NorbaSKY: alcanzando las estrellas: Calibrando impresora 3D Creality Ender 3

Introducción

En nuestro centro disponemos de tres impresoras 3D. Empezamos a usarlas tímidamente hace unos años, y a medida que hemos ido aprendiendo su funcionamiento, trucos, gestión de problemas,... hemos ido usándolas más y más para distintos proyectos.

Hasta ahora, habíamos realizado una calibración inicial y no nos habíamos preocupado de tocar nada más, pues la impresión se realizaba más o menos de forma correcta. Sin embargo, este año han surgido una serie de problemas que nos han hecho perder los nervios en varias ocasiones. Es cierto que no todos los profesores habíamos lidiado con el tema de la calibración. Y menos aún los alumnos. Y cuando no se ha tocado nunca ese tema, a veces surgen problemas de impresión que no se acaban de entender: impresión "en el aire", cabezal de impresión que "toca" e incluso "se clava" o "arrastra" la cama, posiciones erróneas del cabezal que no llega a los límites deseados...

Base rayada por efecto de una mala calibración.
El cabezal o nozzle ha bajado demasiado porque la cama estaba demasiado alta,
produciendo rayas y agujeros en la misma

No sabemos por qué, pero este año hemos debido realizar muchas calibraciones y solucionar problemas asociados a las mismas. Desconocemos el motivo por el que se han producido las "descalibraciones" (quiza algún curioso que ha tocado donde no debía). Y por ello hemos visto necesario y práctico realizar una entrada en el blog tratando este tema.

Principales puntos a tener en cuenta a la hora de realizar una buena impresión

Nivelación de la cama: La primera y más importante calibración es la nivelación de la cama. Debemos asegurarnos de que la cama de impresión esté nivelada y la distancia entre la boquilla y la cama de impresión sea uniforme. Es lo que llamamos generalmente "calibración". Aunque el resto de los puntos también están asociados al mismo concepto, una buena nivelación de la cama ya es garantía de que las cosas pueden salir bien. Por ser este punto el más importante de la entrada, le dedicaremos un apartado detallado más adelante.
Configuración de temperatura: La temperatura de impresión es importante para que el filamento se adhiera correctamente a la cama y se funda adecuadamente. Debemos asegurarnos de que la temperatura de impresión esté configurada correctamente para el tipo de filamento que utilizado.
Verificación de la velocidad de impresión: Ajustar la velocidad de impresión es importante para asegurarnos de que la calidad de la impresión no se vea afectada. Este parámetro puede modificarse en el programa "slicer" del que hablamos ya en la entrada "Impresión 3D: diseñando e imprimiendo nuestras primeras piezas".
Configuración del ventilador: Debemos también asegurarnos de que el ventilador esté funcionando correctamente y que esté configurado para la velocidad adecuada para el tipo de filamento que estemos utilizando. Este parámetro también puede modificarse en el programa "slicer" del que hablamos ya en la entrada "Impresión 3D: diseñando e imprimiendo nuestras primeras piezas".
Comprobar la calidad de la impresión: Una vez que hayas completado los pasos anteriores, imprime un objeto de prueba y verifica la calidad de la impresión. Si algo no parece correcto, podemos ajustar la configuración en nuestro "slicer".

Nivelación de la cama (comúnmente llamado calibrado)

La nivelación de la cama es un proceso continuo y que debemos comprobar y ajustar regularmente nuestra impresora 3D Ender 3 para obtener los mejores resultados posibles en la impresión. A continuación vamos a mostrar los pasos a seguir para realizar un correcto calibrado de la cama:

Colocamos la impresora 3D en una superficie estable: Es importante asegurarnos de que la impresora esté en una superficie plana y estable para poder nivelar correctamente la cama.
Encendemos la impresora 3D: Una vez encendida, debemos asegurarnos de que la cama y la boquilla estén a temperatura de funcionamiento para que la dilatación de los componentes sea la misma que durante el proceso de impresión.
Bajamos la cama lo máximo posible, o al menos el espacio suficiente para asegurarnos de que la boquilla no choca con la cama en sus desplazamientos. Más tarde volveremos a subir la cama. Pero ahora es importante tenerla baja. Para ello usaremos los cuatro tornillos de nivelación que se encuentran bajo la cama.
Ajustamos la distancia entre la boquilla y la cama: Desplazamos la boquilla a la posición inicial (esquina inferior izquierda) y colocamos un trozo de papel entre la boquilla y la cama de impresión. Luego, ajustamos la cama mediante los tornillos de nivelación hasta que el papel quede atrapado con una ligera resistencia mínima al moverlo. Para mover la boquilla a esta o cualquier otra posición debemos hacer uso de los controles manuales en el panel de control de la impresora 3D.
Repetimos el proceso anterior en las restantes esquinas de la cama y al centro (la esquina superior izquierda, la esquina superior derecha y la esquina inferior derecha). Ajustamos la cama de impresión de acuerdo con la resistencia del papel en cada punto hasta que quede nivelada.
Comprobamos la nivelación de la cama: Una vez que hemos nivelado la cama en todos los puntos, repasamos nuevamente cada uno de los puntos. A veces el ajuste de una esquina desajusta alguna otra esquina. Para hacerlo, podemos repetir el proceso de los puntos 4 y 5 y también movemos la boquilla de forma aleatoria por toda la cama comprobando que el papel tenga la misma resistencia en todos los puntos. En el caso de que fuera necesario, volvemos a realizar ajustes de distancia entre la boquilla y la cama usando los tornillos de nivelado. Podemos repetir el proceso tantas veces como sea necesario hasta que estemos seguros de que la cama de impresión está nivelada correctamente. Notaremos que en cada paso que realicemos, la cama estará mejor que en el paso anterior.

Cama de impresora

Boquilla o nozzle

Rueda de calibrado de cada esquina de la cama

(punto 4) Seleccionamos "prepare", después "move axis" y después la opción correspondiente para mover el nozzle en cada uno de los ejes XYZ.

(puntos 4 y 5) Moviendo papel entre la boquilla y la cama. El papel debe moverse sin problema pero rozando levemente a la boquilla y la cama

(punto 5) Debemos calibrar la distancia en las distintas esquinas de la cama, así como en el centro

Problemas encontrados en el proceso de calibrado

Una mala calibración puede provocar problemas que no se solucionan de una forma trivial. Así por ejemplo, nos ha ocurrido que hemos intentado imprimir con una cama demasiado subida (sin estar correctamente calibrada). Cuando la boquilla ha bajado, ha rozado (e incluso se ha clavado) en el protector de la cama (buildplate), dejando grabadas en él marcas, y haciendo que los motores se muevan pero que el cabezal se quede fijo. A continuación explicamos algunas soluciones que hemos dado a los problemas que esto ha ocasionado.

El cabezal con el nozzle no llega al tope izquierdo o derecho (incluso cuando intentamos moverlo mediante los controles de la impresora). Solución: llevarlo al extremo con los controles de la impresora y cuando ésta marque el máximo o el mínimo, "forzar" con la mano el cabezal hasta la posición correcta. Podemos tener miedo, pero la impresora no se estropeará. De hecho, se ha llegado a esa situación porque se ha atascado el nozzle en la cama, generándose una situación de "forzado" inversa.
El cabezal con el nozzle no baja hasta la cama aunque pongamos la altura a cero y rotemos las ruedas de calibración para subir al máximo la cama. Solución: llevar el eje z a la posición cero mediante los controles de la impresora y posteriormente rotar manualmente el tornillo de desplazamiento vertical hasta que el cabezal toque la cama. Previamente debemos asegurarnos de que los tornillos de calibración no están apretados al máximo ni al mínimo, ya que si se da esta situación no podremos posteriormente realizar un "ajuste fino".
La cama no se desplaza al máximo hacia delante o hacia atrás. Solución: llevar el eje y al extremo mediante los controles de impresión y luego empujar manualmente (forzándola) hasta llegar al extremo deseado.
La impresora parece estar bien calibrada pero comienza a imprimir "en el aire". El problema puede deberse a que la pieza a imprimir se ha diseñado en el aire o bien que el programa "slicer" tiene seleccionada una impresora 3D distinta a la que estamos usando. Solución: En el caso más sencillo, si la pieza debe estar en el aire, debemos indicar al programa "slicer" que cree estructuras de sujección para que la impresión se realice correctamente. En el caso de que la impresora esté seleccionada de forma incorrecta, debemos realizar la selección correcta.

(punto 1) Llevamos el cabezal hasta el extremo después de hacerlo mediante el software de control

(punto 2) Giramos el largo tornillo de desplazamiento del cabezal en el eje Z hasta que el nozzle toque la cama

(punto 3) Movemos el cabezal a la posición 0 del eje Y mediante el software de control y forzamos la cama hacia el fondo

Realizando pruebas de impresión

Después de calibrar es necesario probar para ver los resultados. Aunque el proceso de calibrado ha sido realizado por los profesores, el proceso de prueba puede ser llevado a cabo por cualquiera. En este caso, se realizó un diseño en clase de un pequeño vaso para guardar bolígrafos. Este es el resultado: