soportes de impresión 3D también influye en su temperatura. Por esta razón, si tienes la opción de reducir la densidad de tus soportes, éstos liberarán más fácilmente el calor.

Aquí es donde las cortadoras 3D pueden ayudarle a realizar valiosos ajustes. Un cortador de impresión 3D prepara su diseño para la impresora 3D creando un código G. Un rebanador 3D corta el modelo en capas 2D y proporciona las instrucciones de codificación a la impresora 3D para imprimir cada rebanada. Los cortadores 3D sólo se utilizan para las impresoras 3D de escritorio. Para los servicios comerciales de impresión 3D en línea, los cortadores 3D no son necesarios, y el proceso es mucho más simple como resultado.

Sin embargo, hay algunas consideraciones importantes sobre el diseño del soporte que debe tener en cuenta. Esto incluye determinar qué orientación es la más consistente a la hora de crear el soporte. Tal vez ya haya intentado ajustar la orientación de su pieza, pero sigue necesitando muchos soportes. En este caso, podría intentar modificar los voladizos. Además, podría considerar la posibilidad de separar su diseño en dos componentes distintos. El inconveniente de este enfoque es, por supuesto, que tendrá que añadir tiempo para el montaje después de la impresión. Otra alternativa es que podrías considerar el uso de una tecnología de impresión 3D diferente que no requiera el uso de soportes. Por ejemplo, las impresoras 3D SLS permiten a los diseñadores conseguir geometrías complejas sin necesidad de utilizar soportes de impresión 3D.