Por qué una pieza que encaja en el ordenador no encaja en la realidad: tolerancias

Es el fallo número uno de quien diseña su primera pieza: en la pantalla el eje mide 8 milímetros, el agujero mide 8 milímetros, y en la mano no entra ni a martillazos. O entra y baila. No es culpa del diseño ni de la impresora: es que una pieza impresa no mide exactamente lo que dice el archivo, y hay que contar con ello. Esto es lo que pasa, cuánto margen dejar y cómo lo hacemos aquí.

En corto: en filamento una medida se desvía dos a cuatro décimas, y los agujeros salen pequeños. Deja 0,3-0,4 mm para un eje que gira, 0,2-0,3 para un encaje que entra y sale, y 0,1 para uno a presión. En resina, la mitad.

Qué le pasa a la pieza al imprimirse

Tres cosas, y las tres van en la misma dirección:

• El hilo tiene grosor. La boquilla deposita un cordón de 0,4 milímetros. Un agujero se dibuja por su borde y el cordón se pone medio dentro, medio fuera: el agujero sale más pequeño de lo dibujado. Los agujeros siempre encogen; los ejes, apenas.
• El plástico se contrae al enfriarse. Poco (el PLA, unas décimas por ciento; el PETG un poco más), pero en una pieza de 10 centímetros ya se nota.
• Las capas tienen escalones. Un agujero horizontal, impreso de lado, no es redondo: es un polígono con escalones de la altura de capa. Encaja peor que uno vertical.

El resultado práctico: en filamento, una medida sale con una desviación de dos a cuatro décimas de milímetro, y los agujeros tienden a salir pequeños. En resina la precisión es mejor, una décima, pero la pieza se contrae al curarse.

Cuánta holgura dejar

Estos son los márgenes con los que trabajamos, sumados al diámetro nominal del agujero (o restados al eje, según lo que se imprima):

En resina, aproximadamente la mitad de cada cifra. Y son puntos de partida: el material, la orientación y el tamaño de la pieza los mueven, y por eso las piezas que encajan se prueban antes de darlas por buenas.

Lo que cambia según el material

• PLA: el más predecible. Contrae poco y es rígido, así que un encaje a presión se queda donde lo pones, y si te pasas, se raja.
• PETG: contrae algo más y es más elástico. Perdona un encaje un poco apretado (cede en vez de romperse), pero un eje que gira necesita una décima más de holgura o se agarra.
• TPU: flexible, perdona casi todo. Un tapón de TPU entra en un agujero medio milímetro más pequeño y sella. Aquí la holgura puede ser negativa a propósito.
• Resina: la más precisa, pero se contrae al curar (poco, y más en piezas gruesas) y es quebradiza: un encaje a presión apretado la parte.

Si el material te suena a chino, aquí está cada uno explicado por lo que aguanta.

Lo que hacemos con tu archivo

Si subes un archivo que tiene que encajar en algo, no lo imprimimos a ciegas. Miramos los agujeros y los ejes, comparamos con lo que nos digas que tiene que entrar, y si el diseño va a medida exacta te lo decimos antes: «el agujero de 8 va a salir a 7,7; ¿es para un eje de 8 que gira?». Con la respuesta ajustamos y se imprime una vez. Si la pieza tiene un encaje crítico, imprimimos primero solo esa zona, un trozo de 5 minutos, y lo probamos con la pieza real si nos la mandas o con un patrón de la medida. Es más barato que tirar una pieza entera.

Si partes de una foto y la pieza la diseñamos nosotros, las holguras van puestas desde el principio: es de lo que más sabemos, porque reproducir una pieza que ya no se fabrica es exactamente esto, medir bien y dejar el margen justo.

Cómo diseñar para que encaje a la primera

Si diseñas tú, cinco costumbres que ahorran impresiones:

1. Dibuja los agujeros dos o tres décimas más grandes de lo que tenga que entrar, y los ejes a su medida. Los agujeros son lo que encoge.
2. Orienta los agujeros verticales siempre que puedas: un agujero impreso hacia arriba sale redondo; de lado, poligonal.
3. Chaflanes en las entradas: un bisel de medio milímetro en el borde de un agujero hace que el eje entre guiado y perdona una décima de error.
4. Evita las roscas pequeñas impresas: por debajo de M5 sale mejor un agujero liso y un tornillo que rosque en el plástico, o un inserto.
5. Prueba el encaje aparte: imprime un cubo con tres agujeros de 7,8, 8,0 y 8,2 antes que la pieza entera. Exporta en milímetros, que una escala en pulgadas lo descuadra todo.

Preguntas rápidas

¿Cuánta holgura hay que dejar en impresión 3D?

En filamento, de 0,1 mm para un encaje a presión a 0,3-0,4 para un eje que gire libre. En resina, la mitad. Los agujeros salen más pequeños que en el diseño; los ejes casi a medida.

¿Qué precisión tiene la impresión 3D?

Filamento: unas dos a cuatro décimas de milímetro. Resina: alrededor de una décima. Suficiente para que casi cualquier pieza encaje si se diseña con esa holgura.

¿Por qué el agujero sale más pequeño de lo que dibujé?

Porque el cordón de plástico tiene grosor y se deposita medio hacia dentro del borde, y porque el material se contrae al enfriarse. Es lo normal y se compensa en el diseño.

¿Podéis ajustar mi archivo para que encaje?

Sí. Dinos qué tiene que entrar dónde y ajustamos las holguras antes de imprimir. Si el encaje es crítico, probamos primero esa zona sola.