Altura de la capa, juega un papel vital en la calidad, velocidad, resistencia y apariencia cosmética de su impresión.
Desafortunadamente, no existe un enfoque único para determinar la mejorlo. A menudo, la mejor altura de capa depende del objeto que esté imprimiendo y su propósito.
¿Qué es la altura de la capa?
Es la altura de cada capa de plástico extruida por su impresora 3D. Se describe mejor como el grosor de cada capa.
Las impresoras 3D crean objetos “imprimiendo” una capa a la vez.
Una impresora 3D de filamento extruye plástico fundido mientras sigue una ruta de viaje. Y una impresora de resina solidifica una capa de resina a la vez.
Cada capa (rebanada o sección transversal) se basa en las capas anteriores para construir un objeto.
La altura de la capa se mide en micras o milímetros. Una micra equivale a 0,001 mm.
Diferentes impresoras pueden producir diferentes alturas de capa. Las alturas típicas de las capas suelen oscilar entre 0,05 mm y 0,24 mm (50 a 240 micras).
La mayoría de las impresoras de filamento económicas, como la Ender 3, tienen una altura de capa mínima de 0,12 mm. Incluso las impresoras 3D de gama alta como la Prusa i3 MK3S+ no recomiendan imprimir con una altura de capa inferior a 0,1 mm.
Si necesita imprimir a una altura de capa más baja, querrá considerar comprar una impresora 3D de resina.
Las impresoras de resina pueden imprimir alturas de capa mucho más finas .
Pueden imprimir a una altura de capa de 0,5 mm con extremo detalle y precisión.
La altura de cada capa se determina en la configuración de corte y juega un papel esencial en la calidad de impresión, la velocidad de impresión, la suavidad y la resolución.
Las capas de impresión más altas tienen velocidades de impresión más rápidas pero sacrifican la fuerza, el detalle y la resolución. Las alturas de capa más finas producen impresiones más detalladas, pero tardan mucho más en completar la impresión.
En última instancia, la mejor altura de capa es la que equilibra la velocidad, el detalle y la fuerza para la impresión final.
Cómo afecta la altura de la capa a la calidad de impresión
La impresión a una altura de capa más baja crea una impresión final más detallada. Con una altura de capa más baja, las impresiones tienen una apariencia más suavizada ya que las capas son menos obvias.
Esto se debe a que el alto del corte inferior tendrá una menor rugosidad de la superficie y las líneas de la capa serán menos visibles en ángulos poco profundos y curvas en el eje Z.
Dado que la rugosidad de la superficie disminuye con una altura de capa más fina, recomendamos imprimir artículos cosméticos con alturas de capa más pequeñas.
Incluso si planea posprocesar su impresión 3D, puede ser una buena idea imprimir con una altura de capa más pequeña. La menor rugosidad de la superficie causada por las líneas de las capas facilita el lijado, el sellado y la pintura de sus modelos.
Por otro lado, la impresión con alturas de capa más grandes sacrifica los detalles en la impresión final.
A una altura de capa más alta (0,16 mm o más), su impresora 3D simplemente no puede producir el mismo nivel de detalle. Al comparar el mismo objeto impreso con diferentes alturas de capa, el impreso con una altura de capa más alta tiene una apariencia de menor resolución.
Las líneas no son rectas sino en bloques. Similar a un videojuego retro.
En la imagen de arriba, el modelo de la izquierda se imprimió con una altura de capa de 0,12 mm, mientras que el de la izquierda tiene una altura de capa de 0,28 mm. El modelo de la derecha parece estar impreso con una resolución más baja.
La diferencia no es demasiado notable para la mayor parte de la impresión. Sin embargo, cerca de la parte delantera del barco, donde la impresión está inclinada, el modelo de la derecha tiene una apariencia de escalera. En comparación con la impresión de la derecha, que tiene una altura de capa más baja y un ángulo suavizado.
Si no necesita detalles finos en sus impresiones terminadas, puede estar perfectamente bien imprimir a una altura de capa alta. Hay algunos beneficios de imprimir con capas más altas, como veremos pronto.
Imprimir con líneas de capa más finas parece una mejor opción al principio. Una mejor calidad de impresión y las impresiones terminadas requieren menos procesamiento posterior.
Pero la impresión con una altura de capa baja tiene un gran inconveniente: la impresión con líneas de capa más bajas aumenta el tiempo de impresión requerido .
Cómo afecta la altura de la capa a la velocidad y el tiempo de impresión
Tiene una correlación directa con la cantidad de tiempo de impresión requerido para un objeto.
Una altura de capa más alta da como resultado tiempos de impresión más cortos y una velocidad de impresión más rápida porque se requieren menos capas para que la impresora se construya.
Las alturas de capa más cortas tienen un tiempo de impresión más largo porque cuanto menor sea la altura de la capa, más capas se deben imprimir.
Por ejemplo, suponga que desea imprimir un objeto de 100 mm de altura. Si elige una altura de capa de 0,2 mm, la impresión tendrá 500 líneas de capa. Reducir a la mitad la altura de la capa a 0,1 mm le daría a la impresión 1000 capas.
Aunque varios factores juegan un papel en el tiempo de impresión, puede esperar que se tarde mucho más en imprimir con una altura de capa más baja, tanto como el doble del tiempo de impresión con el doble de altura de capa.
La imagen de arriba muestra una captura de pantalla del software de corte Cura, con ajustes de corte para imprimir a una altura de capa de 0,12 mm. Según el software, imprimir este modelo 3D Benchy llevará 3 horas y 23 minutos.
En la foto de arriba, hemos mantenido todas las configuraciones iguales excepto la altura de la capa. Después de aumentar la altura de la capa a 0,28 mm, hemos reducido el tiempo total de impresión a 1 hora y 27 minutos.
Al aumentar la altura de la capa, podemos imprimir el mismo objeto en menos de la mitad del tiempo.
Imprimir con capas más gruesas es un gran truco para aumentar la velocidad de impresión y reducir los tiempos totales de impresión. Sin embargo, la impresión a una altura de capa superior sacrifica los detalles y la resolución de impresión.
Recomendamos imprimir con una altura de capa más alta para impresiones más grandes y objetos que no sean cosméticos. Si su impresión no requiere detalles finos, puede imprimir con seguridad en una altura de capa más alta sin preocuparse por la apariencia final.
Si necesita detalles más finos, querrá continuar con la impresión a una altura de capa más baja y aceptar el tiempo de impresión más largo.
¿La altura de la capa afecta la fuerza?
Las alturas de capa más pequeñas producen objetos más fuertes. Un estudio encontró que la impresión con una boquilla más grande y una altura de capa más baja hizo las impresiones 3D más fuertes.
Según el estudio, un diámetro de boquilla más grande proporciona una superficie de contacto más amplia para cada capa, lo que promueve una mejor adhesión de la capa y una unión más fuerte.
Las capas pequeñas producen impresiones con más líneas de capas que ayudan a dispersar la carga concentrada (entre otras líneas de capas) y crean una impresión 3D más robusta .
Como regla general, puede aumentar la resistencia de un objeto impreso en 3D orientando su modelo en una posición en la que las cargas mecánicas actúen en dirección transversal en lugar de paralela .
Si esto no es práctico o factible, puede reforzar el modelo imprimiendo con paredes más gruesas, agregando más contornos, usando un relleno más denso o usando un patrón de relleno más fuerte para dispersar las cargas mecánicas.
Para un análisis más profundo, vea el siguiente video de CNC Kitchen.
Diámetro de boquilla y alturas de capa
Al determinar con qué altura de capa imprimir, debe usar una altura de capa entre el 25 % y el 80 % del diámetro de la boquilla.
Si su impresora 3D tiene un diámetro de boquilla estándar de 0,4 mm, puede imprimir con una altura máxima de capa de 0,32 mm y una altura mínima de capa de 0,1 mm.
A continuación se muestra una tabla con las alturas mínimas y máximas de capa para cada diámetro de boquilla:
| Tamaño de boquilla | Altura mínima de la capa | Altura máxima de capa |
| 0,20 mm | 0.05 | 0.16 |
| 0,25 mm | 0.06 | 0.20 |
| 0,30 mm | 0.08 | 0.24 |
| 0,40 mm | 0.10 | 0.32 |
| 0,50 mm | 0.13 | 0.40 |
| 0,60 mm | 0.15 | 0.48 |
| 0,80 mm | 0.20 | 0,64 |
| 1,00 mm | 0.25 | 0.80 |
Puede aumentar o disminuir el tamaño de la boquilla si desea imprimir fuera de este rango.
La impresión con un diámetro de boquilla más grande le permite imprimir a una altura de capa más grande.
Un diámetro de boquilla más grande aumenta drásticamente la altura máxima de la capa, lo que significa que puede reducir mucho el tiempo de impresión y crear impresiones más rápidas.
Las boquillas más grandes también requieren menos perímetros en la pared de impresión.
¿Cuál es la mejor altura de capa?
Generalmente, la mejor para la impresión 3D es de 0,2 mm. Esta logra un buen equilibrio entre la velocidad de impresión y la calidad de impresión.
Una altura de capa de 0,2 mm funciona bien tanto para impresiones pequeñas como grandes.
Por supuesto, la impresión con un grosor de capa de 0,2 mm es una recomendación general.
Según sus necesidades, es posible que desee aumentar o disminuir la altura de la capa. Las capas más gruesas suelen ser mejores para impresiones grandes y objetos funcionales. Las capas más pequeñas son mejores para impresiones pequeñas y piezas de exhibición.
La importancia de la altura de la capa en el diseño de objetos
La altura de la capa de su impresora juega un papel importante en la precisión geométrica de su pieza. Si está diseñando sus piezas, es mejor incorporar la altura de capa deseada en la pieza en la fase de diseño .
Quizás se pregunte por qué.
A modo de ejemplo, supongamos que está imprimiendo con una Ender 3, que puede imprimir a alturas de capa de 0,12 mm, 0,16 mm, 0,2 mm y 0,28 mm. Supongamos también que está diseñando una pieza con una dimensión crítica de 28,6 mm en la dirección Z.
Suponiendo que tiene una impresora 3D calibrada con una cama de impresión nivelada , la única altura de capa que debe considerar usar para su impresión es de 0,2 mm.
Sabemos que 0,2 mm es la altura de capa óptima porque la altura total de la impresión de 28,6 mm es divisible por 0,2 mm, lo que crea una altura de capa uniforme.
- 28,6 mm / 0,12 mm = 238,3 capas
- 28,6 mm / 0,16 mm = 178,75 capas
- 28,6 mm / 0,2 mm = 143 capas
- 28,6 mm / 0,28 mm = 102,143 capas
Si elegimos la altura de la capa de 0,28 mm, la altura z total de esta función crítica sería de 28,84 mm (103 capas x 0,28 mm).
Una diferencia de 0,04 mm no es motivo de preocupación para la mayoría de las impresiones 3D. Pero si está diseñando piezas funcionales donde la precisión geométrica y dimensional es crítica, es esencial considerar la altura de la capa de impresión 3D en la fase de diseño.
No es necesario tener en cuenta la altura de la capa en el diseño de la mayoría de las impresiones 3D. Y los modelos cosméticos y los artículos de exhibición no necesitan preocuparse por eso.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la mejor altura de capa para la velocidad?
La velocidad de impresión y el grosor de la capa son inversamente proporcionales. La mejor altura de capa para la velocidad con una boquilla estándar es de 0,32 mm.
Si desea imprimir más rápido, puede aumentar la velocidad de impresión actualizando a una boquilla con un diámetro de boquilla más grande e imprimiendo capas gruesas a una altura de capa más alta.
¿Cuál es la mejor altura de capa para la creación de prototipos?
Cuando está imprimiendo objetos prototipo, la velocidad es lo más importante. Recomendamos imprimir con un diámetro de boquilla grande, una altura de capa alta y un relleno mínimo para imprimir prototipos rápidamente.
¿Cuál es la mejor altura de capa para el detalle?
La mejor para el detalle con un diámetro de boquilla estándar es de 0,12 mm. Las capas finas producen impresiones más detalladas. Si desea impresiones aún más detalladas, puede cambiar a una impresora de resina e imprimir a una altura de capa de 0,05 mm.
¿Cuál es la mejor altura de capa para su eje Z?
Puede usar la calculadora de altura de capa óptima para encontrar la mejor altura de capa para su eje Z.
La calculadora lo ayuda a seleccionar una altura de capa donde su eje Z solo se mueve en incrementos de pasos completos, lo que ayuda a reducir los errores en su impresión 3D. La calculadora es ideal para impresoras 3D con tornillos de avance imperiales e impresiones con alturas de capa inusuales con tornillos de avance métricos.
Conclusión
No existe un enfoque único para elegir la mejor altura de capa de impresión 3D. Deberá considerar la aplicación de su impresión 3D y determinar el equilibrio entre velocidad, calidad y resistencia.
Para la mayoría de las aplicaciones, 0,2 mm es el punto ideal para la calidad y la velocidad.
Las impresiones detalladas deben imprimirse con capas más finas y puede aumentar la velocidad de impresión utilizando una altura de capa mayor.
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Explicación del diámetro de la boquilla y la altura de la capa.
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