La importancia del ventilador de capa

Cuando se habla de las partes funcionales de una impresora 3D FDM, el ventilador de capa es uno de los componentes más importantes que se pueden encontrar. Una impresora 3D suele tener dos ventiladores en la zona del HotEnd, uno encargado de enfriar el difusor del HotEnd y otro que enfría el material que sale por el nozzle. En este artículo hablaremos sobre este último, el ventilador de capa.

Cuándo es necesario

Todos los usuarios han intentado imprimir alguna pieza con zonas de poca área, donde el nozzle se está moviendo constantemente en la misma zona, proceso que provoca un exceso de temperatura que reblandece la pieza. Lo mismo ocurre a la hora de imprimir piezas esbeltas y altas, como un cilindro de poco diámetro, donde el calor se acumula en la misma zona y deforma la pieza de forma catastrófica. Otra deformación típica es la que ocurre en voladizos de gran inclinación, donde el material aún caliente se deforma por la acción de quedar suspendido en el aire,hasta solidificarse.

Todos estos problemas se solucionan simplemente al emplear el ventilador de capa de forma correcta.

Imagen 1: Piezas pequeñas sin y con ventilador de capa

Materiales compatibles

Antes de comentar cómo configurar el ventilador de capa, el usuario debe tener en cuenta con qué materiales es recomendado utilizar el ventilador de capa y con cuáles no.

PLA

El PLA es el material por excelencia que necesita el ventilador de capa, debido a su bajo punto de reblandecimiento. Esto quiere decir que si el nozzle se sitúa en la misma zona durante cortos intervalos de tiempo, la pieza sufrirá una deformación irreversible. Por este motivo, el ventilador de capa es un componente crucial en todas las impresoras 3D FDM que utilicen PLA o algún material compuesto que contengan como base este polímero.

ABS

Este material y otros similares, como el ASA, son totalmente incompatibles con el ventilador de capa. Esto es debido a que el ABS es muy sensible a la pérdida de temperatura frente a corrientes de aire, incrementos tan bruscos que provocan cracking (delaminación de la capas) y el fallo total de la impresión. Por este motivo, es de vital importancia utilizar el ABS y el ASA con impresoras 3D totalmente cerradas.

Otros

A parte de los materiales comentados anteriormente, en la impresión 3D FDM existen muchos más tipos de filamentos y cada uno con una configuración de impresión diferente, por ese motivo a continuación se muestra una tabla con la mayoría de materiales disponibles y se indica si necesitan o no ventilador de capa:

Tabla 1: Ventilador de capa en función del material

Consejos de los expertos

Una vez que el usuario ya conoce si necesita o no utilizar el ventilador de capa, debe saber cómo utilizarlo y cuándo.

Al inicio de una impresión el usuario necesita que la primera capa se adhiera a la base con la suficiente firmeza para que no se despegue durante la impresión. Esto se consigue, no solo utilizando algún producto que mejora de adherencia, sino también manteniendo estable la temperatura, por eso el ventilador de capa debe estar apagado durante las dos primeras capas. Una vez que la impresión ya tiene cierta altura, se debe ajustar la velocidad del ventilador de capa a la geometría que tiene la pieza en cada capa. Por lo general se diferencian dos casos donde se debe variar la velocidad: cuando el tiempo de impresión de una capa es mayor a 5 segundos y cuando es inferior a 5 segundos. En el primer caso, la velocidad del ventilador de capa se debe aumentar de forma lineal desde 70% con tiempos de capa de 20 segundos o más, hasta 100% con capas de 5 segundos. Cuando el tiempo de capa es menor a 5 segundos, el usuario debe utilizar el ventilador de capa al 100% de velocidad, siendo a veces una velocidad insuficiente que provoca la deformación en la pieza. Este problema, que suele ocurrir cuando se realizan piezas estrechas y altas, se soluciona imprimiendo de forma simultánea varias piezas separadas entre sí lo máximo posible para que cada capa tenga tiempo a enfriarse.

Cualquier software de laminación (Cura3D, Simplify3D, Slic3r...) permite modificar la velocidad del ventilador de capa en la altura de la pieza que el usuario desee.

Imagen 2: Configurar ventilador de capa en Simplify3D. Fuente: Simplify3D

Conclusión

Es importante que todos los usuarios de una impresora 3D FDM sepan utilizar el ventilador de capa de forma correcta, ya que es un complemento que eleva la calidad y la complejidad de las piezas.