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Philippe Boichut es el fundador de Qualup , fabricante de las impresoras 3D Spiderbot y Qu3. Habiéndose unido al mundo de la impresión 3D de alta temperatura con su Spiderbot 4.0 HT, es un experto en cuestiones relacionadas con la impresión 3D con PEEK, incluido el warping.
¿Qué es la deformación?
La deformación es un fenómeno físico que se produce durante la impresión 3D. Consiste en que la pieza se deforma en su base, lo que provoca que la pieza se desprenda del lecho de impresión.
Fuente : Rigid.ink
¿Cuáles son las causas de la deformación?
La deformación es causada por una contracción natural que afecta a los plásticos cuando se enfrían. Cuanto más grande sea la parte, más fuerte será el fenómeno. Cuando las capas superiores se contraen debido al enfriamiento del aire, tiran de las capas inferiores hacia arriba, lo que levanta la parte de la placa de impresión.
El siguiente video ilustra muy bien este fenómeno con cinta:
¿Cómo prevenir la deformación?
Los fabricantes de impresoras 3D utilizan varias soluciones para reducir la deformación:
- Usar camas de impresión perforadas
- Imprimir capas adicionales alrededor de la pieza para aumentar su área de superficie en la cama
- Usando pegamento en la placa de impresión
Una cama de impresión perforada.
Fuente : Qualup
Sin embargo, estas soluciones no evitan las tensiones mecánicas en la pieza y solo permiten solucionar el problema, con diversos grados de éxito.
¿Existe una solución sostenible para evitar deformaciones?
La única solución viable es mantener la pieza a alta temperatura. Debe mantenerse cerca de su temperatura de transición vítrea para un material polimérico amorfo, o de su temperatura de cristalización en el caso de un material semicristalino. En pocas palabras, la temperatura de transición es la temperatura a la que cierto plástico comienza a ablandarse.
Tomemos, por ejemplo, el caso de una pieza ABS. Si la cámara de impresión se calienta y se mantiene a una temperatura cercana a su temperatura de transición vítrea (por ejemplo, 80 ° C o 90 ° C), el material tendrá un comportamiento mucho más consistente y uniforme. En cada capa agregada, el material solo se encogerá en aproximadamente un 0,05% en lugar de un 0,5%. Dado que se reducen las tensiones en la pieza, ya no existe ningún riesgo de que la pieza se despegue o se rompa.
Impresión ABS sin cámara calentada.
Impresión ABS con cámara calefactada.
Deformación de polímeros de alto rendimiento (PEEK, PEI, PEKK…)
Los materiales de alto rendimiento como PEEK (PolyEtherEtherKetone) , PEI (PolyEtherImide) y PEKK (PolyEtherKetoneKetone) tienen propiedades mecánicas excepcionales y resistencia al calor, pero son incluso más difíciles de imprimir que los termoplásticos «estándar» como PLA o ABS.
Tienen temperaturas de cristalización y / o transición vítrea muy altas (más de 200 ° C), y algunas tienen una tasa de contracción del 2% (en comparación con aproximadamente el 0,5% para ABS y el 0,2% para PLA). Por lo tanto, una pieza de 200 mm de largo se contrae 4 mm en cada capa si la cámara de impresión no se calienta a la temperatura adecuada.
Extrusora, lecho y cámara
Por lo tanto, tener una extrusora de alta temperatura (más de 400 ° C) y una base de impresión de alta temperatura (200 ° C) no es suficiente para imprimir polímeros de alto rendimiento. De hecho, es imposible imprimir piezas grandes de PEEK con una cámara que solo se calienta hasta 90 ° C o incluso 120 ° C; sólo se pueden imprimir con éxito piezas pequeñas. Desafortunadamente, ¡no puedes anular las leyes de la física!
Para PEEK, es esencial calentar la cámara a una temperatura muy alta, generalmente 270-280 ° C para limitar el alabeo. Los grupos químicos que fabrican PEEK y polímeros de alto rendimiento están trabajando para hacer materiales más adaptados a los procesos de impresión 3D pero, en cualquier caso, una cámara calentada definitivamente mejorará la calidad de la pieza.
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