Aspectos de diseño

Una buena impresión comienza con un modelo bien diseñado que esté optimizado para ser impreso en 3D. Hemos creado esta guía de diseño para delinear algunas de las características mínimas que puede imprimir tu COSMOS y requerimientos básicos. 

MODELADO 3D

Sabemos que para modelar en 3D se utilizan diversos programas. Algunos fueron diseñados para crear impresiones en 3D, otros son utilizados principalmente por artistas 3D y sus diseños requerirán edición adicional antes de que puedan ser modelos para imprimir en 3D. Por ejemplo, hacer un espesor de pared en algunos programas se puede solucionar automáticamente mientras que en otros debe hacerse manualmente.

     

Si se utiliza programas como Blender (utilizado para gráficos 3D y animaciones) SketchUp (popular entre los arquitectos y los modeladores a escala), ZBrush  (software para artistas 3D), se deben tener en cuenta algunas consideraciones en el modelado del objeto.  Dependiendo del software que se está utilizando va a requerirse para imprimir en 3D, que las superficies estén unidas, que sean hechos a "prueba de agua" es decir que sean sólidos cerrados, con espesores de pared mínimos y tamaños mínimos de impresión. Esas operaciones con cada software van a realizarse de una manera diferente. 

Solución: Ver algunos tutoriales para convertir un modelo 3D apto para impresión. dependiendo del software a usar.  Si no se encuentran hay programas gratuitos que con  herramientas básicas ayudan a preparar un modelo apto para impresión 3D como Meshmixer y NetfabbStudio.

EL GROSOR DE PARED 

Mínimo espesor recomendado : 1.2MM

Una pared vertical debe estar compuesta por al menos dos contornos de filamento, es decir el espesor de pared debería ser al menos el doble del diámetro de la boquilla (0.4mm) es decir 0.8mm. Haciendo paredes cuatro veces el espesor de la capa o más gruesas proporcionará mayor robustez.

CALIDAD SUPERFICIAL Y ORIENTACIÓN

Debido a que el modelo será impreso capa por capa, la orientación de la pieza tendrá un impacto en la superficie, su calidad y la fuerza. En la imágen de abajo, se puede ver dos formas iguales pero construidas con diferentes orientaciones.

El modelo horizontal impreso muestra claramente el efecto "escalera" del proceso de impresión. Su área será similar a la de un mapa topográfico. Si el modelo está impreso verticalmente, la zona será de mejor calidad.

Para saber posicionar una pieza para imprimir en 3D se deben tener en cuenta dos cuestiones:

• La base, orientar el objeto de tal manera que su "base" de apoyo sea el lugar más plano de la pieza, para reducir al mínimo la necesidad de material de apoyo.
• Su detalle, dependiendo de su orientación va a tener mas o menos detalle. Los detalles verticales (en el eje z) van a tener mejor calidad.

SOPORTES

Longitud máxima de voladizo recomendada: 1.0MM

La tecnología de FDM no puede extruír material sobre el aire, necesita tener material de apoyo, este debe ser construido por debajo de cualquier saliente tal como una ventana, recorte, agujeros ciegos horizontales, etc. para actuar como "andamiaje" y crear la pieza.   Cada capa tiene que ser apoyado por algo cuando se imprime, o se va a caer sobre la cama de impresión antes de que se enfríe y se endurezca. Un consejo es evitar las partes del modelo que son paralelas a la base o fondo plano y que requerirán soportes para apoyarlas.  

                             

Debido a que las partes se construyen capa por capa, cada capa debe ser apoyada por algo debajo de ella. Las capas que no están directamente soportadas por capas subyacentes o a la plataforma de construcción se llaman voladizos y a modo de ejemplo se pueden ver en las foto. Sin ningún tipo de soportes estos voladizos no se imprimen correctamente.

        

MÍNIMO ÁNGULO DE IMPRESIÓN

Recomendados: 45 °

Desde el software el material de soporte será adicionado automáticamente durante el proceso de impresión. Esto aumenta la cantidad de material utilizado y también el tiempo de construcción. Una alternativa para no usar material de soporte es colocar en el diseño ángulos auto-portantes de alrededor de 45 grados.

                                          

REGLA DE LOS 45 °

La regla de los 45 ° significa que un modelo con una parte por debajo de 45 ° debe tener soportes. Los soportes los genera el software de impresión una vez esta posicionada la pieza.   Los soportes que se generen en dado caso se pueden retirar manualmente del modelo. El diagrama muestra cuando un modelo requiere material de soporte. La zona "no necesita soporte" no utiliza ningún material de soporte para imprimir el modelo. Para la mayoría de modelos, esta zona va desde 135 ° a 45 °. Cuando diseñes un objeto que te gustaría imprimir, ten en cuenta esta zona si no sabes si el modelo requerirá soportes al construirse.

ENCASTRES

Mínima distancia: 0.3MM

Para diseñar encastres entre dos piezas, es importante darle suficiente distancia entre las partes que van a ser unidas. Un encastre que funcione perfecto en el software no significa que sea un encastre que pueda ser impreso, porque el software ignora la fricción presente en el mundo real. Por lo tanto, será necesario dejar al menos 0,3 mm de juego entre las diferentes partes.

ESPACIO CORRECTO ENTRE PARTES MÓVILES

Mínimo espacio: 0,4MM

Cuando se quiere diseñar partes móviles como eslabones, cadenas o mecanismos hay que tener en cuenta la separación entre una y otra superficie. El espacio determinará la flexibilidad / capacidad de flexión del diseño. Recomendamos que mantenga un espacio mínimo entre superficies de 0,4 mm. Cuanto más espacio se puede permitir mejor.

LETRAS, GRABADOS Y DETALLES

Las piezas personalizadas incluyen con frecuencia letras. Estas letras se presentan en dos formas, en relieve o en bajo relieve (grabado). El texto en relieve siempre dará lugar a piezas defectuosas si el trazado de la letra no es mayor a 2 mm. Esto pasa porque la pequeña anchura del trazo de las letras esta muy por debajo de la medida mínima de estructura que es de un 1 mm. El grabado de fuentes es recomendable en casos donde el trazo es muy fino, recomendamos que sea mayor a 1 mm de ancho en cada letra.

Estas recomendaciones varían dependiendo de la orientación del texto, sea vertical, horizontal, mirando para arriba o apoyado sobre la plataforma. No se recomienda hacer texto en lugares donde vaya soporte.

 En general, cuando se quiere un texto grabado o un detalle es mejor que esté hundido en el objeto y no en relieve.  Para texto grabado o detalles en superficies se recomienda letras con un grosor de línea mínimo de 1 mm y una profundidad de 0,3 mm. Para detalles y área de texto en relieve, se recomienda letras que-tiene un grosor de línea de al menos 2,5 mm y una profundidad de al menos 0,5 mm.

Fuente: https://i.materialise.com/3d-printing-materials/abs/design-guide