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Cómo cambiar la dureza de las piezas impresas con el TPU 90A Powder mediante el Editor de ajustes de impresión de PreForm

Cómo cambiar la dureza de las piezas impresas con el TPU 90A Powder mediante el Editor de ajustes de impresión de PreForm

El TPU 90A Powder es un material fantástico para imprimir piezas elastoméricas de alta calidad con la Fuse 1+ 30W, pero la alta dureza del polvo base lo convierte en una opción ineficaz para ciertas aplicaciones. Tener un material diferente para cada dureza sería poco práctico para un proceso de trabajo eficiente en una sola impresora.

Con el Editor de ajustes de impresión de PreForm, puedes modificar la dureza del TPU 90A Powder. Para muchas aplicaciones de impresión, modificar los ajustes creará impresiones de alta calidad con la dureza exacta deseada. A diferencia del cambio de materiales, el cambio de ajustes de impresión no requiere ninguna limpieza o modificación adicional entre impresiones: puedes imprimir piezas con diferentes durezas una tras otra, todo dentro del mismo proceso de trabajo. Sin embargo, existen riesgos asociados al uso del Editor de ajustes de impresión que pueden hacer que algunas piezas fallen o que ciertos detalles no se resuelvan como lo harían con una dureza de 90A.

Hay dos ajustes principales que se pueden utilizar para controlar la dureza de las piezas impresas con el TPU 90A Powder:

AjusteEfecto
Potencia del láser en el relleno

Las potencias del láser más bajas no sinterizan el TPU con tanta densidad, lo que da lugar a un material más blando.

Si la potencia del láser en el relleno es demasiado baja, la pieza puede no sinterizarse en absoluto y los detalles no se formarán correctamente.

Espaciado del relleno de las líneas del láser

Un espaciado mayor de los escaneos del láser hace que el material quede infradensificado, lo que permite que sea mucho más blando.

Si el espaciado de líneas de relleno es demasiado grande, habrá defectos muy visibles en la superficie debidos al espaciado y los trozos pueden desprenderse de la pieza.

Selección y modificación de los ajustes de impresión

Nota:

El análisis que figura a continuación y los datos de ensayo que se proporcionan al final de este artículo son válidos para las impresoras Fuse 1+ 30W. Aunque esta técnica también funciona con las impresoras Fuse 1, es probable que los cambios de parámetros y la dureza resultante de la pieza sean diferentes y requieran pruebas adicionales.

Una gama de valores de Potencia del láser en el relleno y Espaciado del sombreado en el relleno producirá piezas utilizables con diferentes durezas:

  • Potencia del láser en el relleno: 15 000-28 500 mW
  • Espaciado del sombreado en el relleno: 0,12-0,45 mm

Aviso:

No configures la Fill Laser Power (Potencia del láser en el relleno) por encima de 28 500 mW. El humo del polvo al que se ha aplicado el láser puede dañar los componentes ópticos de la impresora.

El resultado de modificar estos ajustes se puede ver aquí. Los datos en bruto utilizados para crear este gráfico se encuentran a continuación.

Dureza de la pieza frente a Espaciado de líneas de relleno y Potencia del láser en el relleno

Dureza de la pieza frente a Espaciado de líneas de relleno y Potencia del láser en el relleno

Durante las pruebas se alcanzaron durezas Shore de hasta 38 Shore A. En general, el espaciado de líneas de relleno desempeña un papel mucho más importante en la determinación de la dureza, y la potencia del láser en el relleno amplifica el efecto. Por ejemplo, para una dureza de 60 Shore A, un buen punto de partida sería un espaciado de líneas de relleno de 0,35 mm y una potencia del láser en el relleno de 21 000 mW.

Sigue las instrucciones de Uso del Editor de ajustes de impresión de PreForm (SLS) para modificar los ajustes de impresión.

Descargas de ajustes de impresión de ejemplo

Aquí tienes ajustes de impresión de ejemplo para conseguir una dureza Shore de 40A, 50A, 60A y 80A utilizando el TPU 90A Powder. Utiliza estos datos como punto de partida cuando desarrolles tus propios ajustes de impresión, junto con el gráfico anterior y los datos de las pruebas que aparecen a continuación.Dureza 40A

espaciado del relleno de líneas de impresión en la calidad de la piezaCon un

espaciado del relleno de líneas de impresión de 0,45 mm, hay efectos superficiales visibles debidos al espaciado de las líneas de impresión, pero los detalles siguen resolviéndose con normalidad. Las piezas gruesas pueden seguir imprimiéndose con separaciones más amplias, pero pueden tener defectos importantes, como se muestra a continuación. Formlabs no recomienda imprimir con (una altura de capa) piezas delgadas con un espaciado superior a 0,45 mm.

Piezas impresas con el TPU 90A Powder con un Fill Hatch Spacing (Espaciado de líneas de relleno) de 0,55 y 0,26 mm

Izquierda: una pieza impresa con un valor de Fill Hatch Spacing (Espaciado del relleno) de 0,55 mm
Derecha: una pieza de aproximadamente la misma dureza, pero con una distancia entre líneas del relleno de 0,26 mm
Ambas piezas se imprimieron con la superficie plana paralela al lecho de impresión, por lo que el efecto que recuerda a las líneas de capa es puramente resultado del espaciado de escaneo. La textura de la superficie también es mucho peor en la parte superior de la pieza impresa con el mayor espaciado.

Efecto de los cambios de dureza en las propiedades mecánicas

A medida que disminuye la dureza Shore de una pieza, también disminuye la densidad aparente, de modo que la pieza se convierte en una espuma a nivel microscópico. Esto afecta a las propiedades mecánicas distintas de la dureza, así como a la estanqueidad de las piezas. Si piensas utilizar la pieza en una aplicación que requiera una cierta resistencia mecánica y al desgaste, asegúrate de probar la pieza a fondo.

Como el material solo está parcialmente sinterizado, se produce un descenso brusco en muchas propiedades, en particular en el alargamiento en la rotura, la resistencia máxima a la tracción y la rigidez. Esto es fácil de ver en tiras largas como las barras de tracción de esta imagen. La barra más alejada tiene una dureza Shore de 40A, la barra central tiene una dureza de 60A y la barra más cercana tiene una dureza de 80A. La muestra de 40A se flexiona hasta la superficie de trabajo por su propio peso.

Barras de tracción a distintas durezas

Para cuantificar este efecto con mayor precisión, consulta las gráficas de abajo. Reducir la dureza de 90A a 80A también reduce la resistencia a la rotura por tracción y la deformación máxima de las impresiones en más de un 50 %. Esto hace que sea más probable que las piezas se desgarren durante el desempolvado, dañando sus detalles finos y precisos.

Resistencia a la rotura vs. Dureza Shore A de las piezas impresas con el TPU 90A Powder
Deformación máxima frente a Dureza Shore A de las piezas impresas con el TPU 90A Powder

Advertencias

  • A medida que disminuye la dureza, aumenta el riesgo de problemas de impresión.
  • Dado que la dureza de 90A es la dureza del material en sí, no es posible aumentar significativamente la dureza más allá de 90A.
  • Las variaciones de la temperatura del lecho se producen de una impresora a otra y dentro de una misma impresión. Estos factores pueden influir en la dureza resultante de la pieza. En general, se puede esperar una variación de +/- 5 Shore A a lo largo de una impresión determinada. La variación será menor cuanto más se aproxime la dureza a la del material en bloque (90A).

Datos de las pruebas sin procesar

The table below lists raw data from Formlabs testing on the effect of Fill Laser Power and Fill Hatch Spacing on Shore hardness. Usa estos datos como referencia cuando desarrolles tus propios ajustes de impresión.

Potencia del láser en el relleno Espaciado del sombreado de relleno Dureza
15 000 0,35 37,7
18 000 0,12 90,1
18 625 0,26 66,3
19 400 0,43 40,4
20 000 0,12 88,5
21 100 0,33 62,7
22 160 0,48 43,6
23 150 0,22 78,6
24 000 0,38 62,3
25 000 0,12 89,8
25 250 0,52 45,3
25 800 0,28 74,9
27 000 0,12 90,6
28 500 0,12 89,8
28 500 0,12 91,4
28 500 0,13 90,7
28 500 0,1325 89,5
28 500 0.135 91.1
28 500 0,14 91.6
28 500 0,15 93.2
28 500 0,16 89.1
28 500 0.175 87,7
28 500 0,2 92.2
28 500 0,25 83.6
28 500 0,25 80.4
28 500 0,3 80.2
28 500 0,35 73.7
28 500 0,4 74.2
28 500 0,4 77.7
28 500 0,45 63.8
28 500 0,5 57.1
28 500 0,55 49.5