Temperature tower: Better quality in your 3D prints

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Todos buscamos mejorar la calidad de nuestras impresiones 3D, por ello siempre modificamos los factores más importantes que son la temperatura, las retracciones y la velocidad, sin nombrar muchos otros parámetros que afectan a la calidad de nuestras impresiones.

Today I want to focus on the temperature towers and how to use them for our benefit, finding the perfect temperature for each type of filament.

What is a temperature tower?

Una torre de temperatura es un test y sirve para encontrar la temperatura más óptima para un filamento 3D.

Es una estructura vertical impresa en 3D que consta de varias secciones horizontales. Cada sección se imprime a diferentes temperaturas, esto permite identificar rápidamente cuál es la mejor temperatura para el filamento elegido.

Podrás buscar en la torre de temperatura cuál sección tiene mejor aspecto; cuál sección tiene mejor calidad en sus capas y paredes, cuál tiene mejores puentes, conos, curvas; e ignorar las secciones defectuosas.

Para qué sirve una torre de temperatura

A temperature tower is used to determine cuál es la mejor temperatura de impresión for each filament.

De forma genérica podemos saber que la mejor temperatura de impresión de un filamento es la recomendada por su fabricante, ya que son ellos los que testean y ponen a prueba su producto antes de ponerlo a la venta.

El problema consiste en que el fabricante entrega un rango de impresión recomendado, y no una temperatura específica. Por ejemplo para un rollo de filamento PLA el rango del fabricante puede ir desde los 190 °C hasta los 230 °C.

Teniendo en cuenta que una diferencia de 5 °C puede marcar la diferencia entre impresiones 3D de buena calidad o mala calidad, lo recomendable sería saber cuál es la mejor temperatura para cada filamento específico.

La mejor forma de conocer cuál es la temperatura adecuada para un tipo de filamento específico es «print a temperature tower» y tomar nota de los resultados.

Why print a temperature tower

Because a temperature tower can help identify problems relacionados con una mala configuración de temperatura.

Si la temperatura de impresión es demasiado alta habrá excess melted filament, generating hilos en la impresión entre otros defectos de impresión. En cambio si la temperatura es demasiado baja puede haber problemas de sub extrusión, or a less filament flow for the chosen speed.

Imprimir una torre de temperatura puede ayudar a corregir estos problemas, eligiendo la temperatura óptima para el filamento.

Cuando debería imprimir una torre de temperatura

Deberías imprimir una torre de temperatura para cada color y marca de filamento. O en el caso que cambies algún componente importante de tu impresora.

Hay que entender que, mientras un filamento PLA de un fabricante puede imprimir bien a los 200 °C, el filamento de otro fabricante puede imprimir aún mejor a los 215 °C, lo que significa que no todos los filamentos van a ser iguales o que van a imprimir bien a la misma temperatura.

Cambiar cualquier componente relacionado con: el Hotend, ventiladores de capa, cartucho de calefacción; puede afectar el resultado del filamento extruido. Para cualquiera de estos casos se deberán imprimir torres de temperatura.

How to print a temperature tower

To print a temperature tower you will need:

• download one temperature tower stl from Thingiverse (or from Cura).
• Configure the different temperatures in the laminator software.
• Generate the gcode file and send it to print.

The new versions of Cura traen la opción de agregar modelos de prueba directamente desde el menú de opciones, tan solo agregando un complemento. Esta es la forma más rápida y más fácil para los principiantes.

There are different temperature towers for each type of filament, some for PLA and others for Petg. La elección se tiene que hacer con base en el tipo de filamento que estés utilizando.

It is necessary to set the different temperatures en Cura porque, si no lo haces, la torre de temperatura se imprimirá a una temperatura constante. Por ello deberás acceder al archivo G-code para modificarlo. Veamos un paso a paso:

How to make a temperature tower in Cura

• In Cura opens the marketplace and wait for the plugins to load.

• Luego busca e instala el complemento llamado «Calibration Shapes«

• accept the license

• Restart Cura for the changes to take effect

• Ahora dirígete a: menú >> Extensiones >> Part for calibration >> «Add a PLA TempTower»

• Aparecerá una torre de temperatura to use with PLA filament, que irá desde los 220 °C en la base hasta los 180 °C.

El próximo paso será configurar la torre para que se imprima a distintas temperaturas.

How to configure temperature tower in Cura

1) En Cura configura los siguientes parámetros: (para todas las torres que hagas, con excepción de la temperatura que será lo única modificación que se efectúe en la impresión):

• Layer height: 0.2
• Initial layer height: 0.2
• Number of walls: 2
• Padding: 20%
• Temperatura de Impresión: (Aquí pondrás la temperatura de la primera sección: 220 °C)
• Temperatura de la Placa: 60 °C
• Speed: 50mm/s
• Refrigeración: Activate 100%
• Supports: They are not necessary.
• Adherence to the plate: Edge 10 laps

2) Modify the Gcode to add the temperature changes of the Tower sections.

• Dirígete a: menú >> Extensiones >> Posprocesamiento >> Modificar Gcode

• Añade una nueva secuencia de comando: TempFanTower

• Put the values in the script

(To place the correct values you must calculate the following: Number of total layers – base layers / number of tower sections)

That is to say: 378 layers (less 4 Base Layers) = 374 (divided 9 tower sections) = 41,55 (rounds up to 41)

Put this data in the script:

• Starting Temperature: 220 (Esta sería la temperatura inicial y tiene que coincidir con la base de la torre)
• Temperature Increase: -5 (la cantidad de grados que van a bajar por cada sección)
• Change Layer: 41 (En esta capa se haría el primer cambio de temperatura)
• Change Layer Offset: 4 (estas serían las capas de la base)

Generate the Gcode and send it to print

Una vez que hayas terminado de configurar todo puedes segmentar y enviar a imprimir. Deberías guardar el archivo con el nombre PLA_04mm_TempTower_220_180.gcode to remember that this temperature tower you set up is for use with PLA and one 04mm nozzle and temperature differences.

YouTube video: Alexei's 3D Workshop

Remember before printing:

• Debes tener la impresora 3D limpia y en buenas condiciones; aquí puedes ver un post sobre «How to maintain your 3D printer«.
• Asegúrate de level the bed before printing.
• Use a good quality filament
• If the filament is old be careful with the humidity problems.

Delete the script

Once you're done, deberás borrar la secuencia de comandos que has creado. Si no lo haces, cada vez que imprimas las temperaturas se irán cambiando desde 220 °C a 180 °C como quedó programado.

How to analyze the temperature tower

Una vez impresa la torre deberás realizar una inspección visual de todos los segmentos. Con un poco de suerte podrás descubrir alguna diferencia entre las diferentes temperaturas utilizadas.

Some items to keep in mind are:

• Layers that did not stick.
• Skipped or hollow layers.
• melted layers
• Threads or Stringing
• The quality of bridging or bridges
• deformed cantilevers

El objetivo de la inspección visual es encontrar la sección mejor impresa, sin fallas, sin hilos ni deformidades y tomar nota de la temperatura de esa sección.

YouTube videos: Lucas 3D

Conclusions::

1. When analyzing the PLA temperature towers me encontré con que es muy importante turn on layer fans, since deactivating them causes errors in the connections of the bridges and that can lead to confusion.
2. Many of the threads or strings that can occur, se deben a un cúmulo de humedad en los filamentos. Therefore, it is not necessary to rely so much on this problem when choosing the temperature, Moisture problems need to be corrected. before doing temperature tests.
3. Otra observación es que a mayor temperatura los filamentos se vuelven más brillantes y a menor temperatura más opacos. Se debe tener en cuenta que a temperaturas más bajas las capas corren peligro de no adherirse correctamente, especialmente con filamentos PETG.
4. En algunos filamentos PLA pareciera no haber cambios en diferentes temperaturas. ¿Significará que los rangos del fabricante son correctos y se puede imprimir en cualquiera de esos rangos?
5. Hay que anotar si o si los resultados de la torre de temperatura, incluyendo la marca y tipo de filamento. Muchos recomiendan marcar con una fibra y guardar la torre de temperatura en un cajón, yo personalmente agregaría el filamento a las configuraciones de Cura.
6. Las próximas impresiones que se realicen con el filamento de prueba, tiene que ser con la temperatura elegida.