La contracción es un efecto secundario natural de la impresión 3D debido a cómo se comportan los termoplásticos cuando los enfriamos rápidamente después de llevarlos a temperaturas muy altas, lo que significa que no hay mucho que podamos hacer para evitarlo.
Por otro lado, como cada termoplástico tiene una composición química distinta, la severidad de la contracción muestra cantidades significativas de cambio entre diferentes materiales, hasta el punto en que a veces podemos ignorar por completo la contracción.
Hoy, descubriremos si el plástico PLA se encoge más de lo que consideramos insignificante durante el proceso de impresión 3D, que es un punto vital a considerar en proyectos donde la precisión dimensional es primordial, como la impresión de una pieza que necesita un ajuste exacto.
Entonces, ¿el PLA se encoge durante el proceso de impresión 3D?
Si bien el PLA se encoge como cualquier otro termoplástico durante el proceso de impresión 3D, es el filamento que menos se encoge en el ámbito de la impresión 3D con una tasa de contracción de 0,2% a 0,3% en promedio.
Como resultado, lo más probable es que la contracción sea insignificante para los modelos más pequeños (a menos que necesite una alta precisión) y fácilmente compensable para los más grandes.
A continuación, profundizaremos en el tema de la contracción del PLA, descubriremos la tasa de contracción del PLA, examinaremos los métodos que podemos usar para compensar la contracción y discutiremos cómo la contracción afecta el proceso de impresión.
¿El PLA se encoge durante la impresión 3D?
Aunque es posible que nunca lo notes en impresiones más pequeñas, especialmente con filamentos que tienen tasas de contracción más bajas, la contracción es, sin duda, un fenómeno que afecta a todo tipo de termoplásticos durante el proceso de impresión 3D en diversos grados.
Como cualquier otro termoplástico que sufre expansión y contracción térmica debido a las fluctuaciones de temperatura, el PLA también se contrae durante el proceso de impresión 3D debido a estos fenómenos, lo cual es prácticamente inevitable debido a la forma en que funcionan los termoplásticos.
Para entender cómo ocurre el proceso de encogimiento, echemos un vistazo rápido a lo que le sucede al filamento durante el proceso de impresión 3D.
En un primer momento, el plástico se va derritiendo al entrar en contacto con las altas temperaturas de la boquilla, provocando su dilatación por el fenómeno de expansión térmica donde el termoplástico cambia su forma como resultado del cambio de temperatura.
Cuando el plástico sale de la boquilla y entra en contacto con la placa de construcción, rápidamente comienza a enfriarse, lo que hace que se encoja debido a contracción térmicadonde el termoplástico vuelve a cambiar de forma como consecuencia del cambio de temperatura, pero esta vez, en sentido contrario.
Finalmente, al estabilizar la temperatura, el plástico a menudo se vuelve más pequeño de lo previsto debido a la contracción, lo que llamamos encogimiento del plástico.
¿Cuál es la tasa de contracción (porcentaje) de PLA?
Como la tasa de contracción varía entre diferentes materiales, conocer la tasa de contracción del material con el que está imprimiendo es vital para realizar los cálculos necesarios para compensar la diferencia.
De media, el PLA se encoge entre un 0,2 % y un 0,3 %, lo que lo convierte en el tipo de filamento que menos se encoge en comparación con otras alternativas populares como el PETG y el ABS.
Para poner las cosas en perspectiva, echemos un vistazo a dos ejemplos de cómo la reducción afecta a modelos de diferentes tamaños:
Para un cubo de calibración de 20 mm, una tasa de contracción del 0,2 % significaría que el modelo terminaría siendo de 19,96 milímetros por cada lado, con una pérdida apenas perceptible de 0,04 milímetros.
Por otro lado, para un cubo más grande de 100 mm, la misma tasa de contracción haría que cada lado tuviera 99,8 milímetros, lo que arrojaría una pérdida de 0,2 milímetros.
Tenga en cuenta que siempre es mejor calcular la tasa de contracción del filamento que usa específicamente, ya que las cifras pueden mostrar variaciones según la composición del material de la bobina de PLA que está usando.
¿Cómo compensar la contracción del PLA?
Compensar la contracción del material le permite no verse afectado por la imprecisión dimensional que se produce debido a la contracción y hacer que su modelo tenga las dimensiones deseadas.
La mejor manera de compensar la contracción del PLA es aumentar las dimensiones de su modelo según la cantidad de contracción que haya observado en el modelo que ha impreso.
Al configurar el modelo para que sea un poco más grande de lo previsto, hará que la reducción reduzca las dimensiones del modelo a sus valores previstos en lugar de hacerlos más pequeños de lo esperado, lo que compensará con éxito la reducción.
Dado que es vital calcular la cantidad real de contracción que experimenta su modelo para que esta estrategia funcione, averigüemos cómo podemos obtener este valor antes de ajustar las dimensiones para la compensación.
Para que el proceso sea más claro, veamos un ejemplo rápido de dónde pretendía imprimir un cubo de 20 mm, pero las medidas del cubo le mostraron que las dimensiones reales del cubo son 19,5 mm en cada lado.
Para empezar, vamos dividir 19.5 por 20 (paso 3), que nos dará el valor de 0.975.
Multiplicando este valor por 100 rendirá 97.5y restando este valor de 100 nos dará el número 2.5 (paso 4).
En este caso, nuestra tasa de contracción es 2,5%.
Para compensar, necesitamos encontrar el valor donde una tasa de contracción de 2,5% reduciría las dimensiones reales del modelo a las previstas 20mmque podemos encontrar rápidamente con esta ecuación:
x * (1 – (2,5/100)) = 20
x = 20.512
Como resultado, al ingresar las dimensiones de 20.512 milímetro en la cortadora nos permitiría obtener un cubo con dimensiones reales de 20 mm, suponiendo que la tasa de contracción es 2,5%.
¿Cómo afecta la contracción del PLA al proceso de impresión?
Tener una idea de cómo afecta la contracción del plástico al proceso de impresión y al producto final es fundamental para identificar la situación y aplicar una solución adecuada para su compensación.
Aunque una tasa de contracción tan baja (en el caso de PLA) significa que probablemente no notará la contracción a primera vista, las dimensiones reales del modelo terminan siendo menores que las dimensiones en su pantalla, lo que hace que el objeto un poco más pequeño de lo que debería ser.
Si bien esto puede no ser algo en lo que pensar para la mayoría de las impresiones, las partes que requieren dimensiones exactas se verán afectadas negativamente por la reducción, independientemente de cuán pequeña sea, por lo que es un punto vital a considerar para tales escenarios.
Afortunadamente, como es posible compensar la contracción siempre que sepa que existe, la contracción es más una molestia que un problema crítico.
Conclusión
Si bien es imposible evitar que el PLA se encoja durante el proceso de impresión 3D, la compensación al calcular cuánto se encogerá el plástico es más que suficiente para obtener las dimensiones previstas para el modelo y lograr una impresión exitosa.
Para recapitular rápidamente, aunque el PLA es el que menos encoge de todos los filamentos comúnmente utilizados en la impresión 3D con una tasa de contracción que oscila entre el 0,2 % y el 0,3 % de media, nos equivocaríamos al decir que no encoge.
Afortunadamente, una tasa de contracción tan baja hace que sea aún más fácil compensar la contracción, ya que imprimir el modelo para que sea más grande con márgenes tan pequeños no tendrá ningún efecto considerable en el tiempo de impresión o la cantidad de material que utilice.
¡Feliz impresión!