Las impresoras 3D de consumo ya no están restringidas a filamentos ABS y PLA. La popularidad de la tecnología de fabricación aditiva ha llevado a la afluencia de muchos plásticos de ingeniería. Aunque el ABS y el PLA siguen siendo populares, muchos entusiastas de la impresión 3D se han cambiado a materiales más nuevos.
Entonces, aquí está todo lo que necesita saber sobre los diferentes filamentos de impresión 3D y cómo elegir uno para sus necesidades específicas.
Cómo elegir un filamento de impresión 3D
La impresión 3D es diferente a la mayoría de los pasatiempos comunes y corrientes. Se trata de robots sofisticados que crean objetos complicados utilizando materiales exóticos. Como todos los esfuerzos de ingeniería avanzada, la impresión 3D se basa en la capacidad de los usuarios para leer y seguir las hojas de datos técnicos. Saber cómo dar sentido a estos documentos es clave para saber qué filamento de impresión 3D usar para aplicaciones específicas.
No hay necesidad de preocuparse por esto si sus necesidades de impresión 3D se limitan a impresiones cosméticas porque PLA es todo lo que necesitará. Sin embargo, la impresión de piezas funcionales requiere una comprensión de varios parámetros del filamento, como la resistencia a la tracción, la dureza/flexibilidad, la resistencia al calor, la durabilidad, la fluencia y la deformación.
Entonces, ¿cuáles son los mejores filamentos de impresión 3D y cuándo debería usar uno sobre otro?
1. PLA (ácido poliláctico)
El ácido poliláctico es para la impresión 3D lo que los ruedines son para las bicicletas. Es increíblemente fácil imprimir incluso en las impresoras 3D más baratas. Con temperaturas de impresión tan bajas como 180 °C, no necesita un extremo caliente totalmente metálico para imprimir este filamento de forma segura. PLA ni siquiera requiere una cama caliente, siempre que la temperatura ambiente se mantenga por encima de los 20 °C.
El material prácticamente no se deforma y puede puentear extremadamente bien si proporciona el enfriamiento adecuado a la pieza. ¿No estás seguro de lo que significan todos esos términos? Echa un vistazo a nuestro Guía de actualización de Ender-3 para obtener más información sobre los puntos calientes totalmente metálicos y la seguridad de las impresoras 3D.
El resultado final: es increíblemente difícil arruinar una impresión PLA. Esto permite que los principiantes aprendan gradualmente los muchos aspectos complicados de la impresión 3D sin chocar con la pared de ladrillos de fallas de impresión repetidas. Como principiante, apegarse al PLA facilita la comprensión de los fundamentos de la adhesión a la cama, la calibración de la primera capa, los voladizos y los puentes. PLA es la forma óptima de probar los límites de la impresión 3D sin tener que cuestionar la calibración de la impresora y la configuración de la cortadora.
Propiedades del filamento PLA
- Imprimibilidad: Excelente
- Selección de colores: Excelente
- Resistencia al calor: Pobre
- Resistencia a la tracción: Excelente
- Tenacidad: Pobre
- Resistencia a los rayos ultravioleta: Excelente
- Resistencia a la humedad: Excelente
- Resistencia a la fluencia: Pobre
¿Cuándo debe usar el filamento de impresión 3D PLA?
PLA es ideal para impresiones cosméticas en 3D, pero no tanto para cualquier otra cosa. A pesar de su alta resistencia a la tracción, carece de tenacidad porque el material es demasiado difícil de doblar. Esto lo hace quebradizo y susceptible de agrietarse en aplicaciones que requieren resistencia al impacto y flexión. Su capacidad de impresión a baja temperatura también se traduce en una mala resistencia al calor. El PLA se deforma cuando se expone a la luz solar directa o a las condiciones del interior del automóvil debido a la baja temperatura de transición vítrea del material de 57 °C.
La tendencia del PLA a deslizarse o deformarse permanentemente bajo carga a temperatura ambiente lo hace inviable para cualquier impresión funcional que use sujetadores o sirva para cualquier propósito de carga. En consecuencia, la mayoría de los entusiastas de la impresión 3D pasan a otros materiales una vez que dominan la configuración de la cortadora y el ajuste de la impresora 3D con PLA.
2. PETG (polietilen tereftalato glicol)
Idealmente, PETG debería ser su segundo desafío de filamento una vez que haya dominado el PLA. Es bastante similar al plástico que se encuentra en las botellas de agua y los recipientes de comida, excepto por la adición de glicol para mejorar la capacidad de impresión. PETG es mejor que PLA en la mayoría de los parámetros importantes. Es un poco más resistente, significativamente más resistente al calor, exhibe una excelente resistencia a la fluencia y, por lo tanto, es adecuado para la impresión 3D funcional.
Sin embargo, también es un poco más difícil de imprimir. Eso no es del todo malo. Si bien es prácticamente imposible que una impresora bien afinada arruine las impresiones de PLA, obtener PETG correctamente requiere una mejor comprensión del software de corte y la calibración de la primera capa. Esto hace que el filamento sea una forma segura de aprender estos conceptos, que son vitales para dominar otros filamentos de impresión 3D técnicamente desafiantes.
PETG también es bastante higroscópico, por lo que es necesario secarlo antes de imprimir si vive en un área húmeda. Las impresiones en sí mismas no son propensas a la absorción de humedad, pero un filamento húmedo causará problemas de extrusión y calidad de impresión. El material puede adherirse permanentemente a la mayoría Superficies de impresión 3D si la primera capa se imprime demasiado cerca de la superficie de construcción.
La naturaleza pegajosa y viscosa del filamento fundido también lo convierte en una mala elección para puentes y voladizos empinados. Sin embargo, eso también se traduce en la mejor adherencia de la capa a pesar de su baja temperatura de impresión.
Propiedades del filamento PETG
- Imprimibilidad: Bueno
- Selección de colores: Bueno
- Resistencia al calor: Promedio
- Resistencia a la tracción: Bueno
- Tenacidad: Bueno
- Resistencia a los rayos ultravioleta: Excelente
- Resistencia a la humedad: Pobre
- Resistencia a la fluencia: Bueno
¿Cuándo debería usar el filamento de impresión 3D PETG?
PETG es el compromiso perfecto entre PLA y los filamentos ABS muy superiores. Si bien carece de la mayor resistencia a la temperatura del ABS, sigue siendo lo suficientemente bueno para las impresiones que se utilizan en exteriores o en el interior de los automóviles. También es considerablemente más resistente que el PLA e ideal para aplicaciones donde se desea resistencia al impacto. La resistencia del PETG a la fluencia también lo hace ideal para impresiones funcionales y componentes de impresoras 3D por igual.
3. TPE/TPU/TPC (Elastómero termoplástico/Poliuretano/Copoliéster)
TPE comprende una serie de plásticos con propiedades similares a la goma. Dichos filamentos se utilizan en aplicaciones donde se desea flexibilidad. Los filamentos flexibles regulares comercializados como TPE están disponibles en varias durezas Shore, que es una medida de flexibilidad. De hecho, TPE incorpora una amplia categoría de filamentos, incluido el TPU a base de uretano, que es un poco más rígido para mejorar la capacidad de impresión. TPC es una variante a base de copoliéster con resistencia mejorada al calor, a los rayos UV y a los agentes químicos.
La impresión con TPE y sus variantes es un desafío debido a la flexibilidad inherente del filamento. Estos filamentos son particularmente difíciles de imprimir con extrusoras Bowden ya que la falta de rigidez dificulta empujar el filamento a través de la boquilla. Por lo tanto, extrusoras de accionamiento directo, con un trayecto de filamento corto entre los engranajes del extrusor y la boquilla, se recomiendan para una impresión fiable.
La tendencia del filamento a comprimirse y alargarse también hace que las retracciones no sean fiables. Esto conduce a un encordado excesivo en las impresiones, lo que requiere experiencia para mitigarlo. También se recomienda imprimir estos filamentos flexibles en una cama sin calentar, preferiblemente con un agente de liberación, como una barra de pegamento o laca para el cabello. De lo contrario, a menudo las impresiones se adhieren permanentemente a la superficie de construcción.
Propiedades del filamento TPE
- Imprimibilidad: Promedio
- Selección de colores: Promedio
- Resistencia al calor: Promedio
- Resistencia a la tracción: Promedio
- Tenacidad: Excelente
- Resistencia a los rayos ultravioleta: Bueno
- Resistencia a la humedad: Pobre
- Resistencia a la fluencia: Bueno
¿Cuándo debe usar el filamento de impresión 3D TPE/TPU/TPC?
Estos filamentos flexibles son excelentes en aplicaciones donde la resistencia al impacto, la capacidad de flexión, el desgaste y el agarre son más deseables que la rigidez. TPE y TPU se usan regularmente para imprimir en 3D juntas, cubiertas de teléfonos y muñequeras para dispositivos portátiles. TPC es una alternativa más costosa que ofrece temperatura adicional y resistencia química adecuada para entornos hostiles.
4. ABS (acrilonitrilo butadieno estireno)
El ABS, en su avatar moldeado por inyección, se encuentra en la mayoría de los productos de consumo en forma de tableros de instrumentos y conmutadores de automóviles, juguetes, accesorios de tubería y como chasis de la mayoría de los bienes de consumo duraderos. No es sorprendente que su familiaridad, precio y disponibilidad lo convirtieran en el material elegido por la industria de la impresión 3D comercial. Es un material excelente con una relación precio-rendimiento inigualable y buena resistencia al calor.
Su resistencia al calor lo hace incompatible con los extremos calientes revestidos de PTFE baratos. La mayoría de los filamentos de ABS requieren temperaturas de boquilla de alrededor de 250 °C. Esto hace que los extremos calientes totalmente metálicos sean obligatorios para una impresión segura. El filamento también libera gases dañinos VOC (compuestos orgánicos volátiles) como el estireno, que se sabe que tienen un impacto negativo en la salud. Aprenda cómo ABS se compara con PLA en nuestro ABS frente a Comparación de PLA.
La tendencia del filamento ABS a deformarse dificulta la impresión, a menos que tenga una impresora con una carcasa térmica, como la Serie Voron de impresoras 3D DIY. La deslaminación, la adhesión a la cama y la deformación son problemas persistentes en las impresiones grandes en ABS en impresoras no cerradas. Habiendo dicho eso, la mayoría de las mezclas modernas de filamentos ABS se imprimen bien, siempre que mantenga el volumen de construcción cerrado y use la cama calentada como una fuente de calor pasiva. Los filamentos compuestos de ABS mejorados con fibra de carbono y fibra de vidrio mitigan estos problemas en gran medida.
Propiedades del filamento ABS
- Imprimibilidad: Promedio
- Selección de colores: Promedio
- Resistencia al calor: Bueno
- Resistencia a la tracción: Bueno
- Tenacidad: Bueno
- Resistencia a los rayos ultravioleta: Promedio
- Resistencia a la humedad: Bueno
- Resistencia a la fluencia: Excelente
¿Cuándo se debe utilizar el filamento de impresión 3D ABS?
ABS exhibe buena resistencia a la tracción y dureza, lo que lo hace ideal para impresiones funcionales e incluso algunas aplicaciones de ingeniería. El material se puede utilizar en aplicaciones de alta temperatura, como componentes de extremo caliente de impresoras 3D e impresiones funcionales para interiores de automóviles. Cualquier escenario de ingeniería que exija resistencia al calor, los impactos y el desgaste se puede cumplir a bajo costo con ABS.
5. ASA (acrilato de estireno de acrilonitrilo)
ASA es una forma modificada de ABS que es más fácil de imprimir y muestra una mejor resistencia a los rayos UV. Las impresiones grandes de ASA son más fáciles gracias a su tendencia a deformarse menos que las de ABS. La mayoría de los filamentos ASA también tienden a liberar menos COV durante la impresión.
Y todo esto se logra manteniendo la fuerza, dureza y resistencia a la temperatura comparable al ABS. No vemos ninguna razón para elegir ABS si puede pagar la ligera prima que exigen los filamentos ASA.
Propiedades del filamento ASA
- Imprimibilidad: Bueno
- Selección de colores: Promedio
- Resistencia al calor: Bueno
- Resistencia a la tracción: Bueno
- Tenacidad: Bueno
- Resistencia a los rayos ultravioleta: Excelente
- Resistencia a la humedad: Bueno
- Resistencia a la fluencia: Excelente
¿Cuándo debe usar el filamento de impresión 3D ASA?
ASA se puede utilizar para las mismas aplicaciones que el ABS, con la versatilidad adicional de mantener la durabilidad y la integridad del color a pesar de la fuerte exposición a la luz solar.
6. PA (Poliamida o Nylon)
La poliamida, mejor conocida como su marca Nylon, se encuentra en los bienes de consumo duraderos en forma de engranajes, bisagras y correderas. componentes—básicamente en cualquier aplicación que requiera extrema resistencia al desgaste, baja fricción, excelente tenacidad y cierto grado de tolerancia a la temperatura El PA es indispensable en los procesos de impresión 3D sinterizados en polvo empleados en las impresoras 3D SLS comerciales.
El nylon también existe en el espacio de impresión 3D FDM en varias mezclas que ofrecen diferentes compromisos entre resistencia al calor, dureza, durabilidad y resistencia a la fluencia. Esto último es importante porque el material exhibe una tendencia a la fluencia térmica en su estado natural. Por lo tanto, la mayoría de las aplicaciones de ingeniería requieren PA mezclado con carbono o fibra de vidrio para mejorar la resistencia a la tracción, la resistencia a la fluencia y la tolerancia a la temperatura.
La alta temperatura de transición vítrea del material y una tendencia innata a deformarse dificultan la impresión en impresoras baratas sin cubierta. Además, la tendencia crónica de PA a absorber humedad requiere secadores de filamentos que puedan mantener de manera confiable temperaturas de cámara de 80 °C. De hecho, una impresión exitosa también requiere que el filamento pase a través de una caja seca durante la impresión. Es un gran filamento de ingeniería que exige una impresora capaz y un operador experimentado.
Propiedades del filamento PA
- Imprimibilidad: Pobre
- Selección de colores: Pobre
- Resistencia al calor: Bueno
- Resistencia a la tracción: Bueno
- Tenacidad: Excelente
- Resistencia a los rayos ultravioleta: Promedio
- Resistencia a la humedad: Pobre
- Resistencia a la fluencia: Promedio
¿Cuándo debe usar el filamento de impresión 3D PA?
Las impresiones PA funcionales funcionan bien como piezas mecánicas, como engranajes, bisagras y palancas. El material también es lo suficientemente resistente como para usarse para fabricar herramientas y prototipos personalizados que requieren piezas de malla fuerte sujetas a fricción e impacto. También se pueden usar varias mezclas de fibra de vidrio y fibra de carbono para modificar la rigidez y flexibilidad del material para adaptarse a las diferentes demandas de ingeniería.
6. PC (policarbonato)
La PC es uno de los filamentos de impresión 3D más fuertes accesibles para las impresoras 3D de consumo. ¿Qué tan fuerte, preguntas? Bueno, el material se usa para fabricar de todo, desde vidrio a prueba de balas hasta cubiertas de aviones de combate. La PC puede soportar temperaturas de hasta 110 °C, y algunas mezclas incluso superan esa impresionante cifra.
PC tiene la distinción única de exhibir una alta resistencia a la tracción y, al mismo tiempo, ser extremadamente resistente a los impactos. Esto le da la distinción de sobresalir en aplicaciones donde incluso el nailon se queda corto. Sin embargo, estas propiedades físicas dificultan la impresión en PC. No es raro que algunas mezclas de PC requieran temperaturas de boquilla de 300 °C, con el lecho calentado mantenido a más de 100 °C.
El material también es propenso a la deformación excesiva y solo se adhiere bien a las superficies de construcción de policarbonato o cinta de poliimida. Sin embargo, al igual que Nylon, PC está disponible en varias mezclas, lo que lo hace más imprimible.
Propiedades del filamento de PC
- Imprimibilidad: Pobre
- Selección de colores: Pobre
- Resistencia al calor: Excelente
- Resistencia a la tracción: Excelente
- Tenacidad: Excelente
- Resistencia a los rayos ultravioleta: Excelente
- Resistencia a la humedad: Pobre
- Resistencia a la fluencia: Excelente
¿Cuándo debe usar el filamento de impresión 3D para PC?
La PC se emplea en varias aplicaciones industriales, automotrices y eléctricas, especialmente aquellas que requieren alta resistencia y resistencia a la temperatura. La claridad óptica inherente del material también lo hace ideal para impresiones transparentes, siempre que el grosor de la pared se mantenga al mínimo.
Elija sabiamente su filamento de impresión 3D
Ahora que tiene un medio útil para comparar varias propiedades físicas y parámetros de rendimiento de grado de consumo filamentos, elegir el adecuado es cuestión de evaluar qué parámetros se adaptan mejor a su particular aplicaciones
Si es nuevo en la impresión 3D, le recomendamos comenzar con PLA y pasar a PETG antes de aceptar materiales más desafiantes como ABS y nailon.