Hoy en día es muy común leer o escuchar sobre la impresión 3D, los materiales para imprimir en 3D y la evolución y usos en muchos de los objetos cotidianos que manejamos cada día.
En este post te voy a explicar qué tipos de materiales hay para la impresión 3D, así como los tipos de impresoras 3D más comunes.
Una impresora 3D es una máquina destinada a la fabricación física de piezas en 3D prediseñadas digitalmente con softwares específicos.
Según el tipo de material que utilicemos, deberemos usar un tipo impresora u otra, siendo éstos dos tipos los más comunes;
Impresoras MDF, (modelado por deposición fundida):
Se componen de varios elementos básicos como;
- Un procesador arduino que traslada la información creada digitalmente desde un Pc relativa al diseño y dimensiones de la pieza.
- Motores que hagan funcionar y moverse los ejes para el movimiento en la impresión. Habrá un motor en cada uno de los ejes X,Y y Z.
- Un extrusor que se calentará a cierta temperatura derritiendo el filamento con el que imprimiremos.
- Una base, llamada cama caliente, que como su nombre indica, se calentará a una temperatura concreta para que la pieza se funda y se quede sujeta a la base mientras dura la impresión.
Esta máquina funciona depositando capas de material o filamento hasta formar la pieza deseada y los materiales más comunes que se utilizan son el ABS, PLA o Policarbonato.
Impresoras SLS, (sinterizado selectivo por láser):
Esta máquina deposita una capa de material en polvo de unas décimas de milímetro en una cuba calentada a una temperatura algo inferior al punto de fusión del polvo.
Entonces, un láser de alta potencia sintetiza el polvo en los puntos seleccionados, haciendo que las partículas se fusionen entre sí y se solidifiquen formando la pieza deseada.
El material más utilizado en este tipo de impresoras 3D es el nylon.
Una vez sabemos qué tipos de impresoras son las más comunes en la impresión 3D, te voy a explicar qué materiales de impresión existen y para qué se utilizan.
Poliácido láctico o PLA
Se trata de un termoplástico obtenido a partir de almidón de maíz, yuca, mandioca o caña de azúcar, que lo convierte en un material orgánico, biodegradable en agua y óxido de carbono.
No soporta bien la humedad ambiental y tiene ciertos límites en su resistencia.
Dada la nueva normativa industrial sobre el uso de plásticos, se utiliza mucho en el packaging de los alimentos, también para elementos decorativos o en maquetas.
A nivel industrial, en la fabricación de packaging, se utiliza la técnica de moldes de inyección, obteniendo miles de piezas con menor coste de producción que si se hiciese a través de la impresión en máquinas 3D.
Su uso en impresión 3D es más para elementos decorativos.
Es el material idóneo para aquellos que estén comenzando en el uso de impresoras 3D.
Para imprimir el filamento es necesaria una impresora 3D MDF y el extrusor deberá estar entre 190º y 220º y la cama caliente deberá estar a 60º, que es la temperatura mínima en la que se derrite.
Tereftalato de polietileno o PET:
Este material es más resistente que el anterior ya que no es orgánico, es un polímero obtenido por la reacción de policondensación entre el ácido tereftálico y el etilenglicol, (usado éste último por ejemplo en el anticongelante o el líquido de frenos de los coches o como disolvente).
Ofrece bastante resistencia al desgaste y a la corrosión.
Se utiliza para embases y textiles. Al ser impermeable, es el material utilizado en la fabricación de botellas de plástico para líquidos como agua o refrescos.
Para la impresión del filamento, el extrusor debe estar entre 220º y 245º y la cama caliente a una temperatura al menos de 65º.
Acrilonitrilo butadieno estireno o ABS:
Es otro de los materiales más conocidos y usados en la impresión 3D.
Es un material también químico que lo hace rígido, resistente a la abrasión y de baja absorción al agua.
Se utiliza en el sector de la automoción e industrial, para la fabricación de piezas y también para fabricar juguetes. Es el material con el que se fabrican los bloques de los famosos Lego.
Al ser un material químico libera gases, por lo que no es recomendado para iniciarse con él en la impresión 3D o para principiantes.
Con este material se fabrican a nivel industrial y a través de moldes de inyección carcasas para TV, ordenadores, teclados, ratones o impresoras.
Policarbonato
Se trata de un material también muy resistente y más bien de uso industrial, aunque existen bobinas de policarbonato para su uso en impresoras 3D.
Soporta temperaturas desde -140º a 150º, es transparente y de baja densidad, (1,20g/cm3).
Absorbe la humedad ambiental y es vulnerable a la luz solar, por lo que su uso solo debe aplicarse en sitios cerrados y en impresoras 3D que cuenten con cámara cerrada en el área de impresión.
Para imprimir el filamento el extrusor debe estar entre 260º y 310º y la cama caliente entre 80º a 120º.
Nailon o Nylon
Este material se puede encontrar tanto en bobinas de filamento para impresoras MDF como en polvo fino para su uso en impresoras SLS.
Se utiliza para la producción de piezas mecánicas de plástico a nivel profesional, ya que su composición de nylon, con 15% de fibra de carbono, lo hace un material súper resistente e idóneo para piezas que soporten estrés mecánico continuo, de ahí su uso para repuestos industriales.
Es igualmente vulnerable a la humedad y se debe almacenar en espacios secos y cerrados.
Para la impresión del filamento, el extrusor debe estar entre 230º y 250º y la cama caliente sobre 80º.
Por último y súper importante, como te hemos estado contando a lo largo del post, muchos de estos materiales son sensibles a la humedad ambiental y se deben conservar en cajas cerradas y espacios secos, ya que si no, afectaría a la consistencia del material y al resultado final de la pieza.
¿Cómo sabremos si una bobina de filamento está afectada por la humedad?
Porque al imprimir notaremos lo siguiente:
- Ruido o crujidos en la extrusión.
- Merma de la dureza de la pieza y de la adherencia de las capas entre sí.
- Al imprimir, se dibujan líneas de extrusión irregulares.
- En la pieza se generan burbujas o desperfectos.
Si tuviésemos alguna bobina que ha perdido consistencia por la humedad, podemos secar el filamento utilizando varias técnicas como:
- Máquinas de secado de filamentos, (específicas para eso)
- Secarlas en el horno de casa, metiendo la bobina dentro del horno, una vez haya alcanzado la temperatura idónea; para el PLA 40º a 45º, para el el ABS y el nylon unos 80º.
- Meter el filamento en una máquina de desidratar alimentos.
Utilizando estas técnicas sacaremos la humedad adherida al material y recuperará su consistencia y propiedades.
No obstante, la exposición prolongada a ambientes húmedos perjudicará el material y aún aplicando estas técnicas podría no ser suficiente, dando como resultado piezas con desperfectos y un material quebradizo.
