FILAMENTOS DE SOPORTE: TODO LO QUE HAY QUE SABER

Para realizar impresiones 3D complejas, contar con estructuras de soporte es fundamental. Gracias a ellas podemos realizar geometrías complejas manteniendo intacta la estética del proyecto. En este artículo hablaremos sobre los mejores filamentos de soporte para realizar estructuras de soporte, las alternativas disponibles, las mejores prácticas y cómo resolver problemas. Por lo tanto, lee atentamente este artículo para descubrir cómo realizar impresiones 3D complejas.

Introducción a las estructuras de soporte

¿Qué son las estructuras de soporte?

Las estructuras de soporte son construcciones temporales impresas junto con el modelo principal para garantizar la estabilidad de la impresión. Si el diseño del modelo prevé geometrías complejas o voladizos, necesita un soporte adecuado con el fin de evitar que se afloje o se derrumbe. Las estructuras de soporte sirven para mantener en posición las formas y las características más complejas hasta el final de la impresión.

Tras haber analizado el diseño y los parámetros configurados, el software de laminado (slicing) indica las áreas que requieren soporte y las imprime junto con el modelo original. Estas estructuras son extraíbles manualmente o solubles en agua.

Importancia de las estructuras de soporte en la impresión 3D

Las estructuras de soporte son extremadamente importantes para estabilizar determinadas partes de la impresión. Garantizan una reproducción precisa de detalles complejos y permiten obtener modelos de mejor calidad. Sin las estructuras de soporte, sería prácticamente imposible reproducir figuras complejas en las impresiones 3D. Las estructuras de soporte confieren versatilidad a la tecnología de impresión 3D, amplifican su funcionalidad y favorecen la posibilidad de producir objetos revolucionarios.

Tipos de materiales de soporte

Dependiendo del proyecto, a menudo se utilizan diferentes filamentos para realizar estructuras de soporte para la impresión 3D:

PVA (Polyvinyl Alcohol – Alcohol Polivinílico)

El alcohol polivinílico, también conocido como PVA, es uno de los tipos de filamentos de soporte usados para realizar estructuras de soporte solubles en agua y dotado de una elevada compatibilidad, comúnmente utilizado debido a sus excelentes características como soporte. Se disuelve fácilmente en agua dejando la impresión limpia. Puedes usar el PVA con diferentes filamentos para la impresión.

HIPS (High Impact Polystyrene – Poliestireno de Alto Impacto)

El poliestireno de alto impacto es otro filamento para realizar estructuras de soporte muy compatibles, que se disuelve sin problemas en d-limoneno dejando una superficie uniforme.

Separación de las estructuras de soporte

Básicamente se utiliza el filamento elegido para el proyecto principal para crear estructuras de soporte y, una vez completada la impresión, estas últimas se cortan o se rompen físicamente. Son bastante fáciles de eliminar y son excelentes como soporte.

Otros tipos de material para las estructuras de soporte

Además de las estructuras de soporte arriba mencionadas, también se utilizan:

Nailon

El nailon también es muy utilizado en los filamentos de soporte, ya que ofrece un buen apoyo a los voladizos y es soluble en disolventes. Es posible eliminar los soportes también manualmente.

Soporte metálico

Este tipo de soporte se utiliza en los trabajos de impresión 3D, como la fusión selectiva por láser, para sostener las piezas metálicas. Normalmente, para realizar estas estructuras de soporte se utiliza un polvo metálico similar al usado para la impresión principal. Estos soportes metálicos son fácilmente extraíbles mediante chorreado de arena o electroerosión.

Breve resumen de las estructuras de soporte adicionales disponibles

Resinas de soporte solubles

Los filamentos de soporte de resina se utilizan como filamentos de soporte para algunas tecnologías como el procesamiento digital de luz. Algunos disolventes se utilizan para disolver las estructuras de soporte de resina.

Estructuras de soporte FDM

En los procesos de impresión FDM, los filamentos compatibles con la tecnología FDM, como el ABS o el PLA, se utilizan para realizar las estructuras de soporte. Una vez impreso el objeto, es posible retirar estas estructuras de soporte.

Materiales de soporte resistentes al calor

Tecnologías como la sinterización selectiva por láser requieren materiales termoplásticos de alta temperatura como el PEI para imprimir las estructuras de soporte.

Trabajar el PVA

Cuando se imprimen las estructuras de soporte para un modelo, es necesario tener en cuenta algunos aspectos como los ajustes de impresión o los modos de eliminación del soporte. En esta sección trataremos las mejores formas de trabajar el PVA.

Ajustes de impresión y consideraciones

Temperatura de impresión del PVA: Aunque la temperatura de impresión puede variar según las marcas de filamentos, la temperatura ideal suele oscilar entre los 180 y los 210 grados Celsius.

Adherencia a la cama: Para una mejor adherencia a la cama, usa una placa calefactada y límpiala antes de imprimir. También puedes utilizar un pegamento a base de PVA para que el filamento se adhiera mejor a la superficie.

Velocidad de impresión: Es mejor utilizar una velocidad más baja, preferiblemente alrededor del 20-50% de la del filamento principal, al imprimir estructuras de soporte con PVA. Así se garantiza una mejor adhesión, un depósito preciso y se mantiene la integridad estructural.

Mejores procedimientos para eliminar soportes de PVA

Para retirar fácilmente los soportes, haz lo siguiente:

• Sumerge el modelo en agua para que los soportes se disuelvan en ella.
• Cepilla los soportes para acelerar la disolución.
• Cambia el agua cuando se vuelva turbia debido al PVA disuelto.
• Enjuaga el modelo y deja que se seque completamente.
• Aplica técnicas de postprocesamiento para obtener un mejor acabado superficial.

Consejos para optimizar las estructuras de soporte de PVA

Usa los filamentos de soporte donde sea necesario. No excedas con los soportes, ya que pueden alargar los tiempos de impresión y desperdiciar filamento. Para optimizar el soporte de PVA, es posible:

1. Para preservar la integridad estructural, ajusta la densidad del soporte en el software de laminado (slicing).
2. Para mejorar la estabilidad y la adhesión, aumenta el área de la interfaz de soporte.
3. Imprime a una velocidad inferior para una mejor adhesión y depósito.
4. Incrementa el umbral del ángulo de voladizo.
5. Ajusta la temperatura de impresión para minimizar las posibilidades de hilos (stringing).
6. Controla el proceso de impresión y resuelve los problemas.

Elegir el filamento adecuado para la estructura de soporte

Factores a considerar al elegir un filamento para la estructura de soporte

Es importante elegir un filamento compatible para los soportes de impresión, para evitar que el proceso de eliminación se vuelva difícil. Los factores a considerar para elegir el filamento adecuado son:

• Asegúrate de que el filamento de soporte sea compatible con el filamento principal.
• Evalúa la facilidad de disolución de los filamentos o los pasos de postprocesamiento.
• Elige un filamento para el soporte que se adhiera fácilmente al objeto a imprimir.
• Para evitar problemas de obstrucción, el filamento de soporte y el filamento primario deben tener temperaturas de impresión análogas o cercanas.
• Evalúa la resistencia mecánica del filamento de soporte y comprueba si corresponde a los requisitos de impresión.
• Algunos filamentos de soporte son ideales para realizar prototipos en tiempos breves, mientras que otros son más indicados para realizar los detalles. Elige, por tanto, un filamento de soporte perfecto para tu proyecto de impresión.

Compatibilidad con la impresora y el filamento principal

Los materiales para la estructura de soporte deben ser suficientemente compatibles con el filamento primario y con la impresora, de modo que garanticen la estabilidad de los soportes y una eliminación óptima de los mismos. Verifica que tu impresora pueda soportar la temperatura necesaria para imprimir con el filamento de soporte y que sea apta para la extrusión doble.

Nuevamente, la coexistencia del material de soporte con el filamento principal conlleva una mejor adhesión entre la impresión principal y el soporte.

Por lo tanto, elige un filamento que se adhiera correctamente al modelo principal.

Casos de uso y aplicaciones

Las estructuras de soporte se utilizan muchísimo para imprimir modelos delicados en diversos sectores. Gracias a ellas, podemos imprimir modelos complejos. El uso de soportes es muy común en sectores como el automotriz o el aeroespacial, donde los diseños a menudo son demasiado complejos. Son ampliamente utilizados también en la industria médica para producir prótesis, modelos anatómicos o guías quirúrgicas.

Estas estructuras de soporte son frecuentes también entre estudiantes y arquitectos para realizar modelos arquitectónicos y esculturas.

Conservación y tratamiento de los filamentos de soporte

Consejos para la conservación para evitar la absorción de humedad

1. Conserva los filamentos de soporte en una bolsa sellada al vacío o en un recipiente hermético.
2. Añade sobres de desecante dentro del recipiente para mantener el filamento seco.
3. Conserva los filamentos en un lugar fresco y seco, lejos de la luz del sol.
4. Instala un sensor de humedad en la habitación donde los conservas, de modo que puedas intervenir más rápidamente si la temperatura cambia.
5. Compra secadores de filamentos o cajas secas utilizadas para absorber la humedad en exceso y mantener el filamento seco.

Técnicas de tratamiento correctas para mantener la integridad del filamento

• Conserva el material de soporte en un recipiente hermético y añade algún sobre de desecante para que el ambiente interno permanezca seco.
• Usa guantes, porque al tocar directamente el filamento puedes transferir la humedad o la grasa al mismo.
• Mantén limpia la boquilla para mejorar la extrusión del filamento.
• Asegúrate de que la bobina del filamento esté colocada con precisión para evitar que se enrede.
• Para conservar la calidad del filamento, asegúrate de que el entorno de impresión sea estable.

Resolución de problemas

Algunos problemas son bastante comunes en lo que respecta a la impresión de estructuras de soporte y no son particularmente distintos de los de la impresión 3D normal. Estos son:

Problemas de adherencia

Los filamentos de soporte a menudo no logran adherirse a la base de construcción cuando esta última no está suficientemente caliente, no está nivelada correctamente o presenta residuos. Para solucionar este problema, es bueno mantener limpia la base de trabajo, utilizar ayudas adhesivas como laca para el cabello y asegurarse de que la nivelación sea correcta.

Hilos (Stringing)

La temperatura de impresión elevada y los ajustes de retracción incorrectos son la causa de los hilos. La calibración de la velocidad de impresión, de la temperatura y de la distancia de retracción pueden resolver el problema.

Obstrucción

Los residuos de filamento dejados por impresiones anteriores a menudo causan este problema, que se puede resolver regulando con precisión la temperatura de impresión, utilizando la boquilla del tamaño correcto y manteniéndola siempre limpia.

Preguntas Frecuentes

¿Qué es un filamento de soporte?

Los filamentos de soporte son filamentos temporales utilizados para imprimir estructuras de soporte para geometrías complejas y voladizos. Generalmente son solubles en agua y, por tanto, fáciles de eliminar al terminar la impresión.

¿Cuál es el mejor filamento de soporte para el PLA?

El PVA es el filamento de soporte más compatible con el PLA debido a su solubilidad en agua, su facilidad de adhesión y su compatibilidad con la temperatura de impresión.

¿Cuál es el mejor filamento de soporte para el ABS?

El HIPS es la mejor solución para los filamentos ABS, ya que ambos presentan la misma temperatura de impresión. Además, el HIPS se disuelve fácilmente en disolventes como el limoneno.

Las estructuras de soporte permiten añadir formas innovadoras y complejas a nuestras impresiones 3D y es por esto que industrias como la aeroespacial o la automotriz las utilizan para imprimir piezas funcionales. Cuando se imprimen estructuras de soporte es necesario prestar atención a la elección del filamento de soporte.

Considera los factores que hemos ilustrado en el artículo y elige atentamente. Esperamos que este artículo te sea de utilidad.