Materiales para impresoras FDM

Si tienes una impresora FDM (Modelado por Deposición Fundida), seguramente sabes que existe una enorme cantidad de materiales para crear objetos en 3D a través de esta tecnología. A los más comunes se les conoce como polímeros termoplásticos y pueden ser: PET, PS, ASA, PLA, ABS, PVA, nylon, ULTEM. Igualmente, existen muchos otros filamentos compuestos o ‘Híbridos’ que llevan partes de metal, madera, piedra, y otros materiales exóticos para darles un acabado distinto y más realista.

Todos los materiales ofrecen diversas propiedades muy interesantes para aplicaciones en la ingeniería, ciencia y salud, como la biocompatibilidad, resistencia a temperaturas o condiciones extremas, conductividad, entre otras. 

Comencemos a hablar más a fondo de estos materiales para impresión FDM:

ABS

Es uno de los plásticos más utilizados dentro de la industria 3D por sus característica de resistencia. Actualmente podemos encontrarlo, por ejemplo, en  la carrocería de los automóviles, electrodomésticos o las carcasas de los teléfonos celulares. Pertenece a la familia de los termoplásticos o plásticos térmicos y contiene una base de elastómeros a base de polibutadieno que lo hace más flexible y resistente a los choques.

El ABS tiene una temperatura de impresión de entre 230ºC y 260 °C, y una vez salido de extrusor puede soportar temperaturas muy bajas (-20 °C) o muy elevadas (80 °C). Además de su alta resistencia, es un material  que permite distintos post procesos. Sin embargo, el ABS se encoge al estar en contacto con el aire, razón por la cual la plataforma de impresión se debe precalentar con el fin de evitar el despliegue de las piezas, razón por la cual se recomienda una impresora 3D de estructura cerrada para limitar el contacto con el aire a la hora de imprimir. Tampoco es un material biodegradable. Afortunadamente, empresas como Sakata 3D Filaments han buscado soluciones a esa área sin dejar de lado los beneficios que nos ofrece el ABS.

En Sakata podemos encontrar un material PLA 850  y 870, los cuales tienen muchas de las características de resistencia y calidad de un ABS pero con las bondades de impresión y cuidado al medio ambiente de un PLA tradicional.

PLA

El ácido poliláctico al contrario del ABS es biodegradable. Se fabrica a partir de materias primas renovables, como el almidón de maíz. Es uno de los materiales para imprimir favoritos ya que es muy fácil de extruir y sólo presenta un leve encogimiento, por lo que no requiere de una cama de impresión precalentada.

Al imprimir con PLA en una impresora FDM/FFF las temperaturas no deben ser muy altas, entre 190ºC a 230ºC es lo ideal. Aunque su calidad es buena, este material también puede deteriorarse si no se mantiene en condiciones óptimas y lejos del contacto con el agua.

ASA

materiales

Tiene propiedades similares al ABS, pero con una mayor resistencia a los rayos UV. También  es posible encontrar alguna complicaciones a la hora de imprimir con este material, por lo que es recomendable igualmente tener una cama de impresión precalentada.

PET

materiales

Este material es muy utilizado en botellas de plástico desechables. El PET es ideal para piezas destinadas al contacto alimentario. Además es semirígido y cuenta con una buena resistencia. Para obtener los mejores resultados al imprimir con PET es necesario alcanzar temperaturas de entre 75-90ºC.

PC o Policarbonato

Es un material de alta resistencia diseñado para aplicaciones de ingeniería. El policarbonato es capaz de soportar altas temperaturas, manteniendo su forma hasta los 150ºC. Una de sus desventajas es el ser propenso a absorber la humedad del aire, por lo que se recomienda almacenar en recipientes herméticos.

Termoplásticos de alto rendimiento

Estos filamentos tienen características mecánicas similares a los metales. Existen varios tipos de polímeros de alto rendimiento, como PEEK, PEKK o ULTEM. Se distinguen por su familia, como las poliariletercetonas (PAEK) o las polieterimidas (PEI). Además, tienen una resistencia mecánica y térmica muy alta, son muy fuertes y mucho más ligeros que algunos metales. Dichas propiedades los hacen muy atractivos en los sectores aeroespacial, automotriz y médico.

Debido a sus características, los termoplásticos de alto rendimiento no se pueden imprimir en todas las máquinas FDM que existen en el mercado.

Materiales flexibles

La ventaja de estos filamentos es que permiten el desarrollo de objetos deformables. En general un filamento flexible tiene las mismas características de impresión que el PLA, y puede ser encontrado con diferentes rangos de rigidez. 

Fibras de carbono

El motivo de la gran demanda de este material es su increíble resistencia manteniendo en las piezas fabricadas un peso inferior en comparación con otros materiales. Los filamentos con estas características incluyen pequeñas fibras de carbono en un material base que puede ser PLA, PETG, Nylon, ABS, o Policarbonato, mejorando las propiedades de cada uno. 

Materiales Híbridos

Existen diferentes tipos de materiales que mezclan una base como PLA y que después incluyen polvos que dan un color o acabado diferente a los tradicionales, están compuestos en un 70% de PLA y en un 30% por el material híbrido. Se pueden encontrar en el mercado filamentos a base de madera que contienen polvos de bambú, corcho, madera, etc. dando un acabado final a la pieza muy realista.

Materiales solubles

Los plásticos solubles pueden ser utilizados igualmente para imprimir soportes de impresión que serán disueltos en la etapa siguiente. Los más utilizados actualmente son el HIPS y el PVA. El primero se asocia con el ABS, y puede ser disuelto con limoneno, por el contrario el PVA se asocia con el PLA y se disuelve únicamente con agua. Existen también otros materiales, los cuales se pueden diluir en alcohol.

¿Qué otros materiales para impresión FDM conoces y de cuál te gustaría que habláramos?

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