La importancia del tipo de relleno en impresión 3D

Todos los usuarios de impresoras 3D saben que las piezas impresas en 3D tienen dos zonas bien diferenciadas, la carcasa (shell) y el relleno (infill). La correcta parametrización de estos dos valores influye en la resistencia mecánica, en el acabado, en el tiempo de impresión y en el coste. La carcasa (shell) son las paredes exteriores de la pieza en las cuales se incluye tanto las capas en contacto con la base de impresión como las capas superiores que atribuyen el acabado superficial final.

En este artículo nos vamos a centrar en la parte interna de la pieza, el relleno (infill). Los programas de laminación (Cura3D, Simplify3D, etc) nos permiten elegir la forma y el porcentaje de relleno que deseamos. A continuación citamos las posibles configuraciones más importantes.

Porcentaje de relleno en impresión 3D

El relleno es la cantidad de material que ocupa la parte interna de la pieza. Por lo normal los programas de laminación permiten modificar el porcentaje de material desde 0% (pieza hueca) hasta 100% (pieza totalmente maciza). Hablando siempre de la misma configuración de altura de capa y ancho de la carcasa, el valor ideal del porcentaje de relleno depende de la aplicación final de la pieza en cuestión. El porcentaje más empleado, que muchos programas de laminación emplean como dato estándar, es el 20%. Con este porcentaje se pueden conseguir piezas con resistencia media/alta, con bajo peso y con un tiempo de impresión muy eficiente, lo que se transforma en piezas con un buen ratio de resistencia/coste.

Para prototipos no funcionales, maquetas y demás objetos de simple exposición el relleno recomendado es el 10%. Con un porcentaje así de bajo se reducen los largos tiempos de impresión de figuras u objetos complejos que no necesita resistencia a ningún tipo de esfuerzos. Por el contrario, todo usuario tiene claro que para conseguir la máxima resistencia a la tensión debe realizar sus piezas al 100% de relleno, pero esto implica mayores costes, tanto de tiempo como de material y que las piezas sean más pesadas. Fuera de los valores ya mencionados, recomendamos estudiar cada caso con detenimiento en función de la resistencia/tiempo de impresión teniendo en cuenta que de 25% a 50% de relleno se aumenta un 25% la resistencia y de 50% a 70% de relleno se aumenta la resistencia tan solo un 10%.

Imagen 1: Distintos porcentajes de relleno

Nuestra recomendación es utilizar un 10% de relleno para figuras y objetos que no soporten cargas, un 20% para piezas de uso habitual con cargas medias/bajas, un 60% en caso de necesitar realizar piezas finales con una resistencia media y válidas para ser perforadas o atornilladas, y finalmente un 100% para conseguir la máxima resistencia del material. Queremos recalcar que la orientación de fabricación de las piezas afecta a la resistencia final, o sea, la orientación importa tanto como el porcentaje de relleno.

Tipo de relleno

En función del software de laminación utilizado existen distintos tipos de rellenos, pero los cuatro más utilizados (Rectangular, Triangular o Diagonal, Wiggle y Honeycomb) aparecen en todos (Simplify3D, Cura3D, Slic3r, etc).

Bajo nuestro punto de vista el relleno rectangular es lo suficientemente resistente para el 90% de las aplicaciones de la impresión 3D, siendo el 10% restante casos donde se debe utilizar un relleno muy específico.

Nuestras recomendaciones para escoger el relleno

La correcta configuración del relleno es un paso muy importante para obtener la resistencia deseada en las piezas realizadas por impresión 3D FDM/FFF. Nuestra recomendación es utilizar el relleno rectangular con un 10% de densidad para piezas, modelos o prototipos no funcionales, 20% de relleno para piezas con un uso habitual sometidas a cargas bajas/medias y un 60% para elementos que tengan que soportar altas cargas. El tipo de relleno y los valores de porcentaje se deben ajustar también a cada tipo de impresora 3D, y, a si el material a emplear es rígido (PLA, ABS, PETG, Nylon, etc) o flexible (Filaflex TPE o TPU) para obtener el mejor resultado posible.