La impresión 3D es cada vez más parte de nuestro día a día, siendo la tecnología más comercial la FDM. Tener una impresora 3D en tus manos te abre las puertas a un sinfín de posibilidades, ya que puedes crear cualquier objeto que te puedas imaginar, desde juguetes hasta prótesis mecánicas humanas. Crear todos estos objetos no solo es posible gracias a la impresora 3D sino a la gran variedad de filamentos que existen. Con tanta variedad es más fácil que nunca crear impresiones funcionales, bellas y de alto rendimiento. Con esto en mente, presentamos nuestra guía de filamentos para impresoras 3D.
1. PLA - Ácido Poliláctico
El Filamento PLA es sin duda el material más usado a nivel mundial, los bajos costos y la facilidad de uso hacen que sea la preferida por muchos usuarios.
Tiene un origen vegetal y se hace típicamente de almidón vegetal fermentado como de maíz, yuca, caña de azúcar o pulpa de remolacha azucarera. Para la impresión se recomienda tener el fusor entre 180°C y 220°C, no se requiere ambiente cerrado y temperatura de la cama de impresión entre 20°C y 65°C (aunque no es necesaria).
En general el PLA es ideal para un sinfín de usos:
· Desde prototipado rátido hasta el artístico. Sólo hay que considerar que en comparación con otros tipos de filamentos para impresoras 3D, el PLA es un poco más frágil. Evita utilizarlo cuando imprimas objetos tridimensionales que podrían doblarse, torcerse o caerse con frecuencia, como carcasas de teléfonos móviles, juguetes de uso frecuente y herramientas manuales. También debes evitar el uso de este filamento 3D para objetos que deben resistir altas temperaturas: tiende a deformarse a una temperatura de 60 ºC o superior. Evitar su uso también si el producto estará expuesto a largo tiempo de radiación UV, agua de mar.
· Los sólidos impresos en PLA se pueden encubrir con materiales de moldeo similares a los de yeso, y luego se quemar en un horno, de modo que el vacío resultante se pueda llenar con metal fundido. Esto se conoce como "casting de PLA perdido", un tipo de fundición de inversión.
· El PLA puede degradarse en ácido láctico inocuo, por lo que se utiliza como implantes médicos en forma de anclajes, tornillos, placas, pasadores, varillas, y como una malla. Dependiendo del tipo exacto utilizado, se descompone dentro del cuerpo dentro de 6 meses a 2 años. Esta degradación gradual es deseable para una estructura de soporte, ya que gradualmente transfiere la carga al cuerpo (por ejemplo, el hueso) a medida que esa zona sana.
2. ABS - Acrilonitrilo Butadieno Estireno
Es el segundo filamento 3D más usado en todo el mundo, En lo que respecta a sus propiedades, el filamento ABS es en realidad ligeramente superior al filamento PLA, aunque es un poco más difícil de extruir. Es por esta razón que ABS se utiliza para productos domésticos y bienes de consumo, desde ladrillos LEGO hasta cascos de bicicleta.
Para su uso se recomienda una temperatura de fusor de entre 220°C y 245°C, cama entre los 80°C y °110°C, y si es posible mantener un espacio a temperatura constante y libre de brisas de aire. Para mejores resultados se recomienda una impresora cerrada o en el caso de tener una impresora abierta, construir algún tipo de cubierta, además tratar de imprimir en lugares abiertos ya que debido a su origen este filamento suele expulsar gases nocivos.
El peso ligero y la capacidad del ABS para ser moldeado por inyección y extruido hacen que sea útil en la fabricación de productos tales como sistemas de tuberías de drenaje-residuos-ventilación (DWV), instrumentos musicales (grabadores, oboes de plástico y clarinetes), componentes de ajuste automotriz, barras de parachoques automotrices, dispositivos médicos para el acceso a la sangre, recintos para montajes eléctricos y electrónicos, sombreros de protección, canoas de agua blanca, bordeado para muebles y paneles de carpintería, maletas y estuches de transporte de protección, carcasa de pluma, pequeños electrodomésticos de cocina y juguetes. En general por los bajos costos y su excelente resistencia el ABS es considerado un filamento de prototipado rápido y manufactura aditiva ya que permite la construcción de prototipos, así como de productos finales.
3. PETG - Copoliéster de Polietileno Tereftalato Glicol
El Tereftalato de Polietileno o PET es el plástico más comúnmente utilizado en el mundo. Conocido como el polímero con el que se fabrican las botellas de agua, también se encuentra en fibras textiles y envases de alimentos. Aunque el PET “en bruto” rara vez se utiliza para la impresión 3D, su variante, el filamento PETG, es ampliamente utilizado.
La ‘G’ viene de “Glicolizado” y el Glicol hace que el filamento 3D sea más translúcido, frágil y, sobre todo, más fácil de usar que el PET convencional. Es por esta razón que el PETG se ve a menudo como un término medio entre el ABS y el PLA, los dos filamentos 3D más utilizados en la industria de la impresión 3D. Es más flexible y duradero que el PLA y más fácil de extruir que el ABS.
Sin embargo, ten en cuenta tres aspectos importantes cuando imprimas con PETG:
· El PETG es higroscópico, es decir, absorbe la humedad del aire circundante, lo que tiene un efecto negativo en la impresión. Por lo tanto, mantén tu filamento 3D en un lugar fresco y seco.
· El PETG es adhesivo durante la impresión 3D, lo que lo hace inadecuado para la impresión de estructuras de soporte, pero proporciona una buena adhesión de las capas (solo presta atención a la cama de impresión).
· Aunque no es frágil, el PETG se raya más fácilmente que el ABS.
PETT (Polyethylene Co-Trimethylene Terephthalate, en inglés) es otra variante de PET. Ligeramente más rígido que el PETG, este filamento 3D es popular por ser transparente. Para su uso se recomienda unas temperaturas de entre 220°C y 250°C en el fusor y 50°C y 75°C en la cama.
El filameto 3D PETG es una buena opción para la mayoría de los proyectos, pero destaca sobre otros filamentos por su flexibilidad, dureza y resistencia a los golpes y al calor. Es el filamento 3D ideal para objetos que pueden estar sujetos a altas presiones, como piezas mecánicas, piezas de impresora y piezas protectoras.
4. TPU, TPE, TPC - Filamento Flexible
Como su nombre indica, los Elastómeros Termoplásticos (TPE) son esencialmente plásticos con propiedades elásticas, lo que los hace extremadamente flexibles y duraderos. Gracias a esto, se encuentran regularmente en piezas de automóviles, electrodomésticos y equipos médicos.
De hecho, TPE es un amplio grupo de copolímeros (y mezclas de polímeros), sin embargo se utiliza para denominar muchos filamentos 3D disponibles en el mercado bajo el mismo nombre. Estos filamentos suaves y estirables pueden resistir un manejo que ni el ABS ni el PLA pueden tolerar. Por otro lado, la impresión 3D no siempre es fácil con el TPE, este último es difícil de extruir. El poliuretano termoplástico (TPU) es un tipo de TPE que se usa con frecuencia. En comparación con el TPE genérico, el TPU es un poco más rígido, lo que facilita la impresión en 3D. También es un poco más duradero y conserva su elasticidad mejor cuando se enfrenta a bajas temperaturas.
El copoliéster termoplástico (TPC) también es un tipo de TPE, pero no se usa tanto como el TPU. TPC es similar al TPE en muchos aspectos, pero se distingue por su alta resistencia a tratamientos químicos y a los rayos UV. También tiene una gran resistencia térmica (puede soportar temperaturas de hasta 150 °C).
Para empezar a experimentar con este tipo de filamentos recomendamos empezar con el TPU, cabe destacar también que los filamentos flexibles son mas sencillos de trabar en sistemas con extrusión directa o extrusores tipo titan. Se recomiendan unas temperaturas de entre 210°C y 230°C en el fusor y 30°C y 75°C en la cama.
Utiliza un filamento 3D TPE o TPU cuando desees crear objetos que estén sujetos a un gran desgaste. Si tus impresiones deben doblarse, estirarse o comprimirse, estos filamentos 3D son ideales para ti. Por ejemplo, puedes usarlos para imprimir juguetes, carcasas de teléfono o accesorios (como pulseras). El TPC se puede utilizar para las mismas impresiones que el TPE o el TPU, pero también se adapta perfectamente a proyectos de impresión para entornos más duros, como el aire libre.
5. Nylon
El nylon, una conocida familia de polímeros sintéticos utilizados por muchas industrias, es el campeón de pesos pesados en el mundo de la impresión 3D. En comparación con la mayoría de los filamentos para impresoras 3D, el nylon es el número 1 en términos de dureza, flexibilidad y durabilidad.
Otra característica única de este filamento 3D es que se puede teñir antes o después de la impresión. Sin embargo, el aspecto negativo del nylon es que es (como el PETG) higroscópico, lo que significa que absorbe la humedad del aire circundante. Así que guarda el filamento 3D en un lugar fresco y seco para que la calidad de las impresiones no se vea afectada.
Es uno de los mejores materiales de impresión 3D en cuanto a resistencia se refiere, por ello no es de extrañar sus infinitas posibilidades en la ingeniería, sin embargo, no todo es bueno ya que presenta una muy alta dificultad de impresión, se recomienda desde cambiar la boquilla del fusor por uno más resistente (uno de acero), hasta mantener una temperatura constante en todo el volumen de impresión. Por ello la mejor opción son las impresoras cerradas. Las temperaturas recomendadas son de 240°C y 260°C en el fusor y de 70°C y 100°C en la cama.
Aprovecha la dureza, flexibilidad y durabilidad de este filamento 3D para crear herramientas, prototipos funcionales o piezas mecánicas (bisagras, hebillas, engranajes, etc.).
6. HIPS - Poliestireno de Alto Impacto
En su aplicación comercial, el Poliestireno de Alto Impacto (HIPS), un copolímero que combina la rigidez del poliestireno y la elasticidad del caucho, se usa comúnmente para los embalajes de protección, como las carcasas de los CD.
Sin embargo, en el mundo de la impresión 3D, el filamento 3D HIPS se usa para diferentes propósitos. Las impresoras 3D no pueden imprimir en el vacío. Las piezas que sobresalen con ángulos abruptos necesitan un soporte para que la capa se imprima correctamente. Es para este fin para el que realmente se usa el filamento HIPS. Combinado con un filamento ABS en una impresora 3D de doble extrusión, el filamento HIPS es un material excelente para imprimir estructuras de soporte.
Simplemente deberás rellenar los espacios vacíos de tu modelo con este filamento 3D y luego fúndelo sumergiendo tu producto terminado en limoneno, un hidrocarburo líquido incoloro.
Sin embargo, evita usar el filamento HIPS con otros tipos de filamento 3D: estos pueden dañarse al sumergirse con limoneno, mientras que esto no sucede con el ABS. Sea como sea, los filamentos ABS y HIPS son una buena combinación: tienen la misma dureza y rigidez y tienen temperaturas de impresión 3D similares.
De hecho, aparte de su uso principal para la impresión de soportes, HIPS es un buen filamento 3D. Es más resistente que el PLA o el ABS, se deforma menos que el ABS y se puede pegar, lijar y pintar fácilmente.
Un filamento realmente sorprendente, relativamente fácil de imprimir; una de sus mayores propiedades en la capacidad de absorber vibraciones, lo cual la convierte en un filamento muy usado en la industria ingenieril. Las temperaturas recomendadas de fusor son de 225°C y 240°C en el fusor y alrededor de 110°C en la cama.
El filamento HIPS comparte muchas características con el filamento ABS, por eso sería la mejor opción si quieres imprimir piezas resistentes o para proyectos que necesiten un material posible de alterar para obtener un acabado especial.
7. PVA - Alcohol Polivinílico
Es soluble en agua y es precisamente esta característica la que se aprovecha en su uso comercial. Los usos más comunes son el envasado de pastillas de detergente para lavavajillas o bolsas para cebo de pesca (la bolsa se disuelve en agua, liberando su contenido).
El mismo principio se aplica para la impresión 3D. El PVA es un material muy bueno para soporte cuando se combina con otro filamento 3D en una impresora 3D de doble extrusión. ¿La ventaja del PVA sobre HIPS? Se puede combinar con otros filamentos 3D aparte del ABS, como el PLA y el Nylon.
Su punto débil es que resulta un poco más difícil de extruir que otros filamentos 3D. También debes tener cuidado durante el almacenamiento, ya que basta con la humedad del ambiente para dañarlo antes de imprimir. Mantener las cajas secas y las bolsas de sílice son indispensables si planea mantener una bobina de PVA utilizable a largo plazo.
El filamento PVA es una gran elección como material de soporte en modelos complejos con voladizos sobre todo en compañía del PLA ya que comparten temperaturas similares de impresión, es una característica que resulta particularmente conveniente ya que los detalles del producto final serán insuperables. Con unas temperaturas recomendadas de entre 190°C y 220°C en la cama y de 0°C y 60°C en la cama.
1. PC - Policarbonato
Dejamos lo mejor para el final, uno de los materiales con mejores prestaciones mecánicas y considerada por muchos expertos como el santo grial de la impresión 3D.
El Policarbonato (PC), además de ser el filamento 3D de mayor dureza de esta lista, es extremadamente duradero y resistente a los golpes y el calor (puede soportar temperaturas de hasta 110°C). También es transparente y es por estas características que se utiliza para cristales a prueba de balas, máscaras de buceo y pantallas de dispositivos electrónicos.
El filamento 3D de policarbonato es higroscópico, es decir, absorbe la humedad del aire circundante. Guárdalo en un lugar fresco y seco para que la calidad de las impresiones no se vea afectada.
Pero no todo es bueno, el mayor inconveniente del PC es la dificultad que presenta al momento de mecanizar una pieza ya que para una correcta impresión se requieren condiciones especiales que, por lo menos de serie no muchas impresoras cumplen, para empezar se requieren unas temperaturas muy superiores a la media, , particularmente de entre 260°C y 315°C y de 90°C y 110°C, además también es recomendable el uso de impresoras cerradas y de ser posible también controlar la temperatura del volumen de impresión.
Debido a sus propiedades físicas, el PC es el filamento 3D ideal para la impresión de piezas que deben ser duras, resistentes y no deformables por el calor, como componentes eléctricos, mecánicos y piezas de automóviles. Aprovecha también su translucidez para proyectos de iluminación o pantallas.
Jhon Ricra Pastor
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Fuentes: