Materiales Técnicos para impresión 3D FDM

En esta sección vamos a comentar los principales materiales técnicos y sus aplicaciones, para obtener filamentos para impresión 3D FDM.

Pl√°sticos Org√°nicos (Biodegradables)

PLA (√°cido polil√°ctico)

Pl√°stico biodegradable debido a su origen natural (ma√≠z, patata o ca√Īa de az√ļcar).¬† Es apto para el contacto con los alimentos, y es biodegradable.

APLICACIONES

  • Prototipado
  • Objetos de decoraci√≥n y figuras
  • Piezas de gran envergadura
  • Maquetas de arquitectura
Piezas Impresión 3D filamento PLA

PLA Reciclado:

Es PLA obtenido a partir de PLA reciclado, convertido a pellet y transformado de nuevo en filamento para impresoras 3D.

PLA reciclado

PLA 3D 850 y 870:

Este filamento tiene mejores propiedades que el PLA normal. Por ejemplo, soporta temperaturas de 85¬ļC en lugar de 55¬ļC del PLA normal.
Además, tiene gran resistencia mecánica similar al ABS, por tanto, podemos obtener propiedades similares utilizando PLA mejorado con su facilidad de impresión.

¬†Tambi√©n tiene menos problemas de warping durante la impresi√≥n y utiliza una temperatura de impresi√≥n entre 195¬ļC a 220¬ļC.

Plásticos Técnicos (No Biodegradables)

ABS (acrilonitrilo butadieno estireno)

Sus principales características: material muy tenaz, duro y rígido, con resistencia química a la abrasión. Es soluble en acetona. No es biodegradable, y sufre con la exposición a rayos UV. 

Requiere cama caliente entre 80¬ļC y 100¬ļC y temperatura de impresi√≥n entre 230¬ļC y 250¬ļC.

Impresión 3D con filamento ABS

ABS Ignífugo (Se derrite antes de arder):

Es un ABS con aditivos para auto-extinguir una llama sin producir goteo de plástico. Suelen cumplir la normativa  UL94 y IEC 60695-11-10.

APLICACIONES

  • Recubrimientos o carcasas para alojar circuitos el√©ctricos y componentes electr√≥nicos.
  • Elementos con riesgo de incendios como interruptores.

A continuación, vemos en la imagen como en ABS normal aparece llama y en ABS ignífugo no se genera llama ni goteo de material en llamas.

(imagen cortesía de Filoalfa)

ABS ignífugo

ABS uso médico:

ABS biocompatible dise√Īado para uso m√©dico y tienen la certificaci√≥n Class USP VI o ISO 10993-1. Se puede mecanizar, pulir, lijar, perforar o pintar.

APLICACIONES

  • Uso m√©dico para pr√≥tesis que est√©n en contacto con el cuerpo humano.
    Impresión 3D prótesis ABS Medical

    ABS conductivo o magnético:  

    Es ABS con aditivos de carbono para que sea conductor. No obstante, su aplicación no está pensada para imprimir circuitos eléctricos con este material al tener una alta resistencia, sino para fabricar piezas conductivas que sirvan para sensores electrónicos.

    APLICACIONES

    • Electricidad y electr√≥nica
    • Sistemas de alarma y seguridad
    • An√°lisis y detecci√≥n

    ASA (Acrilonitrilo estireno acrilato):

    Es un termoplástico similar al ABS. Es derivado del petróleo y es ampliamente utilizado en la industria por sus propiedades. Resistente a impactos y a las condiciones exteriores como lluvia, UV, cambios de temperatura…

    Adem√°s, es m√°s f√°cil de imprimir que el ABS, con temperaturas muy similares. Es f√°cil de pegar y unir con adhesivos para pl√°sticos. Es soluble en metil etilcetona, dicloroetileno y ciclohexanona.

    APLICACIONES

    • Prototipado de piezas que requieren resistencia a los rayos UV
    • Objetos de decoraci√≥n y figuras para exterior
    • Industria automotriz
    • Se√Īal√©tica
    • Aplicaciones industriales que requieran resistencia mec√°nica
    • Piezas resistentes al agua y a la intemperie
    • Instalaciones el√©ctricas

     

    Impresión 3D ASA

    PETG (tereftalato de polietileno glicolizado):

    Filamento resistente a la humedad y a los productos químicos

    Alta transparencia

    Puede ser apto para la alimentación

    Tiene baja contracci√≥n, lo que facilita su impresi√≥n. Puede tener un ligero defecto de refracci√≥n al dejar alg√ļn hilo en desplazamientos largos sin imprimir.

    Gran resistencia a los rayos UV adem√°s de ser impermeable, por tanto, es resistente a condiciones exteriores.

     

    APLICACIONES

    • Alimentaci√≥n
    • Prototipado
    • Maquetas de arquitectura
    • Automoci√≥n
    • Piezas trasl√ļcidas
    • Aplicaciones m√©dicas.
    • Carcasas electr√≥nicas
    Filamento PETG

    PETG Ignífugo: 

    PETG modificado con aditivos retardantes a la llama basados en hal√≥genos y f√≥sforo rojo, que ralentiza la propagaci√≥n del fuego porque es m√°s resistente a prender fuego y permanecer en llamas. Est√° dise√Īado para minimizar el riesgo de que se inicie un incendio al entrar en contacto con una peque√Īa fuente de calor, como una peque√Īa llama o una falla el√©ctrica.

    APLICACIONES

    • Electricidad y electr√≥nica: Recubrimientos o carcasas para alojar circuitos el√©ctricos y componentes electr√≥nicos.
    • Industria: Elementos con riesgo de incendios
    • Aeron√°utica y automoci√≥n en zonas de especial protecci√≥n de incendios.
    PETG ignífugo Ingenio Triana

    PP (Polipropileno):

    Filamento con alta resistencia mecánica y resistencia al impacto. 

    Resistencia a la flexi√≥n. Puede recuperar la forma original sin desgaste ni fatiga, por eso es utilizado como bisagra en m√ļltiples aplicaciones

    Es respetuoso con el medio ambiente, ya que no produce residuos y permite el reciclaje continuo similar al vidrio.

    Tiene una baja densidad (entre 0,9 g/cm³ y 0,91 g/cm³), por tanto, es utilizado en piezas que tengan que flotar en el agua.

    Alta resistencia en ambientes químicamente agresivos. 

    Se recomienda para impresi√≥n 3D utilizar adherentes para una correcta fijaci√≥n a la base de impresi√≥n y a√Īadir por software bases para ampliar la superficie de contacto.

    APLICACIONES

    • Aeron√°utica: Bajo peso o densidad
    • Automoci√≥n: Bisagras y bajo peso.
    • Fluidos: Tuber√≠as y conectores
    • Aplicaciones m√©dicas por su capacidad semiflexible.
    • Alto para alimentos
    Material PP Polipropileno Impresión 3D

    PA (Poliamida 6 y PA 12):

    Polímero sintético con una gran resistencia y durabilidad, muy empleado actualmente en la gran mayoría de sectores de la industria.

    Soporta temperaturas de hasta 180¬ļC sin deformarse. Alta resistencia a la fatiga.

    Una gran revolución en la industria de fabricación aditiva ha sido la sustitución de piezas de metal por poliamida, tales como cojinetes, engranajes, poleas, ruedas dentadas o sistemas de amortiguación.

    También destaca por su utilidad como prototipos funcionales con resistencia al desgaste.

    Debe ser preservado de la humedad para su correcta conservación.

    Puede llegar a necesitar altas temperaturas de extrusi√≥n entre 230¬ļC y 280¬ļC.

    Impresión 3D PA Nylon por Ingenio Triana

    TPU (Poliuretano termopl√°stico):

    Este Poliuretano Termoplástico se obtiene al modificar el Termoplástico Elastómero (TPE) obteniendo un material flexible resistente a impactos ideal para uso de amortiguación y vibración.

    Pueden llegar a un 900% de alargamiento a la rotura. Tiene resistencia a la hidrólisis, resistencia a las bacterias y propiedades de flexibilidad incluso a baja temperatura.

    Se utilizan diferentes aditivos para modificar su flexibilidad, mayor suavidad y acabado para impresión 3D.

    Material Flexible TPU por Ingenio Triana

    HIPS (poliestireno de alto impacto):

    Material de soporte soluble que se usa a menudo con ABS. Se disuelve en limoneno químico. 

    Uso para piezas ligeras y de alta calidad. Excelentes propiedades mec√°nicas.

    Puede ser lijado y pintado con pinturas acrílicas.

    PEEK (Poliéter éter cetona):

    Es un polímero termoplástico muy utilizado en la industria y la medicina por sus excelentes propiedades.

    Al ser un termoplástico semicristalino, tiene alta resistencia mecánica y química que se conservan en un alto rango de temperaturas.

    No absorbe humedad ambiente, es retardante de la llama de forma natural, tiene propiedades dieléctricas y para piezas de aislamiento eléctrico, sustituto de piezas metálicas como cojinetes, pistones, bombas, rodamientos…

    APLICACIONES

    • Miner√≠a: Alta resistencia qu√≠mica, resistencia a hidrocarburos halogenados, disolventes, refrigerantes, aceites minerales, grasas y fluidos de transici√≥n.
    • Industria: Fuerza, rigidez y resistencia a la fatiga.¬†
    • Electr√≥nica: Retardante de la llama y diel√©ctrico
    • Medicina: Alta resistencia qu√≠mica y a los procesos de esterilizaci√≥n mediante autoclave, aplicaci√≥n al √≥xido de etileno o radiaci√≥n gamma.

     

    En impresión 3D, es un material técnico con necesidades avanzadas para obtener buenos resultados.

    Temperatura de extrusor: 375¬ļC a 420¬ļC

    Temperatura de la base: 130¬ļC a 180¬ļC

    Temperatura ambiente: 70¬ļC a 150¬ļC

     

    Una vez finalizado el proceso de impresión, las piezas deben cocerse para aumentar la cristalinidad de la resina. Este proceso de recocido mejora las propiedades de resistencia mecánica al aumentar la cohesión entre capas de fabricación.

    Proceso: Mantener las piezas en un ambiente controlado de 120 ¬įC durante una hora, despu√©s aumentar a 150 ¬įC durante una hora aproximadamente hasta que la pieza se estabilice a esa temperatura y luego bajar a 100 ¬įC.¬†

    Por √ļltimo dejar enfriar lentamente hasta alcanzar la temperatura ambiente.

     

    PEKK (polieteretercetona):

    Polímero de alto rendimiento con una estabilidad dimensional alta, retardante de la llama y baja toxicidad del humo, elevada resistencia mecánica y química.

    Temperatura de transici√≥n de cristal hasta los 186 ¬įC, estabilidad hidrol√≠tica a largo plazo.

    PEI (poliéterimida):

    Es un termoplástico con altas prestaciones térmicas, mecánicas y eléctricas.

    Tiene mucha resistencia a la torsión, elevada resistencia a la deformación térmica, resistencia y durabilidad en condiciones exteriores, buena estabilidad dimensional, resistencia al impacto, fisiológicamente inerte (apto para el contacto con alimentos).

    APLICACIONES

    • Industria aeron√°utica y automoci√≥n: Piezas por donde circulan l√≠quidos, aceites y gases.
    • Industria de la alimentaci√≥n: Herramientas y utillajes para envasado.
    • Industria electrot√©cnica: Aislantes y cubiertas de protecci√≥n.
    Pieza Filamento PEI

    POM (polioximetileno o acetal):

    Termoplástico perteneciente a la familia de los poliacetales, es uno de los materiales más utilizados para el moldeo por inyección, similar al Polipropileno (PP) y la Poliamida (PA).

    Este material de excelentes propiedades qu√≠micas, resistente al calor e insensible a los cambios de temperatura, permite su amplio uso en m√ļltiples aplicaciones.

    Como material para impresión 3D, destaca su buena adhesión entre capas durante el proceso de laminado. Tiene un color blanco natural, el cual le otorga la cualidad de no necesitar aditivos para tener buena apariencia y a la vez no alterar sus propiedades técnicas.

    Tiene baja resistencia a los rayos ultravioleta, por tanto, en el exterior, aunque no llega a degradarse si pueden disminuir sus propiedades. 

    Para impresi√≥n 3D, tiene algunas dificultades, ya que como la mayor√≠a de filamentos t√©cnicos, necesita alta temperatura en el extrusor, en torno a 230 ¬įC a 270 ¬įC, una temperatura de base de impresi√≥n de 110 ¬įC a 140 ¬įC y un ambiente controlado de temperatura de unos 60 ¬įC.

    Tiene alta contracción durante el proceso de impresión 3D, por tanto, el uso de bases, faldas y contornos para aumentar la adhesión a la base de impresión son necesarias.

    Impresión 3D en material POM

    Fibra de carbono:

    La fibra de carbono es una fibra sintética constituida por uniones de carbono. Los filamentos con fibra de carbono, están compuestos por polímeros de base como PLA o nylon y otra parte por finos hilos de fibra de carbono.

    Este aditivo crea un refuerzo que mejora las propiedades mecánicas del plástico base considerablemente. Esta mayor rigidez se logra, pero se pierde flexibilidad. Su principal aplicación son piezas que no se puedan doblar o flexionar como carcasas, estructuras…

    Filamento con PA y fibra de carbono

    Filamentos con Aditivos (Composite)

    Aditivos Cer√°micos:

    Son filamentos formados por materiales como el carburo de silicio, el boruro de silicio o el nitruro de silicio. Su aplicación son piezas que tengan que resistir altas temperaturas.

    Filamento Cerámico para Impresión 3D

    Aditivos de arena:

    Perteneciente al grupo de los materiales cerámicos, se utilizan para crear piezas de alta resistencia a la abrasión y a una exposición continua de alta temperatura.

    Aditivos de cemento:

    Material cer√°mico, mezclado con agregados p√©treos y agua. Es una tecnolog√≠a que actualmente se encuentra en expansi√≥n, ya que abre una nueva forma de construcci√≥n a la que conocemos hasta ahora. Sin duda, en los pr√≥ximos a√Īos veremos una expansi√≥n de esta tecnolog√≠a, usos y aplicaciones.

    Impresión 3D Cemento

    Madera y piedra:

    Los filamentos que incorporan madera o piedra, están compuestos en una parte de plástico como base y luego partículas de madera o piedra para otorgar la apariencia a estos materiales. Su principal uso es la decoración para simular objetos de otros materiales, ahorrando costes en su fabricación.

    Filamento para impresión 3D acabado Piedra
    Filamento Madera

    Ceras:

    Este material necesita de impresoras 3D especializadas, ya que deben de incluir alguna herramienta de fresado en ciertos procesos. Su uso está orientado a la fundición, aunque en la actualidad, las resinas para impresoras DLP están sustituyendo de forma más rentable y rápida estas técnicas.

    Tejidos Biológicos

    Utilizados en la impresión, utilizan un material formado por material celular. Se deposita capa a capa similar al proceso de impresión de termoplásticos.

    Su principal uso es la medicina, ya que se están empezando a crear tejidos como piel, tendones o incluso órganos a nivel industrial. En investigaciones futuras, pensamos que se podrán imprimir incluso nervios y riego sanguíneo, aunque todavía es pronto.

    Impresión 3D tejidos biológicos

    Filamentos Met√°licos

    BASF (Acero Austenítico aleado con Cromo, Níquel y Molibdeno):

    Es un filamento compuesto, por una parte, de polímero y otra de metal, principalmente acero.

    Tiene la gran ventaja de tener un proceso de fabricación muy económico respecto a otras tecnologías de fabricación aditiva en metal.

    Una vez terminado el proceso de impresión 3D, necesita ser desbarbado y sinterizado para obtener una pieza metálica de acero inoxidable. 

    Los principales fabricantes de este material a√Īaden un 90% en peso de polvo sintetizable de acero y un 10% de pol√≠meros aglutinantes que facilitan la extrusi√≥n del metal.

    El acero de grado 316L es muy utilizado por su excelente resistencia a la oxidación y corrosión a altas temperaturas.

    La temperatura de impresión, suele ser similar al ABS, por tanto, con la mayoría de impresoras podemos fabricar piezas metálicas.

    Impresión 3D BASF piezas metal

    Esperamos que esta información os sea de gran utilidad para comprender el alcance de la tecnología de Impresión 3D, sus aplicaciones y diferentes materiales utilizados.

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    Servicio de Impresión 3D

     

    Seguiremos ampliando esta lista de materiales, ya que sin duda, esta tecnología ha llegado para quedarse y su continuo avance permitirá nuevas aplicaciones en diferentes sectores.