La impresión 3D ha transformado el proceso de fabricación de piezas. Es rápida, barata y perfecta en la creación de prototipos. Sin embargo, requiere las tolerancias correctas para obtener resultados correctos. El tolerado para la impresión 3D se refiere a cómo se ajustan las dimensiones de una pieza para que encaje con otras al imprimirla. Este blog describe el tolerado en palabras sencillas. También exploraremos impresión 3D en plásticoimpresión 3D en metal, así como HP Multi Jet Fusion. Esta guía le hará obtener mejores resultados si usted es un principiante o un profesional.

¿Qué es el tolerado para la impresión 3D?

El tolerado es la diferencia permitida entre el tamaño del diseño y el tamaño impreso. Ninguna impresora 3D es perfecta. Por lo tanto, establecemos un pequeño rango en el que los tamaños pueden variar. Por ejemplo, si diseñas un agujero de 10 mm, podría imprimirse como 9,8 mm o 10,2 mm. El tolerado garantiza que las piezas sigan encajando y funcionando, incluso con pequeños cambios como éste.

Por qué es importante el tolerado para la impresión 3D

Sin las tolerancias adecuadas, las piezas no encajan. Una clavija puede estar demasiado apretada, o una tapa puede no cerrar. Esto genera residuos y frustración. Por eso es tan importante el tolerado en la impresión 3D. Las tolerancias le ayudan:

• Evitar problemas de montaje
• Garantizar resultados coherentes
• Reducir el ensayo-error
• Ahorre tiempo y material

El plástico y el metal se comportan de forma diferente. Por eso, el valor de la tolerancia cambia en función del material y del método de impresión.

Tipos de ajustes en impresión 3D

Existen tres tipos comunes de ataques:

• Ajuste de liquidación: Ajuste holgado para facilitar el movimiento (por ejemplo, la tapa de una caja)
• Ajuste de interferencia: Ajuste apretado que necesita fuerza para ensamblarse (por ejemplo, engranajes a presión)
• Ajuste de transición:  Ajuste intermedio con ligera resistencia

Elegir el tipo de ajuste adecuado depende de su diseño y finalidad.

Tolerancias recomendadas por material e impresora

La siguiente tabla muestra las tolerancias típicas utilizadas en Impresión 3D:

Tolerancias generales por tipo de material

Las tolerancias pueden variar en función de la calibración de la impresora y la geometría de la pieza.

Factores clave que afectan a la tolerancia

Tipo de impresora

Impresoras FDM son menos precisas que las impresoras de resina o láser. Conozca su máquina.

Contracción del material

La impresión 3D en plástico implica calentamiento. Al enfriarse, la pieza puede encogerse. Esto afecta a las dimensiones finales.

Parte Orientación

La forma en que la pieza se coloca en la cama de impresión puede cambiar la tolerancia. Por ejemplo, los orificios verticales suelen imprimirse más pequeños que los horizontales.

Espesor de pared

Las paredes finas se enfrían más rápido y pueden deformarse. Mantenga al menos 1-2 mm de grosor de pared para no sobrepasar la tolerancia.

Tratamiento posterior

Lijado, pulido o tratamiento térmico en impresión 3D en metal puede reducir ligeramente el tamaño.

Mejores prácticas : Tolerancias para la impresión 3D

He aquí algunos consejos sencillos:

• Para las piezas móviles, deje al menos 0,5 mm de espacio entre las piezas.
• Para ajustes a presión, utilice clavijas de 0,2 mm a 0,4 mm más pequeñas.
• Pruebe su diseño con piezas de calibración.
• Diseña en módulos. Es más fácil cambiar partes pequeñas que el modelo entero.
• Evite tolerancias demasiado estrictas a menos que sea absolutamente necesario.

Si trabaja con un material nuevo, pruebe siempre primero una muestra de tolerancia.

Caso especial: HP Multi Jet Fusion (MJF)

HP Multi Jet Fusion es un tipo de impresión 3D basada en polvo. Suele utilizarse para piezas de nailon. Las impresiones MJF son resistentes, suaves y precisas. Sin embargo, siguen necesitando ajustes de tolerancia.

Guía de tolerancia HP MJF

La MJF también presenta un alabeo mínimo, lo que ayuda a mejorar la repetibilidad.

Tolerancias para la impresión 3D en plástico

Las impresiones en plástico son más comunes y asequibles. Sin embargo, tienden a deformarse o encogerse más que las piezas metálicas. La impresión FDM es sensible a la temperatura y la humedad. A la hora de tolerar para la impresión 3D en plástico:

• Aumentar ligeramente el tamaño de los orificios
• Reducir ligeramente el tamaño de las clavijas
• Evite las piezas demasiado finas
• Tenga en cuenta la altura de la capa: las capas más finas son más precisas.

Tenga siempre en cuenta la nivelación de la bancada y el desgaste de las boquillas en las máquinas FDM.

Tolerancias para la impresión 3D en metal

La impresión metálica en 3D aplica procesos como SLM (fusión selectiva por láser) y DMLS (sinterización directa de metales por láser). Estas impresoras son bastante precisas, pero también cuestan más.

Consejos importantes:

• Utilice tolerancias más estrictas (±0,1 mm) para ajustes críticos
• Factor de contracción durante la sinterización
• Prever la necesidad de mecanizado posterior
• Evite los voladizos finos; las piezas metálicas necesitan estructuras de soporte

Debido al coste, es mejor simular las tolerancias digitalmente antes de imprimir.

Errores comunes que hay que evitar

Utilizar la misma tolerancia para todos los materiales

Cada material reacciona de forma diferente. Adapte las tolerancias al material.

Ignorar los límites de la impresora

Las impresoras de sobremesa no son tan precisas como las máquinas industriales. Conozca su dispositivo.

Suponiendo impresiones perfectas

Siempre se producen pequeños cambios. El tolerado para impresión 3D permite que su diseño funcione a pesar de ellos.

Sin plan de tratamiento posterior

La eliminación de soportes o el lijado modificarán los tamaños. Diseñe teniendo esto en cuenta.

El futuro del tolerado en la impresión 3D

A medida que mejore la impresión en 3D, las herramientas de tolerancia automática podrían convertirse en algo habitual. Algunos programas de CAD ya ofrecen preajustes de "ajuste". La IA podría incluso ajustar las tolerancias en función del material y el tipo de impresora. Hasta entonces, corresponde a los diseñadores probar y aprender lo que funciona mejor.

Conclusión

Las piezas funcionales y fiables normalmente se basan en el tolerado para la impresión 3D para una mayor fiabilidad. Seleccionando los valores adecuados de tolerancias no cometerá errores, ahorrará tiempo y recibirá resultados de calidad. Tanto si se trata de impresión 3d de plástico, impresión 3d de metal o fusión multichorro de HP, siempre es necesario probar y perfeccionar los ajustes. Recuerde siempre comprobar las especificaciones de la impresora, probar las piezas y elegir sabiamente los ajustes. Esta sencilla guía puede ayudarte a convertir impresiones fallidas en piezas perfectas.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es una buena tolerancia para la impresión 3D FDM?

Un buen rango es de ±0,2 a ±0,5 mm dependiendo del material y el diseño.

¿Puedo utilizar la misma tolerancia para la impresión en plástico y en metal?

No, la impresión 3D en metal suele permitir tolerancias más ajustadas que el plástico.

¿Qué pasa si mis piezas no encajan incluso después de utilizar la tolerancia?

Pruebe las impresiones de calibración y compruebe si el material está alabeado o encogido.

Dígame cómo alguien elige entre los ajustes de holgura, transición e interferencia.

Elija en función de cómo interactúen las piezas: utilice la holgura para el movimiento, la transición para la presión ligera y la interferencia para las uniones fijas y estrechas.

¿Necesita HP multi jet Fusion post-procesamiento para alcanzar las tolerancias?

Sí, es habitual realizar un postprocesado ligero, como granallado o pulido, para conseguir mayores acabados superficiales y tolerancias razonablemente ajustadas.