La importancia de la ovalidad en el filamento de impresión 3D

Hola, soy Luis, un enamorado de la impresión 3d y aquí os dejo una entrada que espero que os sea entretenido 🙂.

Cuando comencé con la impresión 3D, no había mucha preocupación por el diámetro del filamento, ni por parte del fabricante ni del consumidor. La tolerancia de diámetro promedio fue de 0,10 mm más o menos que el diámetro nominal, lo que no parece mucho, pero en realidad juega un papel bastante importante en la limpieza de las impresiones 3D. Un filamento inconsistente flotará de un lado a otro entre la extrusión por encima y por debajo, lo que puede confundirse con bandas en Z u otros síntomas de resolución de problemas por el patrón aparentemente regular de la misma. Hoy en día, sería difícil encontrar un filamento que no tenga una tolerancia de al menos 0,05 mm, pero lo que no suele discutirse es la ovalidad y la importancia que tiene en los materiales de alta calidad.

¿Qué es la ovalidad del filamento de impresión 3D?

La ovalidad se refiere a qué tan ovalado es el filamento; cuanto menos ovalado, más se acerca a ser un círculo y «perfectamente» redondo. La detección de la ovalidad requiere una pequeña comprensión de cómo se mide el diámetro del filamento en primer lugar:

Medición de ovalidad láser de 1 eje

Un láser de 1 eje proyectará un rayo sobre el filamento a medida que se extruye desde la línea de extrusión. A medida que pasa sobre el láser del transmisor, bloquea la entrada de luz al receptor, lo que le dice a la computadora qué tan ancho es el filamento y hará sonar una alarma de que el filamento está fuera de las especificaciones y sobredimensionado o demasiado pequeño, y ajustará qué tan rápido se tira del filamento para volver a alinearlo. Pero hay un problema aquí, solo medirá de izquierda a derecha, por lo que puede tener 1,75 mm de ancho, pero podría ser infinitamente profundo y no habría forma de que el sistema lo viera con un solo láser.

Láser de 2 ejes Medición de ovalidad

Introduzca el láser de 2 ejes. Esto al menos puede ver el ancho y la profundidad del filamento, pero todavía hay ángulos desde los que no se puede leer el filamento; en teoría, podría tener un filamento perfectamente cuadrado de 1,75 mm que, según el conocimiento de la computadora, es totalmente aceptable. De esquina a esquina, ese cuadrado mide 2,47 mm, que es significativamente más grande que el diámetro nominal del filamento y tiene un área de sección transversal de 3,06 mm²., que en comparación con el área transversal óptima del filamento de 1,75 mm (que es 2,41 mm²), está sobreextruido en un 27 %

Láser de 3 ejes Medición de ovalidad

Los micrómetros láser de 3 ejes se utilizan para nuestra línea de filamentos de la serie PRO. El filamento observado en estos sistemas en su peor momento puede verse como hexágonos. Básicamente, tome la cantidad de ejes utilizados para observar el filamento, duplíquelo y esa es la cantidad de lados que teóricamente puede tener el peor filamento. Un hexágono con un ancho de 1,75 mm de un borde plano al otro tiene un ancho de 2,01 mm de punta a punta. Eso se traduce en un área transversal de 2,65 mm², que tiene un 9 % de sobreextrusión, un aumento de 3 veces con respecto a las lecturas del micrómetro láser de 2 ejes.

Frecuencia de medición de la ovalidad del filamento de impresión 3D

La otra comparación importante es la frecuencia con la que el micrómetro muestrea el diámetro. Los micrómetros emiten datos a una velocidad casi constante (miles de muestras por segundo), lo que dificulta que una persona interprete realmente esos datos. En cambio, los datos se promedian a lo largo de un período de tiempo para verificar el tamaño del diámetro promedio y las fluctuaciones de más o menos de 1,75 mm en ese tiempo. Si está revisando con menos frecuencia, eso le da al sistema más tiempo para corregir sus errores. Tome este gráfico como ejemplo. Digamos que este es un lapso de tiempo de 2 segundos, y esta línea marca 1,75 mm. Si el filamento se está extruyendo y tiene un contratiempo en el que se sobreextruye, luego se subextruye y se estabiliza, un promedio en ese intervalo de tiempo será de 1,75 mm. Pero si revisamos cada 1 segundo, de repente tiene una sección que se alarma por ser demasiado grande seguida de una sección que se alarma por ser demasiado pequeña. La suma de todo esto es que cuanto más a menudo verifique el tamaño del diámetro promedio, más estrictas deberán ser sus tolerancias.

Tener un filamento que sea confiable es tan imperativo como tener una máquina confiable para producir piezas de producción, y yo personalmente apoyo las tolerancias más estrictas que la industria se está moviendo para acomodar, pero es importante comprender lo que realmente significan para que no estemos comparando manzanas con naranjas

Espero que esto te ayude a darte una idea de lo que sucede detrás de escena para tu fabricante de filamentos favorito y te anime a reflexionar y profundizar un poco más en el futuro.

 

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