Cura 15.04: Configuración básica de una impresión 3D

Casi todos nos hemos visto en esta situación tras el montaje de nuestra impresora: has descargado o diseñado un fantástico modelo tridimensional con la intención de imprimirlo, ¿y ahora qué? ¿cómo hacer que la máquina imprima? Pues es muy fácil, pero al mismo tiempo, éste es el inicio de un largo viaje que te llevará a dominar y entender tu impresora a la perfección.

Con un software llamado laminador o slicer, debemos generar un código con todas las coordenadas y parámetros del objeto a imprimir, en un archivo Gcode que la impresora sepa interpretar. Dos de los programas más usados son Cura y Slic3r, disponibles totalmente gratis desde sus respectivos sitios oficiales. Mi favorito, aunque sólo recomendable si para ti la impresión 3D es algo más que un pasatiempo pasajero, es Simplify3D; un software fantástico pero a un precio muy elevado y con un DRM muy malévolo.

Bien, empezaré con los pasos a seguir si utilizamos una versión antigua de Cura, la 15.04.6 disponible aquí. Durante mucho tiempo fue el único software de impresión 3D que utilicé, su limitado repertorio de opciones no te abrumará si acabas de empezar, ya tendrás tiempo de adentrarte en los 200 ajustes diferentes que trae consigo la versión moderna de Cura y otros programas más complejos.

Instalación de Cura 15.04.6 y ajustes iniciales

En cuanto instales Cura y lo inicies por primera vez, aparecerá una ventana que te guiará en la configuración de tu impresora. Si este no fuera el caso, selecciona la opción 'add new machine' en la pestaña 'machine'.

Mi impresora es una RepRap, la Prusa i3 Hephestos.

Si tu impresora no aparece en el listado, no te preocupes. Elige una cualquiera y lo solucionaremos añadiendo sus dimensiones en la ventana de 'Machine Settings'.

Las dimensiones de mi base son 215mm de ancho por 210mm de fondo y el extrusor se eleva unos 180mm. Formato cuadrado, solamente tengo un extrusor y el firmware de mi máquina es Marlin.

Y ahora pasamos a lo realmente divertido, la configuración de una impresión 3D. Estos son todos los ajustes que la versión antigua de Cura permite, pero esta información se puede aplicar a cualquier software, lo único que cambiará es la terminología.

Quality

Layer height: es la altura de las capas que darán volumen a nuestra pieza. Cuanto mayor sea la altura, más visibles serán estas capas y peor definición conseguiremos; la pieza tendrá un aspecto más laminado pero se imprimirá antes que con alturas inferiores. La altura de capa depende directamente del diámetro de la boquilla o nozzle. Por ejemplo, para un nozzle de 0,4 milímetros de diámetro, la altura máxima de capa estaría en torno a 0,3 milímetros (un 75% del nozzle).

En la imagen superior (pincha en ella para ampliarla) puedes ver los tres modelos de Yoda que he preparado con capas de 0,1mm, 0,2mm y 0,3mm. ¿Observas el laminado de la figura? A medida que aumentamos la altura de las capas se nota mucho más. Tú decides si quieres más calidad o menor tiempo de impresión. Para piezas grandes que después lijaré, suelo imprimir a 0,32mm (en este caso me dan igual las líneas), y para piezas pequeñas bien detalladas suelo escoger 0,16 ó 0,2mm.

Shell thickness: la traducción directa sería algo así como el grosor del caparazón o de la coraza, y nos permite ajustar el número de contornos o perímetros de la pieza. Más contornos equivalen a mayor grosor y mayor resistencia. Para este ajuste, debemos multiplicar el tamaño del nozzle por el número deseado de contornos. Por ejemplo, si intentamos imprimir una figura con 4 perímetros usando una boquilla de 0,4 milímetros, tendremos que introducir un shell thicknessde 1,6 milímetros. La mejor forma de verlo es con una figura simple de paredes lisas, un cubo es perfecto:

A estos tres cubos les he retirado la cara superior para poder ver el efecto de este parámetro. El primero es un cubo muy endeble, casi transparente, solamente posee un shell thickness de 0,4mm, y como ese es precisamente el tamaño de mi boquilla, solamente se dibujará un perímetro. En el segundo, he aumentado el grosor a 0,8mm, por eso se observan dos perímetros, porque mi nozzle tendrá que pasar dos veces para alcanzar el grosor que le he pedido. Y en el tercero, sabiendo que mi boquilla es de 0,4mm, y viendo que en la imagen se observan tres perímetros, ¿sabrías decir qué valor de shell thickness he introducido?

Enable retraction: la retracción del filamento resulta muy útil para evitar goteo de plástico indeseado, también para reducir en gran medida los hilillos de plástico que se forman durante los desplazamientos del extrusor. Es un ajuste avanzado que requiere de varias pruebas hasta afinarlo al máximo y depende también de cada bobina de filamento. Actívalo y por ahora olvídate, lo trataré en el canal de YouTube.

Fill

Bottom/top thickness: grosor de los techos y suelos. Para entenderlo fácilmente, si fuéramos a imprimir un cubo como el de antes, mientras que las caras trasera, delantera y laterales están definidas por el valor de shell thickness, la cara inferior (bottom) y la cara superior (top) se ajustarían por separado con este nuevo parámetro. Cura es un software muy sencillo así que no hace falta preocuparse mucho, simplemente introduce el valor deseado (mejor si te habitúas a usar múltiplos de tu layer height) y él se encargará de dar todas las pasadas necesarias hasta alcanzar esa cifra. Como cada pieza es diferente, te toca decidir a ti el valor, pero para empezar a imprimir cualquier objeto de Thingiverse y similares, debería bastar con 0,9mm.

Fill density: la densidad del relleno. A mayor relleno, mayor resistencia de la pieza. Existen algunos trucos para ahorrarse el relleno, pero va a depender de la pieza que estemos imprimiendo. Como norma general, con un 15-20% suelen salir unas piezas muy resistentes. El relleno, en muchas ocasiones, ayuda a sostener determinados "techos y suelos". Imagina que estás imprimiendo un cubo enorme y hueco, ¿qué sucederá cuando la máquina empiece a dibujar la cara superior? Muy probablemente, sin un relleno en el que sujetar esa cara superior, el plástico todavía caliente se hundirá. Hay mucho por hablar y experimentar con este parámetro, me lo apunto.

Speed and Temperature

Print speed: la velocidad de impresión repercute en la calidad final de la pieza. Por muy cara que sea una impresora 3D, al final casi todos acabamos imprimiendo a velocidades moderadas cuando queremos conseguir una pieza perfecta. Digamos que para una Prusa i3 como la mía, con mejoras para evitar vibraciones y aumentar su robustez, a 50-60 milímetros por segundo obtengo piezas de muy buena calidad, y esto ya se consideraría una velocidad relativamente alta. Tendrás que imprimir mucho y ver cómo se comporta tu máquina, pero yo me suelo mover entre los 40-60mm/s.

Printing temperature: temperatura de impresión. La cifra adecuada depende del material a fundir. Cada fabricante es el encargado de indicar las temperaturas recomendadas, pero será nuestra experiencia y comportamiento particular de cada filamento, la que determine si subir o bajar unos grados es bueno o no. Por ejemplo, la temperatura recomendada para imprimir PLA es de unos 210-220 grados, pero llevo un año entero imprimiendo a 190 con resultados excepcionales bobinas de PLA blanco de BQ.

Support

Support type: tipo de soporte. Una norma fundamental de la impresión 3D: ninguna parte de la pieza que vayamos a imprimir puede flotar en el aire, todo pedacito de plástico necesita una superficie en la que adherirse. Si fuéramos a imprimir una letra T, a cada lado quedaría una parte flotando en el aire y al no existir ningún punto de apoyo anterior, el filamento no se podría depositar correctamente, quedaría colgando y formaría un ovillo de plástico fundido.

En la imagen superior he preparado una letra T para imprimir con soportes (color gris) que se retiran después de la impresión. Pero quiero que seas consciente de que en la impresión 3D, el ingenio lo es todo, tanto a la hora de diseñar como a la hora de imprimir. Con unas simples rotaciones podemos ahorrar mucho material y tiempo, ¿lo ves? La misma letra girada o tumbada no requiere soportes, ninguna de sus partes queda colgando.

Platform adhesion type: si tienes problemas para que tus piezas se peguen correctamente a la base, o sueles ver cómo algunas esquinas se despegan y deforman, puedes mejorar la adherencia añadiendo varias lineas (brim) pegadas a su contorno (se retiran fácilmente).

En la imagen superior he añadido 10 líneas (brim) a una de las letras T del ejemplo anterior. Otra técnica que también mejora la adherencia es construir una especie de balsa (raft) sobre la que construir la pieza. Admito no haber tenido que recurrir nunca a esta segunda técnica.

Filament

Diameter: es el grosor del filamento que vayamos a utilizar, el diámetro más común es 1.75mm. Si tienes a mano un calibre de gran precisión, puedes comprobar que tu filamento tenga realmente el diámetro indicado.

Flow: el flujo de plástico extraído es un parámetro que en principio debe dejarse en 100 y poco a poco ajustarlo según el comportamiento de nuestra máquina. En mi caso, el flujo de plástico ideal está en torno al 90-91 utilizando PLA. Reduciendo el flujo ese 10%, ninguna de mis piezas sale con plástico de más (over-extrusion) ni plástico de menos (under-extrusion).

Machine

Nozzle size: es el diámetro de la boquilla y determina el ancho de cada línea impresa. El diámetro de boquilla o nozzle más común es de 0,4 milímetros. En determinadas ocasiones, podemos variar un poquito esta cifra (en otra ocasión lo veremos), pero en principio, en una configuración básica, si nuestro nozzle es de 0.4 milímetros introduciremos esa misma cifra.

Pasamos a la venta de configuración avanzada:

Retraction

La retracción requiere de ajustes que dependen de tu máquina, tipo de extrusor, velocidad de impresión, temperatura de impresión y filamento con el que estés imprimiendo. Nos ayuda a evitar hilillos, y bien configurada, también ayuda a camuflar la acumulación de plástico al inicio de cada perímetro. Este tema da para un artículo y se tratará más en profundidad en otro momento.

Speed: velocidad a la que se efectúa la retracción del filamento. Para una impresora como mi Prusa i3 Hephestos y similares, unos 30-40mm/s es suficiente.

Distance: es el recorrido de la retracción, la cantidad de milímetros que se empujará hacia atrás el filamento. En mi caso, unos 2mm de retracción suele ser la distancia adecuada.

Quality

Initial layer thickness: grosor de la primera capa de la impresión. En la impresión 3D, la primera capa es de vital importancia para que la pieza se adhiera e imprima correctamente. Tendrás que ir probando hasta dar con la cifra adecuada, ésta depende de la nivelación de tu impresora. Como regla general, la capa inicial la hago 20% más pequeña que el resto, pero aquí entra en juego la distancia que dejo entre la boquilla y la cama; no quiero que la primera capa quede muy elevada (las líneas se separan y se despegan con facilidad), pero tampoco demasiado aplastada (el plástico se desborda y surgen imperfecciones). Prepararé un vídeo sobre la primera capa en los próximos días, es importantísimo dominar este aspecto de la impresión.

Initial layer line width: anchura de las líneas que forman la primera capa de la impresión. Si las líneas de tu primera capa no se unen entre sí correctamente, dejando pequeños huecos, con esta opción aumentarás el flujo de plástico extraído en esa primera capa. Pero si estás experimentando ese problema, lo más adecuado es solucionarlo acercando más la boquilla a la cama (nivelando mejor).

Cut off object bottom: sirve para recortar la base de la pieza la cantidad de milímetros que introduzcas. Podría ser útil, por ejemplo, si quisiéramos imprimir una forma esférica sin una buena base plana que se adhiera a la cama; recortamos unos milímetros por abajo y así obtenemos mayor superficie de apoyo.

Dual extrusion overlap: solo para impresoras de dos extrusores, y en principio no habría que modificar el valor inicial de 0.15

Speed

Además de la velocidad general de impresión, ciertas tareas pueden realizarse a una velocidad diferente. Aunque a mí me gusta imprimir con pocas variaciones, hay quien aumenta la velocidad en partes como el relleno y la reduce en las paredes exteriores, consiguiendo así que las partes más importantes se impriman despacio y las menos importantes (no visibles) se impriman antes.

Travel speed: velocidad de los desplazamientos del extrusor cuando no está expulsando plástico. Suelo seleccionar unos 80-100, depende de cómo de alocada veas a tu máquina, ruidos y vibraciones.

Bottom layer speed: velocidad de impresión de la importantísima primera capa. La imprimo a unos 30-40 mm/s, pero para piezas pequeñas con bases complejas reduzco aún más esa cifra.

Infill speed: velocidad a la que se imprime el relleno.

Top/bottom speed: velocidad de aquellos "techos y suelos" mencionados antes. Es decir, las caras superiores e inferiores del cubo que usé como ejemplo.

Outer shell: ¿recuerdas los cubos con 1, 2 y 3 perímetros? Aquí se ajusta la velocidad de impresión del perímetro externo, el perímetro visible.

Inner shell: y aquí se ajusta la velocidad de los perímetros internos, los que no se verán.

Cool

Minimal layer time: para que el plástico ya depositado tenga tiempo de enfriarse y no se deforme por el calor, este ajuste reduce la velocidad de impresión cuando el tiempo mínimo por capa sea inferior al valor elegido. Por defecto, Cura hará descender la velocidad de impresión si una capa se imprime en menos de 5 segundos, pero yo soy bastante conservador y doblo esa cantidad.

Enable cooling fan: activar el ventilador ayuda a que el plástico se enfríe antes y mejora mucho la calidad general de la pieza. En mi caso, siempre activado al 100% desde la tercera o cuarta capa.

Y aquí concluye la configuración general y avanzada de Cura 15.04.6. Quedan conceptos en los que profundizar y otros programas que examinar.

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