La impresión 3D FDM no es isótropa: la resistencia varía radicalmente en función de la dirección en la que se aplica la fuerza con respecto a layer. La orientación del modelo en la cortadora es, por tanto, una decisión de diseño crítica para cualquier pieza funcional. Una pieza orientada correctamente puede ser entre 5 y 10 veces más resistente que la misma pieza orientada incorrectamente.
El concepto clave: la anisotropía
En la impresión FDM, cada layer es una cinta de plástico fundido depositada sobre la layer anterior. La adhesión entre layer (unión entre capas) es siempre más débil que la resistencia del propio material. Esto significa que la impresión es fuerte en el plano de layer (dirección X e Y) y débil perpendicular a layer (dirección Z). Si se tira de una pieza en la dirección Z, layer se separa. Si se tira en dirección X o Y, el material se rompe.
Regla básica
Oriente el modelo de forma que las principales fuerzas a las que se verá sometida la pieza actúen en el plano de layer (X/Y), no perpendicularmente (Z). En la práctica: si una pieza trabaja a tracción, la dirección layer debe ser paralela a la dirección de tracción. Si trabaja a flexión, el layer debe ser perpendicular al eje neutro de flexión.
Ejemplos prácticos
Gancho o soporte en L
Si se moldea de pie (vertical), la unión en L está sujeta a delaminación bajo carga. Moldeado tumbado (horizontal), la layer atraviesa la zona crítica y la resistencia aumenta enormemente.
Engranaje o polea
Imprima con el eje del orificio perpendicular a la placa. El layer será circular y los dientes resistirán fuerzas tangenciales. Si se moldea desde el lateral, los dientes se desprenderán fácilmente a lo largo de layer.
Recipiente o caja
Imprima con la abertura hacia arriba. Las paredes tendrán layer continuas de abajo a arriba, maximizando la resistencia lateral.
Clip o muelle de flexión
Orientar de forma que los layer sean paralelos a la dirección de doblado. Si los layer están perpendiculares, el clip se romperá en el primer uso.
Otros factores a tener en cuenta
Además de la resistencia, la orientación afecta a la necesidad de material (menos material = mejor superficie y menos post-processing), a la calidad de la superficie (las superficies verticales tienen las líneas de layer, las superficies horizontales superiores son lisas), al tiempo de impresión (piezas más bajas = menos layer = impresión más rápida) y a la estabilidad durante la impresión (base ancha = menos riesgo de desprendimiento).
Normas prácticas resumidas
Identifique la dirección de la fuerza principal y oriente layer paralelamente a ella. Minimizar las superficies que requieren apoyo. Prefiera orientaciones con la base más ancha en la platina para mayor estabilidad. Para piezas cilíndricas, imprima con el eje perpendicular a la platina. En caso de duda, imprima la pieza en dos orientaciones diferentes y pruebe cuál resiste más.
