¿Alguna vez has intentado imprimir jarrones, cuencos, tazas y otros modelos a prueba de agua? Si es así, ¿qué tipo de filamento usaste, con qué configuraciones lo imprimiste? ¿Pudiste alguna vez hacer que tu modelo fuera hermético?

Probablemente ya sepas que los modelos 3D no serán resistentes al agua sin ningún trabajo adicional. Si intentaste llenar varios jarrones impresos con configuraciones regulares (0.15 mm – Quality, relleno Giroide al 15%) con agua, probablemente descubriste que los modelos con paredes delgadas tienden a gotear mucho, mientras que aquellos con paredes gruesas generalmente retienen mucho el agua. mejor. La naturaleza de la impresión 3D significa que puede que no tenga las mismas características a las que estamos acostumbrados de los plásticos moldeados por inyección o soplado, por lo que es necesario hacer algunos ajustes para evitar fugas de líquidos. En este artículo, os mostramos consejos y trucos útiles que evitan las fugas de agua y harán que tus impresiones sean más funcionales.

Fácil No Siempre Es Lo Mejor

Tu primer pensamiento podría ser que la forma más fácil de lograr una impresión hermética es con algún tipo de posprocesamiento. Simplemente imprime el objeto, luego cúralo con resina epoxi o alísalo con acetona, etc. Sin embargo, estos procesos pueden no ser la solución más práctica. Necesitas dedicar más tiempo al posprocesamiento, incluso reunir algunas herramientas necesarias, es posible que se requiera manipulación con acetona, etc. Por estas razones, es mejor diseñar tu impresión y ajustar la configuración de tu laminador de manera que la impresión sea impermeable desde el inicio, y no hay necesidad de realizar un posprocesamiento.

La buena noticia es que hemos realizado numerosas pruebas para que encuentres la mejor configuración para realizar impresiones impermeables. Imprimimos varias docenas de modelos de prueba para encontrar dónde se encuentra el límite impermeable, luego comparamos nuestros resultados junto con algunas de las sugerencias que se dan comúnmente en Internet y nos complace presentarte los resultados.

Elección de material

Hay filamentos que traen buena resistencia mecánica, térmica o química, pero ¿hay algún tipo de material que destaque por su resistencia al agua? Bueno, sí, pero en realidad no.

En primer lugar, hay algunos filamentos como PVA y BVOH que no son aptos para intentar imprimir una pieza estanca porque son solubles en agua. Si vertieras agua dentro de una impresión creada en uno de estos filamentos, en poco tiempo comenzaría a gotear y se convertiría en algo parecido a la nariz de alguien. Pero, ¿hay alguna diferencia entre el PLA y el PETG?

Este es nuestro veredicto: si imprimes modelos con paredes gruesas (6 perímetros / 2-3 mm o más), en realidad no importa con qué material lo imprimas. Sin embargo, con paredes delgadas (2-4 perímetros / 0,9-1,8 mm) la diferencia se hace evidente. Aquí, la mejor barrera contra el agua la proporciona el PP, seguido del CPE, PC, ASA y ABS. El TPEE fue un poco peor, pero aún así tuvo resultados muy similares. Otros filamentos probados (HIPS, Nylon, PETG, PLA, PVB) tuvieron significativamente más filtraciones.

Varias fuentes afirman que el PLA puede disolverse parcialmente en agua y perder su capacidad para retener agua. La realidad es que el PLA no se disuelve, pero en ciertas condiciones puede hincharse y servir como mecha para el agua, lo que significa que, en teoría, puede haber una situación en la que llenarías el jarrón con agua y gotearía después de varias semanas. Sin embargo, en nuestras pruebas, no tuvimos este problema con ninguno de nuestros objetos de prueba (impresos con Prusament PLA). Esto incluyó macetas impresas en PLA, que durante nuestro largo período de prueba, no notamos ninguna fuga, ( mira nuestro artículo de jardinería).

Eligiendo el modelo adecuado

Una de las claves del éxito es evitar modelos demasiado complejos. Los modelos con formas complejas suelen tener más agujeros en las paredes que pueden provocar fugas. También es bueno elegir modelos con paredes gruesas (2-3 mm o incluso más gruesas). Si eliges un modelo que te permite configurar, por ejemplo, solo 2 perímetros, probablemente no podrá retener agua y requerirá algún tipo de procesamiento posterior.

Altura de la capa

Varios artículos dicen que debes aumentar la altura de la capa para reducir las costuras de las capas, una de las principales fuentes de fugas. Del mismo modo, algunas personas dicen que imprimir impresiones transparentes también es mejor con capas altas – nosotros rechazamos esta hipótesis. Ahora también hemos rechazado este método para imprimir modelos a prueba de agua. Imprimir con capas ligeramente más gruesas tiene sentido solo para imprimir con boquillas más anchas, pero cuando hablamos de boquillas de 0.4, es mejor imprimir con una altura de capa de 0.15 mm. Contrariamente a las declaraciones de otras personas, encontramos que las alturas de capa más bajas (0.05 mm) tenían las mejores propiedades de impermeabilidad y las alturas de capa más altas (0.3 mm) tenían las peores. Para ser claros, parecía que la principal fuente de fugas no era el contacto entre capas, sino las costuras y las transiciones entre el relleno sólido y los perímetros. La impresión con una altura de capa de 0.15 mm no solo proporciona una gran calidad de impresión, sino también una impermeabilidad bastante buena. El objetivo principal es hacer que la pared sea lo más densa posible y demostramos que la mejor manera de lograrlo es imprimiendo con poca altura de capa, relleno sólido y alta temperatura. Consulta nuestro artículo anterior sobre impresión de piezas transparentes.

Capas inferior/superior

No nos olvidamos de probar varias capas sólidas superiores / inferiores. Curiosamente, descubrimos que el número de capas sólidas no es tan importante como el número de perímetros. Todos nuestros objetos de prueba con 2-7 capas sólidas inferiores (y 8 perímetros) eran impermeables. Es importante saber que los fondos de estos objetos de prueba cilíndricos se imprimieron con una superficie plana hacia abajo en la cama de calor y que la primera capa puede haberse convertido en la barrera principal contra el agua debido a que se aplastó en la cama. El principal problema con las capas sólidas inferiores es la superposición de relleno entre las capas sólidas y los perímetros. Puede modificar estas configuraciones (configuración de impresión / avanzada / superposición de relleno) para mejorar la conectividad o aumentar el flujo (ver más abajo).

Perímetros

Los resultados de nuestras pruebas muestran que el número de perímetros es el elemento más importante (más común) que influye en la impermeabilidad de la impresión final, dicho simplemente: Cuantos más perímetros uses, mayor será la probabilidad de que termines con una impresión a prueba de agua. En nuestras pruebas, la mayoría de las piezas impresas en 3D funcionaron bien con 4-6 perímetros (espesores de pared de 2-3 mm). Por supuesto, varios materiales tienen diferentes perímetros necesarios para ser impermeables. A continuación, encontrarás los límites para los materiales elegidos cuando imprimas un cilindro de prueba simple:

La impresión con un perímetro en modo vaso fue suficiente para volverse impermeable para todos los materiales probados. Esto ayudó a respaldar nuestro hallazgo de que la principal fuente de fugas que se encuentran en las impresiones es la costura que se crea al cambiar de capa. Se pueden imprimir modelos más simples en modo vaso, pero es posible que las formas complejas no. Por eso consideramos dos perímetros como el valor más bajo.

Flujo

Al aumentar la configuración de flujo, también puedes hacer que el modelo sea más impermeable, pero tiene una gran desventaja: la impresión perderá sus dimensiones precisas y probablemente tendrá una superficie antiestética. Puede que no te moleste mucho si estás imprimiendo un diseño que no requiere mucha precisión, a menudo puedes aumentar el flujo a 105-110% (ajustes de filamento / multiplicador de extrusión), pero no olvides que probablemente causará muchos hilos y goteo (en PETG, por ejemplo).

Aumentar el flujo es probablemente la forma más sencilla de obtener cualidades impermeables para tu impresión 3D. Si deseas imprimir con el modo vaso, esta es probablemente la única forma de sellar las paredes (a menos que desees seguir el camino del posprocesamiento).

Un par de consejos más

• Asegúrate de que la boquilla está limpia por fuera y por dentro. Las partículas de polvo (y otras) presentes en la boquilla, o la obstrucción de la boquilla, pueden aumentar el número de orificios dentro de la impresión.
• Si imprimes modelos con paredes gruesas, no es necesario imprimirlos con un relleno del 100%, pero en este caso, es importante aumentar el número de perímetros. Un mayor número de perímetros no solo aumenta la impermeabilidad sino que también mejora las propiedades mecánicas del modelo.
• Aumentar la temperatura de 5 a 10 °C (según el tipo de filamento). La configuración más ideal es aumentar la temperatura en combinación con alturas de capa bajas, esto mejorará la conexión de capa a capa. El resultado debería ser un modelo lo más denso posible.

Resumiendo todo

• Elije formas simples para imprimir
• Es mejor imprimir modelos de paredes delgadas con PP o CPE
• No aumentes la altura de la capa (0.15 o menos es bueno)
• La cantidad de capas inferiores no importa. Sin embargo, configúralo en 5 o más, solo para estar seguro.
• Imprime con 4 perímetros o más (cuando no imprimas en modo Vaso).
• Aumenta el flujo si no puede usar más perímetros.

Soluciones de posprocesamiento

Como hemos mostrado, con algunos cambios de configuración básicos y la elección correcta en filamento, normalmente es posible obtener impresiones a prueba de agua sin ningún posprocesamiento, pero ¿y si necesitamos un poco más? A continuación, presentamos algunas posibilidades de posprocesamiento para aprovechar al máximo tus impresiones.

Laca acrílica

El método más simple y fácil de usar para hacer un jarrón impermeable es usar barniz acrílico transparente. Simplemente rocía el modelo por fuera y por dentro unas cuantas veces y déjalo secar. El barniz acrílico (mate y brillante) se puede comprar en tiendas o ferreterías. Ten en cuenta que no recomendamos el uso de barniz acrílico para hacer modelos aptos para alimentos. Para estos casos, sugerimos utilizar resina epoxi de grado alimenticio certificada o elegir otro método de posprocesamiento de la superficie.

Esmalte de uñas

Esto puede sonar un poco extraño, pero el esmalte de uñas también puede sellar la superficie. Su principal ventaja es la accesibilidad, simplemente cómpralo en una droguería o pregúntale a quien lo use. La principal desventaja de este método es su aplicación poco práctica, el esmalte de uñas suele estar en botellas pequeñas con pinceles diminutos. Además, es bastante caro en comparación con otros métodos.

Resina epoxi

Sellar la superficie con resina epoxi de grado alimenticio no solo lo ayudará a hacer que el modelo sea impermeable, sino que también es uno de los pocos métodos que se pueden usar para hacer platos impresos en 3D aptos para alimentos. Ten en cuenta que el uso de resina epoxi es un trabajo muy complicado que conlleva vapores que probablemente requerirán medidas de seguridad adicionales. Es muy recomendable utilizar guantes y protección respiratoria como mínimo. Siempre debe seguir las recomendaciones del fabricante, especialmente cuando intentes hacer modelos aptos para alimentos. El curado de la resina epoxi también puede llevar varios días, lo que aumenta el tiempo de espera para completar tu proyecto.

Alisado químico

De lejos, el método de posprocesamiento más elegante es el alisado químico. Es un trabajo relativamente limpio, aunque suele tener algo de olor. Sin embargo, el resultado es una versión limpia y suave del material que utilizó. Probablemente, el mayor inconveniente de este método es la escasa cantidad de materiales que pueden ser fácilmente alisados. Para ser claros: cada tipo de filamento tiene su solvente, pero solo hay cuatro materiales que se pueden suavizar con productos químicos comunes y seguros: ABS, ASA, HIPS y PVB. No discutiremos los métodos de suavizado químico aquí, tomaría todo el artículo. Espera un minuto, ¡ya lo hemos hecho! Echa un vistazo a nuestro artículo anterior y consulta nuestra guía de materiales para obtener más información.

Hacer jarrones, tazas y otros modelos a prueba de agua no es ciencia espacial. Con la configuración de impresión adecuada, puedes imprimir una gran variedad de modelos y con un poco de posprocesamiento, casi todo puede volverse impermeable. Puede objetar que no mencionamos todas las posibles variantes. Por ejemplo, la impregnación al vacío o el recocido no se encuentra aquí, pero con suerte, todos estaremos de acuerdo en que estos son métodos avanzados y poco utilizados, incluso por los creadores más experimentados. En un artículo futuro, te mostraremos si es posible o no imprimir modelos verdaderamente herméticos (sellados), por ejemplo, cajas que se pueden cerrar y que pueden sumergirse en agua durante algún tiempo. Mientras tanto, nos encantaría que compartieras tus impresiones herméticas con nosotros. ¡Felices impresiones!