La línea de cascos Benchy

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Este modelo 3D 3DBenchy fue diseñado por CreativeTools específicamente para comparar y probar impresoras 3D. Y todo el mundo quiere saber cómo imprimir un Benchy perfecto. Desde su lanzamiento, un problema concreto parece estar siempre presente, con diferente grado, en todas las impresiones - la famosa línea del caso del Benchy.

Es visible en impresiones de todas las impresoras FFF del mercado, ya sean baratas o caras. Es visible sin importar el programa de laminado. Es visible en impresiones de cualquier material. Es visible incluso en el video de lanzamiento de Benchy en 2015. De nuevo, con diferentes grados de importancia - con algunas combinaciones de impresora, laminador y material puede llegar a ser casi invisible. Otras veces, está definido claramente, dejando al usuario decepcionado y confuso. Pero una vez que lo ves, puedes encontrarlo prácticamente en todas las impresiones.

La buena noticia es que nos las hemos apañado para eliminar casi por entero la línea del casco en nuestros archivos de muestra de código G (aunque no en el 100% de los casos, lo comentamos más adelante). Puedes descargar el código G aquí.

La mala noticia es que el arreglo no es universal. Y ni siquiera estamos seguros de que un arreglo universal sea físicamente posible.

Nueva muestra del Benchy en código G para la MK3S

¿Un problema hardware?

Cuando investigas el problema en Internet, a menudo encuentras sugerencias (equivocadas), como que podría ser un problema hardware. Para darte un ejemplo, aquí tienes algunas de las sugerencias que encontramos en la red:

• correas destensadas
• varillas del eje Z curvadas
• irregularidades en la rosca del eje Z a esa altura

La causa

Creemos que el motivo principal es la repentina transición de un relleno ligero a una capa superior completamente rellena alrededor de los 8 mm de altura (puede variar dependiendo de tu altura de capa y el número de capas superiores). 

En ese punto, se produce una diferencia repentina en el tiempo que tarda en imprimirse una capa.

Y unas capas más tarde, otro cambio repentino vuelve a suceder. Cuando se termina la cubierta ya no hay casi una capa sólida sino solo unos pocos perímetros de nuevo.

Aquí tenemos los parámetros que afecta a la importancia de la línea del caso del Benchy

• El coeficiente de expansión térmica del filamento
• El enfriamiento de la pieza
• El entorno de impresión
• Otras propiedades del filamento - lo seco que esté, su composición

Un problema similar en apariencia, pero en parte diferente, se produce al imprimir cajas. También tiended a tener una línea a la altura en que las capas inferiores se convierten en paredes. Esto tiene que ver con paredes finas, el ancho de extrusión y que el material no tiene donde ir excepto hacia afuera. El equipo de nuestro laminador conoce este problema y es algo que les gustaría mejorar en el futuro.

¿Por qué no puede el laminador detectar y corregir esto automáticamente?

Es una cuestión física. Los plásticos, si se extruyen primero a partir de granza para formar un filamento y luego a partir del filamento en una fina extrusión rectangular, no se comportará ni como un líquido ni como un sólido. El estiramiento del plástico alineará largas cadenas de moléculas del polímero, generando una tensiones internas en la extrusión. Esta tensión interna tirará de la extrusión para agruparla si no se enfría lo suficientemente rápido. Por ejemplo, en la MK2 el 3D Benchy tiene la línea más pronunciada en el lado más alejado del ventilador de capa. 

También depende del entorno. De hecho, como muchos de vosotros habéis descubierto, en un sótano fresco los efectos son más pronunciados. El mismo código G impreso en la misma impresora con el mismo filamento puede tener una línea del casco en una habitación y no en otra. Es muy difícil compensar esto automáticamente.

Y para compensar las tensiones internas y los efectos del enfriamiento del filamento. Una de las razones es el comportamiento viscoelástico de los plásticos fundidos y la dependencia del comportamiento del plástico de su composición, temperatura, hidrólisis de las cadenas moleculares del polímero. Si el filamento no está seco al 100% (el poliester - PLA y PET son sensibles a la hidrolisis, el filamento hidrolizado cotiene cadenas de polímero más cortas lo que lo hace menos viscoso), la eficacia del enfriamiento, la reflexión del chorro de aire de enfriamiento en otras piezas impresas, etc.

¿Cómo hemos modificado el código G para eliminarlo?

Algo que ayudó fue hacer una malla modificadora con la forma de la cubierta. Cuando la alineamos con la zona problemática, pudimos usarla par apartir el caso y la cubierta. Entonces se imprimen por separado, además el relleno no rellena toda el area hasta los perímetros del casco.

Luego está el orden de los elemenos dentro de una capa. Por algún motivo, obtenemos mejores resultados cuando siempre imprimimos los perímetros de la cubierta primero, luego el relleno y luego el resto de la capa. Hemos editado este orden manualmente con un editor de texto.

Lo que no sabemos seguro si ayuda, pero que también editamos manualmente en el código G para bajar ligeramente el flujo del relleno sólido, excepto en la capa superior (de la cubierta).

Otra idea es imprimir los perímetros tan coninuamente como sea posible. En vez de imprimir los perímetros, luego el relleno y luego pasar a la siguiente capa, es mejor imprimir dos capas de perímetros una tras otra. Luego la impresora puede volver e imprimir el relleno, de nuevo haciendo dos capas cada vez.

Posiblemente no hemos descubierto todos los factores y el peso exacto que cada uno de ellos tiene sobre la línea del casco del Benchy. No obstante, queríamos compartir nuestros hallazgos. Si has hechos tu propia investigación y pruebas, cuéntanos tus hallazgos.