Glosario de impresión 3D
Los términos de la impresión 3D explicados en criollo: qué es cada cosa, qué número tiene detrás y en qué cambia el costo de tu trabajo.
70 términos, con los números que hacen falta para decidir. Ninguno está estimado a ojo.
Tecnologías
Las formas de imprimir, y en qué se diferencian.
- FDMFDM es la tecnología de impresión 3D que funde un filamento de plástico y lo deposita capa por capa hasta formar la pieza. Es la más usada en talleres y en casa porque la máquina y el material son baratos y el proceso no exige laboratorio ni protección especial.
- Impresión 3DLa impresión 3D fabrica un objeto agregando material capa por capa a partir de un modelo digital, en lugar de quitarlo de un bloque como hace el mecanizado. Por eso permite formas huecas o internas que ninguna otra técnica puede producir en una sola pieza.
- MultimaterialUn sistema multimaterial permite imprimir una pieza con varios filamentos, cambiándolos automáticamente durante el trabajo. El costo oculto es la purga: en cada cambio hay que descartar el plástico del color anterior, y ese desperdicio puede superar el peso de la pieza.
- SLA / resinaSLA es la tecnología de impresión 3D que solidifica resina líquida con luz ultravioleta, capa por capa. Da mucho más detalle que FDM y superficies lisas sin marcas de capa, a cambio de piezas más frágiles y un proceso con químicos que exige guantes, ventilación y lavado posterior.
- SLSSLS fabrica piezas fundiendo polvo de nylon con un láser, capa por capa, dentro de una cuba de polvo. Como la pieza queda sostenida por el polvo que la rodea, no necesita soportes, y eso permite geometrías que ninguna otra técnica logra en una sola pieza.
Materiales
Filamentos y resinas: qué son, para qué sirven y qué aguantan.
- ABSEl ABS es un filamento resistente al calor y a los golpes que aguanta cerca de 100 °C, pero se contrae mucho al enfriarse, por lo que exige cámara cerrada para no deformarse ni despegarse. Emite vapores de estireno al imprimir y necesita ventilación.
- ASAEl ASA aguanta la intemperie sin ponerse amarillo ni quebradizo, y resiste temperaturas parecidas a las del ABS, cerca de 95 °C. Es el material correcto para piezas que van a quedar al sol, y se imprime con las mismas exigencias que el ABS: cámara cerrada y buena ventilación.
- Densidad de filamentoLa densidad de un filamento es cuántos gramos pesa cada centímetro cúbico de material, y es lo que permite convertir el volumen de una pieza en el peso que se va a cobrar. El PLA está en 1,24 g/cm³ y el PETG en 1,27 g/cm³.
- FilamentoEl filamento es el hilo de plástico enrollado en una bobina que consume una impresora FDM. Se vende por kilo, casi siempre en diámetro de 1,75 mm, y una bobina de un kilo de PLA rinde alrededor de 330 metros.
- Filamento cargadoUn filamento cargado lleva fibra —de carbono o de vidrio— mezclada en el plástico base, lo que lo vuelve más rígido y estable pero también abrasivo. Desgasta una boquilla de latón en pocas horas de impresión, así que exige acero endurecido o punta de rubí.
- HigroscópicoUn filamento higroscópico es el que absorbe humedad del aire, lo que arruina la impresión: el agua atrapada hierve dentro del hotend y produce chisporroteo, burbujas, superficie opaca, hilos y capas mal soldadas. Todos los filamentos lo son en alguna medida; el nylon y el PETG bastante más que el PLA.
- NylonEl nylon es el filamento más tenaz de uso común: se dobla mucho antes de romperse, tiene buena resistencia al desgaste y aguanta temperatura. Su problema es que absorbe humedad más rápido que cualquier otro material, tanto que puede necesitar secado el mismo día que se abre la bobina.
- PETGEl PETG es un filamento resistente al agua, a la intemperie y a temperaturas de alrededor de 75–80 °C, más tenaz que el PLA y bastante más fácil de imprimir que el ABS. A cambio pide ajuste más fino: es el material que más tiende a dejar hilos y a pegarse de más a la cama.
- PLAEl PLA es el filamento más usado en impresión 3D: el más fácil de imprimir, el más barato y el que mejor detalle da. Su límite es el calor, porque se ablanda alrededor de los 55–60 °C, lo que lo descarta para piezas que queden al sol o dentro de un auto.
- ResinaLa resina es el líquido fotosensible que usan las impresoras SLA y MSLA, y que endurece al recibir luz ultravioleta. Se vende y se consume por mililitro, no por gramo, y en estado líquido es irritante: se trabaja con guantes de nitrilo y ventilación.
- Soporte solubleUn soporte soluble se imprime con un segundo material que después se disuelve en un líquido, dejando la superficie de abajo perfecta y sin marcas. El PVA se disuelve en agua y el HIPS en limoneno; ambos exigen una impresora capaz de manejar dos materiales.
- TPUEl TPU es un filamento flexible que se dobla y vuelve a su forma, usado para juntas, fundas, ruedas, topes y amortiguadores. Se imprime lento y anda mucho mejor en extrusor directo que en Bowden, donde el filamento tiende a pandearse en el tubo.
Proceso
Del archivo a la pieza: los ajustes que deciden costo y calidad.
- Altura de capaLa altura de capa es el espesor de cada una de las capas que apila la impresora, y es el ajuste que más influye en el tiempo de impresión. Bajarla a la mitad duplica aproximadamente el tiempo, porque la pieza pasa a tener el doble de capas.
- AnisotropíaLa anisotropía es la propiedad de las piezas impresas en FDM de resistir mucho menos en el sentido en que se apilaron las capas que dentro de cada capa. Por eso la orientación con la que se imprime una pieza funcional decide si aguanta o se parte.
- BrimEl brim es un borde plano de una sola capa que la impresora agrega alrededor de la base de la pieza para aumentar la superficie pegada a la cama. Es la forma más barata de evitar que una pieza de base chica se despegue, y se recorta con un cutter al terminar.
- CosturaLa costura es la línea vertical que queda en el costado de una pieza, donde cada capa empieza y termina. No se puede eliminar en FDM, pero sí se puede esconder: el laminador permite mandarla a una arista o al lado que no se ve.
- CuradoEl curado es el paso final obligatorio de una pieza de resina: después de lavarla se la expone a luz ultravioleta para que termine de endurecer. Sin curar, la pieza queda pegajosa, blanda y sigue siendo irritante al tacto.
- G-codeEl G-code es el archivo de texto con las instrucciones que ejecuta la impresora: cada línea le dice a dónde moverse, cuánto filamento empujar y a qué temperatura estar. Lo genera el laminador y es específico de la máquina para la que se laminó.
- LaminadoEl laminado es el paso que convierte un modelo 3D en las instrucciones concretas que ejecuta la impresora: corta la pieza en capas y decide recorridos, relleno, soportes, temperaturas y velocidades. El programa que lo hace se llama laminador, y su resultado es un archivo G-code.
- Orientación de la piezaLa orientación es cómo se apoya la pieza en la cama al imprimirla, y decide tres cosas a la vez: cuánta resistencia va a tener, cuánto soporte va a necesitar y cuánto va a tardar. Girar una pieza treinta grados puede eliminar la mitad del soporte, y eso es gratis.
- PerímetrosLos perímetros son las paredes exteriores de cada capa, y son los que aportan la mayor parte de la resistencia de una pieza impresa. Pasar de dos a tres perímetros suele rendir más, en material y en tiempo, que subir veinte puntos de relleno.
- PurgaLa purga es el plástico que se descarta para limpiar la boquilla, sobre todo al cambiar de color o material. En una impresión de un solo color es un porcentaje chico, pero en una multicolor con muchos cambios el material purgado puede superar el peso de la pieza.
- RellenoEl relleno es la estructura interna que la impresora deja dentro de una pieza en lugar de material macizo, expresada en porcentaje. Es el ajuste que más material ahorra, y su efecto sobre la resistencia deja de notarse bastante antes de lo que la mayoría supone.
- RetracciónLa retracción es el retroceso que hace el extrusor para tirar del filamento hacia atrás cuando la boquilla tiene que desplazarse sin imprimir, de modo que no gotee. Es el ajuste principal para eliminar los hilos entre partes de una pieza.
- SoportesLos soportes son estructuras temporales que la impresora agrega debajo de las partes de la pieza que quedan en el aire, y que se retiran al terminar. Suman material, suman tiempo de impresión y suman trabajo manual de limpieza, y ese último es el que más se olvida al cotizar.
- STLEl STL es el formato de archivo más usado para intercambiar modelos de impresión 3D: describe la superficie de la pieza como una malla de triángulos. No guarda unidades, ni colores, ni materiales, y esa es la causa de la mayoría de los problemas de escala al abrirlo.
- ToleranciaLa tolerancia es el espacio que hay que dejar entre dos piezas para que encastren, porque una impresora no reproduce las medidas con exactitud perfecta. En FDM lo habitual es dejar entre 0,2 y 0,4 mm de holgura para un ajuste deslizante.
- Velocidad de impresiónLa velocidad de impresión es a qué ritmo se mueve la boquilla mientras deposita, medida en milímetros por segundo. Subirla no reduce el tiempo en la misma proporción, porque en una pieza con muchos detalles la máquina pasa buena parte del trabajo acelerando y frenando sin llegar nunca a la velocidad máxima.
- VoladizoUn voladizo es una parte de la pieza que queda en el aire porque debajo no hay nada impreso todavía. Hasta unos 45° respecto de la vertical se imprime sin soporte; más acostado que eso, la capa no tiene sobre qué apoyarse y cae.
Problemas
Lo que sale mal, por qué pasa y cómo se resuelve.
- DelaminaciónLa delaminación es la separación entre capas de una pieza impresa, que se abre como las hojas de un libro. Indica que las capas no se soldaron bien entre sí, casi siempre por temperatura de boquilla demasiado baja, enfriamiento excesivo o material húmedo.
- Desplazamiento de capasUn desplazamiento de capas es cuando la pieza aparece cortada y corrida a partir de cierta altura, como si le hubieran movido la mitad de arriba. Ocurre cuando el cabezal pierde su posición por chocar contra algo, por una correa floja o por acelerar más de lo que la máquina aguanta.
- Elephant footEl elephant foot es el ensanchamiento de las primeras capas de una pieza, que quedan aplastadas y sobresalen del contorno como el pie de un elefante. Aparece cuando la boquilla está demasiado cerca de la cama o la cama está demasiado caliente, y arruina cualquier encastre que apoye en la base.
- Primera capaLa primera capa es la que se imprime directamente sobre la cama y la que determina si el resto de la impresión va a salir o no. La mayoría de las impresiones fallidas fallan en la primera capa, y casi siempre por altura mal calibrada o por cama sucia.
- RingingEl ringing son las ondas que aparecen en la superficie después de cada esquina, como un eco del cambio de dirección. Las produce la inercia del cabezal al frenar y arrancar, y se corrigen bajando la aceleración o activando la compensación de resonancia de la impresora.
- StringingEl stringing son los hilos finos de plástico que quedan entre partes de una pieza cuando la boquilla se desplaza sin imprimir y sigue goteando. Se corrige bajando la temperatura de boquilla y aumentando la retracción, en ese orden.
- Sub-extrusiónLa sub-extrusión aparece cuando sale menos plástico del que la impresora cree que está sacando: las líneas quedan finas, con huecos entre ellas, y la pieza sale débil y con paredes translúcidas. Sus causas típicas son un tapón parcial, filamento húmedo o el engranaje del extrusor moliendo el hilo.
- TapónUn tapón es una obstrucción en el hotend que impide que salga el plástico, y frena la impresión sin que la máquina se entere: sigue moviéndose en el aire. La causa más común no es la boquilla sucia sino el ventilador del disipador, que al fallar deja subir el calor y ablanda el filamento antes de tiempo.
- WarpingEl warping es la deformación que sufre una pieza cuando el plástico se contrae al enfriarse y levanta las esquinas de la cama, curvando la base. Afecta sobre todo al ABS y al ASA, muy poco al PLA, y su causa siempre es una diferencia de temperatura dentro de la pieza.
La máquina
Las partes de una impresora y qué hace cada una.
- BoquillaLa boquilla es la pieza metálica por donde sale el plástico fundido, y su diámetro fija el ancho de línea y el detalle máximo que puede lograr la impresora. La estándar es de 0,4 mm; una de 0,6 imprime bastante más rápido y una de 0,2 da más detalle a costa de mucho tiempo.
- BowdenEl Bowden es el sistema en el que el motor que empuja el filamento está fijo en el chasis y lo envía hasta el cabezal por un tubo de PTFE. Aligera el cabezal y permite velocidades altas, pero necesita retracciones mucho más largas y no maneja bien los filamentos flexibles.
- Cama calienteLa cama caliente es la superficie sobre la que se imprime, mantenida a temperatura para que la primera capa se adhiera y la pieza no se contraiga de golpe. Cada material pide su temperatura: alrededor de 60 °C para PLA, 80 °C para PETG y 100 °C o más para ABS.
- Cámara cerradaUna cámara cerrada encierra el volumen de impresión para que el aire de adentro se mantenga tibio y sin corrientes. Es lo que permite imprimir ABS, ASA y nylon sin que las piezas se deformen o se abran, porque el problema de esos materiales es enfriarse desparejo.
- CoreXYCoreXY es la disposición mecánica en la que dos motores fijos mueven el cabezal en ambos ejes mediante correas cruzadas, mientras la cama sólo sube y baja. Permite imprimir más rápido que una cartesiana clásica, donde la cama se sacude hacia adelante y atrás con la pieza encima.
- Extrusor directoEl extrusor directo es el que lleva el motor que empuja el filamento montado sobre el cabezal, a pocos centímetros de la boquilla. Controla mucho mejor la retracción y es el único que imprime filamentos flexibles con comodidad, a cambio de un cabezal más pesado.
- FirmwareEl firmware es el programa que corre dentro de la impresora e interpreta el G-code para mover los motores y controlar las temperaturas. Los dos más difundidos son Marlin, que corre en la propia placa, y Klipper, que delega los cálculos en una computadora auxiliar y por eso permite velocidades más altas.
- HotendEl hotend es el conjunto que funde el filamento antes de que salga por la boquilla: calentador, sensor de temperatura, garganta y disipador. Su límite de temperatura decide qué materiales puede imprimir la máquina.
- NivelaciónLa nivelación es el ajuste que asegura que la boquilla mantenga la misma distancia a la cama en toda su superficie. Las impresoras actuales la hacen solas, midiendo la cama en varios puntos antes de imprimir y corrigiendo las diferencias durante la primera capa.
- Placa PEIUna placa PEI es la lámina de acero flexible recubierta con polieterimida sobre la que se imprime, sujeta a la cama por imanes. La pieza se adhiere mientras está caliente y se suelta sola al enfriarse: se saca doblando la chapa, sin espátula y sin marcar la superficie.
- Sensor de filamentoUn sensor de filamento detecta cuando el hilo se termina o se corta y pausa la impresión en lugar de dejar que la máquina siga moviéndose en el aire. Para un taller es de los accesorios que más plata ahorran, porque evita perder impresiones largas cuando la bobina se acaba a mitad de camino.
- Volumen de impresiónEl volumen de impresión es el tamaño máximo de pieza que entra en una impresora, expresado como largo por ancho por alto en milímetros. El más común en máquinas de escritorio ronda los 250 × 250 × 250 mm, y el número real siempre es algo menor que el declarado.
Negocio
Los términos de plata: costos, márgenes y precios.
- AmortizaciónLa amortización es la parte del precio de la impresora que se le carga a cada trabajo, para que cuando la máquina llegue al final de su vida útil el dinero de la próxima ya esté cobrado. Se calcula como precio menos valor de reventa, dividido por las horas de vida útil.
- ComisiónUna comisión es el porcentaje que retiene una plataforma o pasarela de pago sobre cada venta. Se despeja del precio, no se suma: para conservar el precio neto que buscás con una comisión del 15 %, hay que dividir por 0,85, no multiplicar por 1,15.
- Costo del propio tiempoEl costo del propio tiempo es el valor del trabajo humano que lleva un encargo: preparar el archivo, orientar la pieza, cargar y descargar la bandeja, quitar soportes, lijar, pintar, ensamblar, embalar y responder consultas. En trabajos chicos suele ser el componente más grande del costo, y es el que más se omite.
- Costo fijoUn costo fijo existe imprimas o no: alquiler, internet, software, seguros, el tiempo de responder consultas. No cambia con la cantidad de piezas, y por eso hay que repartirlo entre los trabajos que sí se hacen en el mes.
- Costo por hora de máquinaEl costo por hora de máquina es lo que cuesta tener una impresora funcionando durante una hora, sumando amortización, mantenimiento, electricidad y la parte de gastos fijos que le toca. Es el número que convierte el tiempo de impresión en plata, y el que más talleres no tienen calculado.
- Costo variableUn costo variable sube y baja con cada pieza que se produce: material, electricidad, embalaje, comisiones de plataforma. Es lo que hay que cubrir sí o sí para que un trabajo no genere pérdida directa, y lo que se resta del precio para obtener el margen de contribución.
- MargenEl margen es la ganancia expresada como porcentaje del precio de venta. Se calcula como precio menos costo, dividido por el precio, y no debe confundirse con el markup, que usa el costo como base y siempre da un número más alto.
- MarkupEl markup es el recargo que se agrega al costo, expresado como porcentaje del costo. Siempre da un número mayor que el margen de la misma operación: un markup del 50 % equivale a un margen del 33,3 %.
- Precio mínimoEl precio mínimo es el monto por debajo del cual no conviene tomar un trabajo, sin importar lo chica que sea la pieza. Existe porque atender la consulta, preparar el archivo, cargar la bandeja, retirar, limpiar y embalar lleva el mismo tiempo para un llavero que para una pieza grande.
- PresupuestoUn presupuesto es la oferta escrita que se le pasa al cliente con el precio, qué incluye, el plazo y hasta cuándo vale. Muestra el precio final y no el desglose interno de costos ni el margen: lo que el cliente necesita para decidir, no cómo llegaste al número.
- Punto de equilibrioEl punto de equilibrio es la cantidad de unidades que hay que vender para cubrir todos los costos fijos y empezar a ganar. Se calcula dividiendo los costos fijos por el margen de contribución de cada unidad, que es el precio menos el costo variable.
- ROIEl ROI de una impresora es cuánto tarda en devolver lo que costó, contando la ganancia real que deja cada trabajo y no la facturación. Se calcula dividiendo el precio de la máquina por la ganancia neta mensual que produce, y el error habitual es usar el margen bruto en su lugar.
- SeñaLa seña es el pago parcial que se cobra antes de empezar un trabajo. No expresa desconfianza: reserva tiempo de máquina, cubre el material de un pedido a medida que nadie más va a comprar, y filtra a quien pedía presupuesto sin intención de encargar.
- Tasa de fallaLa tasa de falla es el porcentaje de impresiones que hay que descartar y volver a hacer. Encarece cada pieza entregada más de lo que sugiere el número: con 10 % de fallas el sobrecosto real es 11,1 %, y con 30 % llega al 43 %.
- TiradaUna tirada es la cantidad de piezas iguales que se producen de una vez. El precio unitario baja con la cantidad porque el trabajo de preparación se reparte, pero el material y el tiempo de máquina no bajan nunca: por eso el descuento por volumen tiene un techo.