WARPING, ¿Qué es y cómo prevenirlo?

warping en ABS
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¿Si os estáis preguntando por qué se producen esas deformaciones tan aparatosas, que nos hacen desechar y malgastar una pieza con el gasto en material que eso conlleva? Estáis en el lugar indicado, os explicamos el por qué se produce, las causas y por su puesto como evitarlo y resolverlo. Seguir leyendo:  

¿Qué es el Warping?

La deformación que se produce en la base de la impresora 3D, también llamada warping, es un fenómeno físico que ocurre durante el proceso de deposición del material. Y, básicamente consiste en que la pieza se deforma o contrae en la base, provocando que la pieza se desprenda de su lecho de impresión.

¿Cuáles son las causas del Warping?

La deformación o «warping» es la causa de una contracción natural que afecta a los polímeros cuando se enfrían. Cuanto más grande sea la pieza, mayores fuerzas de contracción sufrirá. Cuando las capas superiores se contraen debido al enfriamiento del aire, tiran de las capas inferiores hacia arriba, lo que levanta la parte fijada a la cama de impresión.

¿Cómo prevenir el Warping?

Los fabricantes de impresoras 3D utilizan varias soluciones para reducir la deformación:

1. Usar camas de impresión microperforadas.
2. Imprimir capas adicionales alrededor de la pieza para aumentar su área de superficie en la cama.
3. Otras soluciones pasan por usar pegamento en la placa o base de impresión.

Sin embargo, no todas estas soluciones evitan las tensiones mecánicas en la pieza y solo permiten solucionar el problema, con diversos grados de éxito.

¿Existe una solución sostenible para evitar la deformación?

La única solución viable es mantener la pieza a alta temperatura. Es decir, debe mantenerse cerca de su temperatura de transición vítrea para un material polimérico amorfo, o de su temperatura de cristalización en el caso de un material semicristalino. En pocas palabras, la temperatura de transición es la temperatura a la que cierto plástico comienza a ablandarse.

Tomemos, por ejemplo, el caso de una pieza ABS. Si la cámara de impresión se calienta y se mantiene a una temperatura cercana a su temperatura de transición vítrea (por ejemplo, 80 ° C o 90 ° C), el material tendrá un comportamiento mucho más consistente y uniforme. En cada capa agregada, el material solo se encogerá aproximadamente un 0,05% en lugar de un 0,5%. Dado que se reducen las tensiones en la pieza, ya no existe ningún riesgo de que la pieza se despegue o se rompa.

Por nuestra experiencia, podemos decir que utilizar un material de soporte distinto al material base que se adhiera mejor a la cama (siendo además soluble) junto con una cámara calefactable (a una temperatura elevada), permite reducir este tipo de tensiones, como hacen grandes marcas como Stratasys.

Impresión 3D sin cámara calefactada
Impresión 3D con cámara calefactada

Warping en materiales técnicos de alto rendimiento

Los materiales de alto rendimiento como PEEK (PolyEtherEtherKetone), PEI (PolyEtherImide) y PEKK (PolyEtherKetoneKetone) tienen propiedades mecánicas excepcionales y alta resistencia al calor, por eso son incluso más difíciles de imprimir que el resto de termoplásticos como PLA, ABS, etc.

Tienen temperaturas de cristalización y / o transición vítrea muy altas (más de 200 ° C), y algunas tienen una tasa de contracción del 2% (en comparación con aproximadamente el 0,5% del ABS y el 0,2% del PLA). Es decir, una pieza de 200 mm de largo se contrae 4 mm por cada capa si la temperatura de la cámara no se aumenta hasta la temperatura idónea de trabajo.

Extrusor, cama y cámara

Tener un extrusor de alta temperatura (más de 400 ° C) y una base de impresión de alta temperatura (200 ° C) no es suficiente para imprimir polímeros de alto rendimiento. En realidad, es imposible imprimir piezas grandes de PEEK con una cámara que solo se calienta hasta 90 ° C o incluso 120 ° C; sólo se pueden imprimir con relativo éxito piezas de pequeño tamaño. Desafortunadamente, ¡no podemos trabajar al margen de las leyes de la física!

Para el PEEK en concreto, es esencial calentar la cámara a una temperatura muy alta, generalmente 270-280 ° C para limitar la deformación. Los grupos químicos que fabrican PEEK y polímeros de alto rendimiento están trabajando para hacer materiales más adaptados a los procesos de impresión 3D pero, en cualquier caso, una cámara a alta temperatura, definitivamente mejorará la calidad de la pieza.

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