Guía Definitiva sobre Filamentos para Impresoras 3D y sus aplicaciones


Esta pequeña guía es un resumen de algunos de los filamentos mas populares, sus características, aplicaciones, ventajas e inconvenientes. También te orientamos en el uso a la hora de usarlos en una impresora 3D.

Cuando vamos a imprimir en 3D debemos considerar todas las ventajas y desventajas que ofrecen los materiales, sin olvidar las técnicas de impresión que hay que aplicar en cada caso. Hablaremos de PLA, ABS, PETHIPSFlex y otros.

PLA (Poliácido Láctico)

Este material biodegradable, es uno de los más utilizados en la impresión 3d.

 

Ventajas

• Facilidad de impresión.
• No necesita cama caliente.
• Muy estable.
• Velocidad de impresión ”más rápida” que otros materiales.
• Procede de materia orgánica (maíz, trigo,…), por lo que ofrece capacidad de biodegradación bajo condiciones adecuadas ”material ecológico”.
• Se obtiene de recursos renovables.
• Material reciclable.

Estas ventajas permiten que este material sea utilizado para aquellos que se inician en el mundo 3D

 

Desventajas

• Poca resistencia térmica (se vuelve endeble a partir de los 60 ºC).
• Material más frágil que otros materiales (poca resistencia mecánica).
• Sensible a la humedad (conservarlo al vacío o lejos de zonas húmedas).

 

Aplicaciones

Especialmente para elementos decorativos, figuras, maquetas, prototipos…

 

Consejos de impresión

• Establecer una temperatura de extrusor de apróximadamente (198 ºC).
• Para piezas pequeñas y piezas finas se recomienda utilizar ventiladores de capa (evita que la pieza se deforme o presente un mal acabado).
• Usar adhesivos en la base para evitar que la pieza se despegue de la base. (Ej: laca, cinta kapton, cinta carrocero…).
• Para filamentos con colores oscuros, aumentar la temperatura 3 ºC ó 5 ºC respecto a la temperatura óptima.

 

 

ABS (Acrilonitrilo Butadieno Estireno)

Derivado del petróleo, es muy utilizado en la industria (ingeniería, automoción…).

 

Ventajas

• Muy estable a altas temperaturas (Apróx. 80 ºC – 90 ºC).
• Conserva la tenacidad a temperaturas extremas (-40 ºC hasta 90 ºC). La mayoría de los plásticos no tienen esta capacidad.
• Alta capacidad de mecanizado: se puede lijar, perforar, etc.
• Resistente a ataques químicos.
• Muy resistente a los impactos.

 

 

Desventajas

• Se necesita cierta experiencia en impresión 3d.
• Dificultad de impresión media dependiendo del objeto a imprimir.
• Contracción entre capas más rápida que el PLA, produciendo separación de capas si las condiciones del entorno son demasiadas frías o presentan corrientes de aire.
• Puede producirse el efecto Warping fácilmente.

 

 

Aplicaciones

Piezas mecánicas, de automoción, piezas industriales en general. También se puede utilizar para elementos decorativos y muchas más aplicaciones.

 

Consejos de impresión

Al imprimir ABS:
• Establecer una temperatura de extrusor de (240ºC).
• Establecer una temperatura de cama de 70 ºC (piezas pequeñas) y de 90 ºC (piezas grandes).
Prohibido utilizar ventiladores de capa.
• Se sugiere ambiente calefaccionado o impresora 3d cerrada (gabinete) para obtener mejor resultado y terminación.
• Imprimir en espacios ventilados ya que el ABS desprende gases tóxicos y nocivos para la salud.
• Para filamentos con colores oscuros, aumentar la temperatura 3º a 5ºC respecto de la temperatura óptima.

 

 

 

PET (Tereftalato de Polietileno)

Este plástico (se trata de un poliéster) es muy utilizado en la industria alimenticia para envases de alimentos, botellas, etc.

 

Ventajas

• Material de alta transparencia, incluso siendo el filamento de color.
• Alta resistencia al desgaste y corrosión.
• Buena resistencia química y térmica.
• Resistente a impactos.
• Es impermeable.
• Resiste a esfuerzos permanentes (flexibilidad).
• Baja absorción de humedad.
• En el uso doméstico, permite “cocción en microondas”.
• Alta capacidad de mecanizado.
• Resistente a ácidos, bases y grasas.

Desventajas

• Levemente tóxico.
• No es biodegradable.
• Se vuelve endeble a partir de 70 ºC aproximadamente.

 

Aplicaciones

Cualquier tipo de objeto y envases de uso alimenticio que esté en contacto humano (vasos, cucharas, etc), elementos decorativos que aporten transparencia y otros.

 

Consejos de impresión

Al imprimir PET tener en cuenta lo siguiente:

• Rango de temperatura de impresión: 215º~250ºC.
• Temperatura óptima de impresión: 235 ºC.
• Para imprimir objetos de uso doméstico, usar filamentos con ”certirficado de uso”.
• No necesita cama caliente.
• Para filamentos con colores oscuros, aumentar la temperatura 3 ºC ó 5 ºC respecto a la temperatura óptima.

 

 

HIPS (Poliestireno de alto impacto)

Se trata de un polímero mezclado con estructuras repetitivas de estireno y butadieno, generando una alta capacidad de resistencia a impactos.

 

Ventajas

• Ofrece una resistencia elevada, incluso a bajas temperaturas.
• Material reciclable.
• No necesita cama caliente
• Excelente estabilidad térmica.
• Resistente a ácidos y bases.
• Alta capacidad de mecanizado.
• Inexistencia de Warping y de grietas entre capas.
• No desprende gases nocivos.
• Resistente al agua.
• Buen aislante térmico.

 

Desventajas

• No se puede utilizar para fabricar piezas destinadas a estar a la intemperie.
• Temperatura a la cual empieza a deformarse: 80 ºC.

 

Aplicaciones

Este material se usa con bastante frecuencia para envases alimenticios (yogur, quesos, dulces), fabricación de cubiertos y vajillas (tenedores, cucharas), juguetes, calzado, separadores de frutas y muchos más.

 

Consejos de impresión

• Rango de temperatura de impresión: (180 – 260) ºC.
• Temperatura óptima de impresión: 238 ºC.
• No necesita cama caliente. Si posee cama caliente se recomienda utilizar a bajas temperaturas para mayor adhesión en la cama en las primeras capas.
• Para filamentos oscuros, aumentar la temperatura 3ºC ó 5 ºC respecto a la temperatura óptima.

 

 

Flexible (Elastómero termoplástico o TPE)

El flexible se compone de una combinación de plástico (termoplástico) y caucho (elastómero), ofreciendo las mejores propiedades de cada tipo.

 

Ventajas

• Gran resistencia a rotura por fatiga
• Amortigua muy bien los impactos
• Capacidad de estiramiento moderada y recuperación de su forma una vez que se deje de estirar
• Material reciclable
• Material muy suave

 

Desventajas

• Poca resistencia a agentes químicos y al calor.
• Pérdida de elasticidad si se funde a una temperatura superior a la establecida como ideal.
• Con el paso del tiempo, pierden la capacidad elástica conforme su uso.

 

Aplicaciones

Partes táctiles suaves de herramientas, elementos protectores, pulseras, collares, fundas para celulares, elementos decorativos, juguetes flexibles y cualquier objeto que requiera elasticidad.

 

Consejos de impresión

Es un material muy delicado para imprimir, pero con algunos consejos será mas fácil lograr resultados aceptables:

En teoría, todas las impresoras 3d pueden imprimir material flexible.

• Usar velocidades bajas de impresión (10 – 20) mm/s.
• Comprobar que la distancia entre la polea moleteada de empuje y la entrada del hot end no sea significativa (el material puede doblarse fácilmente provocando posibles atascos). En caso de existir ese espacio, hay posibles soluciones, siendo más fácil para aquellas impresoras Rep Rap: “poner una cuña de soporte entre ambos elementos”

Ejemplos:

http://www.thingiverse.com/thing:247024
http://www.thingiverse.com/thing:16319

 

• En caso de usar tubo guia en el extrusor (tubo bowden), procurar que sea de PTFE y no de otros materiales, ya que el PTFE genera menos fricción y una elevada fricción da problemas a la hora de entrar el filamento por el conjunto de extrusión.
• Riguroso cuidado con la boquilla a utilizar. Normalmente, para evitar que se generen altas presiones en el tramo final del hot end, se recomienda utilizar boquillas con orificios de salida de 0,4 mm en adelante. En caso contrario, la velocidad de impresión debe ser muy baja corriendo el riesgo de atasco.
• Si querés evitar todos estos procedimientos, informate acerca de tu impresora, si la marca dispone de extrusores especiales para materiales flexibles. En el caso de ser abierta, montar un extrusor que cumpla con estas características.

 

 

Fibra de Carbono

Uno de los materiales más usados y más famoso en todas las ramas de la industria, ingeniería y en otros campos de competición es la fibra de carbono. Esta fama se debe a que es un material que posee dos características sobresalientes: Súper resistente y ultra ligero.

 

Ventajas

• Ofrece una gran resistencia mecánica y gran ligereza
• Gran adhesión y un gran refuerzo entre capas por las fibras que contiene
• Buen aislante térmico
• Material muy estable a altas temperaturas
• Fácil de imprimir
• Grandes acabados con aspecto fibroso
• Gran resistencia al impacto

 

Desventajas

• Temperaturas de impresión elevadas.
• Material muy abrasivo, cuidado con los extrusores

 

Aplicaciones

Tal y como se ha mencionado, es un material muy usado en toda las ramas de la industria y en muchos otros campos. Este material se puede aplicar para la fabricación de piezas de bicicletas, motocicletas, vehículos en general, aeromodelismo, modelismo, etc.

Consejos de impresión

Cuando se trate la fibra de carbono, se deben seguir un par de consejos:

• No necesita cama caliente
Muy importante usar boquillas de acero inoxidable y no las convencionales (latón), pues terminan por sufrir abrasión debido a las fibras del material. Además, se recomiendan que el orificio de salida sea igual o superiore a 0,4 mm.
• Rango de temperatura de impresión: (230 – 265) ºC.

 

 

Fuente: Impresoras3Dcom

 

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