Uno de nuestros principales objetivos durante los últimos dos meses ha sido resolver el problema de los artefactos verticales (VFA) en la Prusa CORE One y otras impresoras. He publicado varias actualizaciones a lo largo de todo el proceso, y me complace decir que, gracias a los últimos avances, podemos dar por concluido este capítulo.

Como suele ocurrir, una cosa lleva a la otra. Nuestro trabajo con los VFA dio como resultado mejoras significativas en el acabado superficial de todas las impresiones – es una nueva función de PrusaSlicer, ¡y es algo casi de lo que todas las impresoras 3D del mercado pueden beneficiarse de ello! La solución es completamente de código abierto, y estoy deseando ver la dirección que le da alguien como @softfever con OrcaSlicer. Pero eso es solo el principio: hay muchos temas que debatir. Los VFA son solo una parte de todo esto.

Antes de lanzar un nuevo modelo de impresora, realizamos pruebas exhaustivas utilizando tomografías computarizadas y sistemas multisensoriales, que confirman que nuestras máquinas son excepcionalmente precisas. Para muchos usuarios, esto es lo que significa “máxima calidad de impresión”. Lo que diseñas es lo que imprimes. Pero no se trata solo de la resistencia o la precisión de los objetos impresos. También queremos un acabado superficial agradable. En otras palabras, podemos analizar la calidad de impresión desde múltiples ángulos – literalmente.

Se avecina un artículo largo, así que aquí va un resumen:

  • 2 nuevas funciones geniales de PrusaSlicer
  • Perfiles de impresión mejorados
  • Nuevo ajuste de la correa (comprueba también si el cabezal de impresión golpea durante el homing)
  • El resultado: superficies uniformes y VFA reducidos.

El Problema: Brillo Inconsistente y Superficies Mates

Seguro que lo has visto antes. Estás imprimiendo un modelo y, por alguna razón, algunas partes son brillantes mientras que otras son mates, lo que crea unas feas rayas horizontales. Esto se nota especialmente en las piezas mecánicas, que a menudo se imprimen con PETG negro, que puede ser MUY brillante.

La causa es la función de «ralentización del enfriamiento». En capas con una sección transversal pequeña, la impresora debe ralentizarse para dar tiempo al plástico caliente a enfriarse y solidificarse antes de imprimir la siguiente capa. Sin ello, el modelo se deformaría. Pero es precisamente aquí donde el material adquiere propiedades ópticas diferentes, lo que da lugar a una calidad superficial inconsistente. Algunos materiales son más propensos a ello, mientras que en otros no se nota.

El problema con el Método Antiguo

La forma en que todos los lamiunadores derivados de Slic3r manejan esta situación es obligando a la impresora a ralentizar cada parte del proceso de impresión para esa capa. El problema es que imprimir un filamento brillante a diferentes velocidades cambia su reflectividad y su aspecto general. Peor aún, la ralentización a veces puede obligar a la impresora a funcionar a una velocidad que provoca vibraciones o resonancia en su estructura. Estas vibraciones se transfieren a la impresión, lo que da lugar a un acabado superficial irregular y a artefactos visibles (¡VFA!) en el exterior del modelo.

Todo esto se puede visualizar directamente en PrusaSlicer en la vista previa del código G cambiando al modo Velocidad o, mejor aún, al modo Velocidad Real.

PrusaSlicer Beta 2.9.3 con la opción de “Superficie Consistente”

La nueva beta de PrusaSlicer viene con una mejora importante llamada “Consistent Surface.”. Esta nueva estrategia de enfriamiento es mucho más inteligente. Da prioridad a ralentizar primero las áreas menos visibles, como el relleno. Solo ralentizará los perímetros cuando sea absolutamente necesario, e incluso entonces, lo hará manteniendo la velocidad original para el segmento final del bucle. Esto permite conseguir una velocidad de impresión y acabado superficial uniformes a lo largo de todo el modelo.

Con el PETG negro, la mejora es espectacular. Con los filamentos mate, la diferencia es más sutil, pero sigue siendo perceptible si se observa con atención.

Con el PETG negro, la mejora es más notable.

 

Con filamentos mate, como este PLA, no se aprecia ninguna diferencia, a menos que se mire muy de cerca.

Puede volver al comportamiento anterior en el menú Configuración de Filamento – Enfriamiento – Lógica de ralentización de la refrigeración.

Por cierto, mientras trabajábamos en este tema, nos dimos cuenta de que OrcaSlicer tiene una función llamada «Don’t Slow Down Outer Walls» que intentó resolver el problema con un enfoque diferente. Concretamente, «igiannakas» hizo un gran trabajo en este sentido. Nuestra implementación es diferente, pero consigue algo similar y es lo suficientemente robusta como para que podamos activarla por defecto. La diferencia clave es que nuestro método sigue teniendo en cuenta los perímetros externos durante el cálculo de la ralentización de la refrigeración, entre otros ingeniosos trucos.

Reducción del Ringing en Superficies Externas Con Una Aceleración Específica de Recorridos Cortos

Para reducir los artefactos del ringing (o «ghosting»), hemos abordado otra fuente de vibración: el pequeño desplazamiento entre los perímetros. Se trata de un movimiento extremadamente corto que prácticamente no lleva tiempo, pero que puede causar una cantidad sorprendente de vibraciones.

He aquí el motivo: este movimiento suele ser perpendicular al perímetro de la pared. Cuando la impresora aplica su aceleración alta predeterminada a este movimiento, se produce una sacudida brusca que puede hacer vibrar toda la impresora. Queremos evitar el redondeo de esquinas que se ve a menudo en el sector con un input shaping agresivo, pero nuestra configuración actual no funcionaba bien con estos movimientos cortos y rápidos específicos.

La nueva estrategia de laminado de PrusaSlicer soluciona este problema. Utiliza automáticamente una aceleración más suave y menor solo para estos movimientos muy cortos en los perímetros externos, mientras que los movimientos normales siguen siendo rápidos. Esta ralentización específica amortigua las vibraciones justo donde más importan, lo que da como resultado superficies más limpias cerca de las esquinas afiladas sin afectar al tiempo total de impresión.

Empezamos centrándonos principalmente en la CORE One, pero Hemos comprobado que esto también mejorará la calidad de impresión en las XL y MK4/S. Incluso hemos probado la nueva lógica de refrigeración y la aceleración específica de recorrido corto en otras impresoras del mercado y hemos comprobado que también se benefician de estas nuevas características.

Dónde empezó todo – ¿y qué son los VFA?

Ahora creo que es el mejor momento para volver al punto de partida, porque acabo de soltaros una gran cantidad de información. Todo empezó con nuestra investigación sobre los VFA – Vertical Fine Artifacts (Artefactos Finos Verticales). Entonces, ¿qué son?

Los VFA son imperfecciones microscópicas en la extrusión que se repiten en el mismo punto de cada capa, creando líneas verticales en el modelo. Estas líneas son minúsculas, visibles desde 10um, y las peores que se han visto miden alrededor de 40um desde el pico hasta el valle. Son demasiado pequeñas para que se puedan detectar de forma fiable con muchos equipos de metrología. Ni siquiera se pueden sentir con la mano. Pero se pueden ver debido a la forma en que un filamento brillante refleja la luz. En otras palabras, es una imperfección óptica.

Y es una de esas cosas que no se pueden ignorar. Una vez que aprendes a detectar los VFA girando un objeto brillante impreso en 3D (por ejemplo, fabricado con PETG negro) para que capte el reflejo de la luz bajo un ángulo específico, los encontrarás en prácticamente cualquier impresión 3D del mundo.

Las VFA son comunes en casi todas las impresoras 3D del mercado, y no hay un único factor específico que las provoque. No se pueden eliminar, por ejemplo, sustituyendo las correas. Se trata de una acumulación de múltiples factores. Hay varias formas de ocultarlas, desde utilizar filamentos mate hasta reducir las temperaturas de impresión. Pero la solución adecuada es localizar todas las fuentes de VFA y minimizarlas.

¡Atención todos, ajustad las correas!

Desde el principio descartamos que los motores fueran la causa. Los VFA que vemos en la CORE One no coinciden con el tono específico que causarían nuestros motores. Además, los motores, los controladores y el voltaje están bien ajustados desde los tiempos del MK4, y la CORE One utiliza los mismos.

Aunque la comunidad dedicada a la impresión 3D ha identificado varias posibles causas de los VFA, entre ellas la resonancia del motor y la mecánica de la correa, nuestro análisis en profundidad de las impresoras afectadas de la comunidad apuntaba de forma abrumadora a una tensión inadecuada de la correa en la CORE One. Diseñamos un nuevo dispositivo de ajuste de la correa para encontrar la tensión óptima y comenzamos las pruebas.

Basándonos en nuestra investigación, ahora presentamos un procedimiento de ajuste de la correa rediseñado y un afinador mejorado en la App de Prusa. Te recomiendo encarecidamente que ajustes tu impresora ahora mismo – estoy seguro de que notarás una mejora notable.

Hemos preparado una guía detallada sobre cómo ajustar las correas. Necesitarás un teléfono para abrir un afinador de correas en línea o descargar la App de Prusa oficial, donde también encontrarás un enlace directo al afinador. Este método es manual, por lo que te ofrece un gran control sobre el proceso.

Antes de empezar, estas son mis recomendaciones personales:

  • Asegúrate de que el extrusor esté estacionado en la posición delantera derecha
  • Comience por ajustar la correa superior. Cuando empieces a ajustar la tensión, ajusta SIEMPRE ambos tornillos (izquierdo y derecho) en la misma medida (por ejemplo, media vuelta). Puede parecer más lógico girar solo el tornillo izquierdo para ajustar la correa superior y dejar el tornillo derecho sin tocar hasta que empiece a ajustar la correa inferior, pero esto provocará que el pórtico quede torcido. Las correas se unen en el extrusor, por lo que están “conectadas” y se influyen mutuamente. Aunque ajuste una correa cada vez, gira siempre ambos tornillos en la misma medida. El pórtico torcido se puede enderezar de nuevo, pero es mejor evitar el problema desde el principio.
  • Algunos teléfonos pueden tener problemas para leer correctamente la frecuencia de la correa, debido a que algunos fabricantes añaden un supresor de ruido integrado para la entrada del micrófono. La aplicación te indicará si este es el caso. Si tu teléfono tiene problemas para leer la frecuencia correcta, prueba con otro navegador móvil o con otro teléfono.

Como Como ya se adelanté anteriormente, una próxima versión de FW utilizará un efecto estroboscópico con un ingenioso PWM de los LED integrados en lugar del afinador de correas. Pero el resultado final será el mismo: nueva tensión en las correas XY, solo que sin tener que utilizar la aplicación.

Una vez que las correas estén correctamente ajustadas, también debería notar que el proceso de preimpresión es mucho más rápido y se producen menos “golpes” durante el procedimiento de homing.

En este punto, ya debería notar una mejora en la calidad de impresión, pero para alcanzar el punto óptimo, también necesitarás la nueva beta de PrusaSlicer.

Perfiles de Impresión Nuevos y Mejorados para CORE One

Hablemos brevemente sobre los perfiles de impresión. Por lo general, dividimos nuestros perfiles en dos categorías: perfiles centrados en la velocidad de impresión (SPEED, DRAFT) y perfiles que dan prioridad a las propiedades mecánicas de la impresión (STRUCTURAL).

Hemos identificado las velocidades perimetrales a las que aparecen los VFA en el CORE One. Con la mayoría de los perfiles, la solución fue relativamente sencilla. Hemos ajustado los valores para evitar los artefactos de impresión, manteniendo tiempos de impresión muy similares (algunas velocidades aumentaron ligeramente, otras disminuyeron). Sin embargo, con nuestros perfiles Structural, el cambio en las velocidades perimetrales tendría que ser bastante significativo, con posible impacto en las propiedades mecánicas de las impresiones. No queremos introducir cambios importantes y sorprendentes en perfiles con el mismo nombre. Sabemos que muchos de vosotros utilizáis la CORE One en producción, donde la resistencia de las impresiones tiene prioridad absoluta sobre las imperfecciones del brillo de la superficie en algunas combinaciones de materiales reflectantes. Por lo tanto, solo realizamos ajustes menores en los perfiles Structural..

Esto significa que los perfiles Structural seguirán produciendo impresiones en las que puede aparecer el efecto VFA, especialmente con PETG. Si queremos mantenerlo como el perfil de referencia para impresiones 3D altamente duraderas y resistentes, debemos aceptar esto como un compromiso necesario. Queremos ser lo más transparentes posible en este aspecto – obviamente, no todos los perfiles pueden ser iguales y algunas cosas están limitadas por la física. Si afirmáramos que todos los perfiles ofrecen la máxima calidad, la mejor adhesión de capas, una durabilidad de primera clase, etc., significaría que, en esencia, se trata de un mismo perfil y que los parámetros individuales no sirven para nada.

Sin embargo, Estamos introduciendo nuevos perfiles de impresión para CORE One llamados BALANCED. Creo que se convertirán en los nuevos favoritos de los usuarios. Combinan alta velocidad con un acabado superficial de gran calidad y una buena integridad estructural. Son mis favoritos para la mayoría de las impresiones prácticas actuales, pero todo depende del uso que se les dé. A veces, es posible que desees utilizar el perfil DRAFT para obtener algo lo más rápido posible, con líneas de capa gruesas. Otras veces, SPEED es perfecto para impresiones rápidas y limpias. En la producción de piezas mecánicas pequeñas, es posible que sigas queriendo utilizar STRUCTURAL.

En resumen:

  • SPEED – Muy rápido, excelente calidad de superficie, durabilidad media
  • BALANCED – rápido, excelente calidad de superficie, buena durabilidad
  • STRUCTURAL – rápido, buena calidad de superficie, gran durabilidad

También estamos añadiendo estos perfiles a EasyPrint, nuestro servicio de laminado basado en la nube.

Pruebas sintéticas y sus desventajas

Ahora, antes de terminar, estoy bastante seguro de que este artículo también será una oportunidad para que los usuarios comprueben si nuestra solución realmente funciona, ¡y les animo a que lo hagan! Sin embargo, me gustaría mencionar brevemente a las pruebas sintéticas o benchmarks. Es 100 % seguro que si empiezas a buscar un objeto específico para activar VFA de forma forzada, al final acabarás encontrando (o diseñando) uno. No hay forma de superar una prueba sintética diseñada para detectar un ajuste específico de la impresora y explotarlo. Los cambios y mejoras de los que hablo hoy están dirigidos a los usuarios de impresoras 3D y sus situaciones reales: básicamente, a aquellos que quieren imprimir objetos con mejor aspecto. Y estoy seguro de que la mejora en la calidad es sustancial – y no solo en nuestras impresoras.

Entonces, un breve resumen:

Bueno, creo que eso es todo. 🙂 Soy consciente de que mis artículos a veces se alargan mucho, pero cuando un tema es tan interesante, es difícil resumirlo en unas pocas frases. Personalmente, me encantan los análisis en profundidad y las explicaciones sobre lo que hay detrás, y apuesto a que a ti también te gustan. Espero que esto también contribuya a la transparencia entre nosotros y que sepas exactamente lo que hemos estado haciendo y por qué hemos decidido hacer ciertas cosas de una determinada manera.

¡Felices impresiones!