Modelar roscas
Una rosca es un surco helicoidal enrollado alrededor de un cilindro. Sobre el papel parece un detalle más. En FDM no lo es. Una rosca lleva al límite tres exigencias que a tu impresora se le resisten a la vez: detalle fino en el plano, voladizos que se descuelgan y un ajuste que tiene que deslizar sin agarrotarse. Por eso la mayoría de las roscas que la gente intenta imprimir no sirven: o desaparecen porque son más finas que un hilo de plástico, o se agarrotan porque se modelaron a cota exacta, o salen peludas por la cara de abajo porque se imprimieron tumbadas. Las tres se evitan en el modelado, antes de laminar nada. De ese modelado trata este artículo.
Pasos gruesos: de M6 en adelante
La cresta y el valle de una rosca son surcos diminutos, y cuando el cilindro va de pie quien decide si se distinguen es la altura de capa, no el ancho de cordón. Con eje vertical, la hélice trepa capa a capa: cada vuelta tiene que dibujar una cresta, un flanco y un valle apilando capas de 0,2 mm. A paso 1 mm eso son apenas cinco capas por vuelta para formar las tres cosas. Baja el paso a 0,5 mm y te quedan dos o tres capas por vuelta: no alcanzan para diferenciar cresta de valle, así que las capas vecinas se solapan y la rosca se emborrona hasta convertirse en un cilindro con unas ondas suaves que no enroscan en nada.
El punto de partida conservador es paso ≥ 1 mm, que es donde empieza la serie gruesa a partir de M6. No es una frontera física infranqueable —con perfil redondeado y capa fina se sacan tapas a paso 0,7–0,8 mm—, pero por debajo de 1 mm dependes de afinar la capa y la calibración, y el margen de error se estrecha rápido. Atención: dentro de un mismo diámetro nominal existen pasos gruesos y finos. No te guíes solo por el "M": un M8 grueso a 1,25 mm va holgado, y el M8 fino a 1 mm está justo en el umbral. Mira siempre el paso: es la cota que de verdad tiene que salir impresa.
Holgura en los flancos para que no se agarrote
Una rosca de tornillo y una de tuerca modeladas al mismo perfil nominal no enroscan en FDM. Es el problema de cualquier ajuste impreso, pero agravado: el macho sale sobredimensionado (el cordón abulta el contorno hacia fuera) y la hembra sale estrecha (el cordón muerde el hueco hacia dentro), así que los flancos chocan antes de tocarse. A eso se suma que la superficie impresa es rugosa: las crestas de capa de un flanco arañan contra las del otro. Una rosca a cota exacta no es que apriete poco: no entra, o entra una vuelta y se atasca.
La solución es dejar 0,1–0,2 mm de holgura total en el flanco —el hueco que queda entre el flanco del macho y el de la hembra, medido perpendicular a la superficie de contacto. Esa décima o dos de hueco le da sitio al sobredimensionado del macho y al estrechamiento de la hembra para que quepan sin interferir, y deja un margen para la rugosidad. La forma honesta de repartirlo es la de cualquier ajuste impreso: deja el macho a su medida nominal y abre la hembra, para tener una sola cota que ajustar si enrosca demasiado apretado. El razonamiento completo está en Tuercas cautivas y holguras de tornillo.
No confundas holgura de flanco y holgura de diámetro: son la misma idea vista desde dos lados, pero no se convierten una en otra restando sin más. En un perfil métrico de 60°, el flanco está inclinado, así que el hueco perpendicular que buscas y el desplazamiento de diámetro que tienes que aplicar no coinciden: el diámetro hay que moverlo algo más que la holgura de flanco que persigues. Lo limpio es trabajar sobre el diámetro de flancos (el diámetro medio de la rosca, donde se tocan macho y hembra) y dejar ahí tu holgura. Pero no te pases: con demasiada holgura la rosca baila, pierde contacto y se pasa con nada de par. El objetivo es que enrosque con los dedos, sin punto duro, pero sin el juego de una tuerca suelta.
| Parámetro | Valor de partida | Por qué |
|---|---|---|
| Paso de partida | ≥ 1 mm (M6 grueso en adelante) | a 0,2 mm de capa, ~5 capas por vuelta para formar cresta, flanco y valle |
| Holgura de flanco | 0,1–0,2 mm total (sobre el Ø de flancos) | absorbe el macho engordado, la hembra estrechada y la rugosidad |
| Reparto del hueco | macho nominal, abre la hembra | una sola cota que tocar, una pieza patrón intacta |
| Perfil de rosca | redondeado o trapezoidal | más material por vuelta que el V agudo; una cresta pasada no mata la rosca |
| Orientación | eje del cilindro vertical | cresta y valle salen de capas apiladas; el flanco inferior es un voladizo suave |
El perfil: redondeado, no en V aguda
La rosca métrica estándar tiene un perfil en V de flancos rectos y cresta casi viva. Es perfecta para cortar en metal y pésima para depositar en plástico: la cresta aguda es justo el detalle que la boquilla no resuelve, y el fondo en pico del valle obliga a un cambio de dirección que el cordón no traza limpiamente. Reducida al tamaño de impresión, una V métrica es casi todo hueco: poco material por vuelta y mucha cresta frágil.
Modela en su lugar un perfil redondeado o trapezoidal. Una rosca trapezoidal —flancos en rampa suave, cresta y valle planos— se construye con cordones que apoyan bien y reparten más material en cada vuelta. Eso aporta dos ventajas físicas. La primera es resolución: cresta y valle planos salen de tramos apilados bien definidos, sin la punta que la boquilla redondea. La segunda es tolerancia al fallo: con más sección por vuelta, que una cresta salga pasada aquí y allá no inutiliza la rosca, porque las vueltas vecinas siguen agarrando. Una rosca redondeada perdona; una V aguda impresa se pela a la primera.
El perfil también decide cuánto cuelga el flanco de abajo, así que mantenlo en rampa suave. En un perfil con flancos a unos 30° respecto al eje del tornillo —métrica, trapezoidal— el flanco inferior de cada vuelta queda lejos de un voladizo severo y sale aceptable. En cambio un perfil de flancos casi perpendiculares al eje, tipo ACME o cuadrado, deja la cara inferior de cada vuelta casi plana sobre el valle anterior: ahí sí tienes un voladizo difícil que sale rugoso o se descuelga. El perfil generoso y de flancos inclinados es el que mejor enrosca y, a la vez, el que mejor imprime.
Imprime con el eje vertical
La orientación decide si la rosca que afinaste en pantalla sobrevive a la cama. Imprime el cilindro con su eje vertical, perpendicular a la cama. Así la hélice trepa suavemente capa a capa: cada vuelta sube un paso a lo largo de toda la altura, y la cresta y el valle de cada vuelta salen de tramos apilados limpios y bien definidos. Es la misma lógica autoportante que cualquier pendiente suave: nada cuelga del aire porque cada cordón se apoya sobre el de la vuelta de abajo.
Queda un detalle que conviene entender: explica por qué incluso bien orientada una rosca impresa nunca es perfecta. La hélice sube muy poco por vuelta —en un M6×1, el ángulo de hélice ronda los 3°—, así que el problema no es esa inclinación, sino que en cada vuelta un flanco mira hacia arriba y el otro hacia abajo. El flanco que mira abajo es, técnicamente, un voladizo: cuelga sobre el valle de la vuelta anterior. Con un perfil de flancos inclinados ese voladizo es suave y sale aceptable, aunque algo más rugoso que el flanco de arriba. Por eso la holgura de flanco no es opcional: parte de ella se está comiendo esa rugosidad del flanco inferior. Y por eso conviene el perfil generoso, que da margen para que ese flanco salga imperfecto sin arruinar el ajuste.
Túmbala y rompes las dos cosas a la vez: la hélice deja de subir capa a capa y se convierte en una sucesión de voladizos y puentes que rodean el cilindro. Media rosca queda colgando del aire por su cara inferior, se descuelga, pierde redondez y el ajuste que mediste desaparece. Si una pieza tiene una rosca que te importa, oriéntala con esa rosca apuntando hacia arriba y resuelve lo demás después. Por qué el plano de capa manda en todo esto lo desarrolla Cómo el FDM moldea tu diseño.
Para qué sirve de verdad una rosca impresa
Conviene ser honesto sobre lo que consigues. Una rosca impresa en plástico, aun bien modelada y bien orientada, es una rosca de carga suave y uso esporádico. Funciona de maravilla para tapas, tapones de bote, virolas que aprietan a mano, ruedas de ajuste grandes, anillos de retención, montajes tipo trípode: piezas que enroscas con los dedos, sin herramienta, y que no soportan tensión estructural mantenida.
Una rosca impresa no es un elemento de fijación. No la uses para uniones cargadas, ni donde haya que dar par con una llave, ni en piezas que montes y desmontes a diario. Las crestas de plástico se pasan con poco esfuerzo y, una vez peladas, no se recuperan: te quedas con un cilindro liso. Si la rosca tiene que aguantar fuerza o apriete repetido, no la modeles en plástico; pon metal en el agujero —un inserto térmico o un roscado con macho— y deja que el tornillo metálico haga el trabajo.
La regla, en una frase: si lo que va a fallar cuando la rosca se pase es "vuelvo a enroscar la tapa con un poco más de tino", imprímela; si es "se suelta una pieza que sujetaba algo", pon metal. Cuando ese sea el camino, sigue por Diseñar para insertos térmicos, que explica cómo dejar el saliente listo para recibir la rosca de verdad.