Cómo elegir el filamento adecuado

Después de elegir una impresora 3D, la primera decisión que tendrás que tomar es qué tipo de filamento quieres usar. Hay varias docenas de variedades, incluso dejando de lado los numerosos colores en los que vienen. Vadeando a través de ellos surge una serie de nombres que suenan químicos: ácido poliláctico, alcohol polivinílico, fibra de carbono y los elastómeros termoplásticos traviesos, por ejemplo. Pasan por una vertiginosa variedad de siglas, ABS, PLA, HIPS, CPE, PET, PETT, TPE, PVA y PCTPE entre ellas. Pero no te desanimes con esta sopa de letras. Solo unos pocos tipos son de uso común, y los fabricantes tienden a evitar los apodos demasiado geek en favor de nombres más descriptivos que aluden a una cualidad esencial del filamento, como la flexibilidad (NinjaTek’s Ninjaflex y Polymaker’s Polyflex, por ejemplo) y la fuerza (Makerbot, XYZprinting , y Ultimaker todos los filamentos del mercado llamados Tough PLA).

Conceptos básicos de filamentos

Los filamentos utilizados en la impresión 3D son termoplásticos, que son plásticos (también conocidos como polímeros) que se derriten en lugar de quemarse cuando se calientan, se les puede dar forma y moldear, y se solidifican cuando se enfrían. El filamento se alimenta a una cámara de calentamiento en el ensamblaje del extrusor de la impresora, donde se calienta hasta su punto de fusión y luego se extruye (arroja) a través de una boquilla de metal a medida que se mueve el ensamblaje del extrusor, trazando una ruta programada en un archivo de objeto 3D para crear, capa por capa, el objeto impreso. Aunque la mayoría de las impresoras 3D tienen una sola extrusora, existen algunos modelos de doble extrusora que pueden imprimir un objeto en diferentes colores o con diferentes tipos de filamentos.

El proceso de impresión con filamento plástico se denomina fabricación de filamentos fusionados (FFF) o Modelado por deposición fundida (FDM). Son la misma cosa; el acrónimo FDM es una marca registrada del pionero de la impresión 3D Stratasys Corp., por lo que otros fabricantes crearon sus propios nombres para describir la tecnología de sus impresoras; FFF es el que se puso de moda. Incluso hoy, excepto en los folletos de algunos fabricantes, verá que los nombres se usan indistintamente.

El filamento se vende en carretes por peso que van desde 0,5 kilogramos a 2 kilogramos. El filamento viene en dos grosores, 1,75 milímetros y 3 milímetros. (Este último es en realidad un poco más delgado, alrededor de 2,85 milímetros). La gran mayoría del filamento es del tipo de 1,75 milímetros; Ultimaker y LulzBot se encuentran entre los pocos fabricantes cuyas impresoras utilizan el tamaño más grueso. El peso casi siempre se indica en unidades métricas.

Ahora, echemos un vistazo a algunos de los tipos de filamentos más populares e importantes.

El dúo dinámico: ABS y PLA

Con mucho, los tipos de filamentos más comunes son el acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) y el ácido poliláctico (PLA). La mayoría de las impresoras 3D básicas están diseñadas para utilizar exclusivamente estos filamentos. Parte de su atractivo es que son relativamente baratos, cuestan tan solo $ 20 por kilogramo.

No se desanime por el nombre químico difícil de manejar de ABS; es el mismo plástico que se usa en Legos. Los objetos impresos con ABS son resistentes, duraderos y no tóxicos. Tiene un punto de fusión relativamente alto, con una temperatura de impresión que oscila entre los 210 y los 250 grados centígrados. Las esquinas inferiores de los objetos que se imprimen con ABS tienden a curvarse un poco hacia arriba, especialmente si está utilizando una cama de impresión sin calefacción. Durante la impresión, el ABS puede emitir un olor acre y desagradable, por lo que es mejor usarlo con una impresora de marco cerrado en una habitación bien ventilada.

PLA tiene un punto de fusión relativamente bajo, con temperaturas útiles entre 180 grados y 230 grados centígrados. Es de origen vegetal y biodegradable. Es más duro que el ABS, imprime sin deformarse y, por lo general, es fácil trabajar con él, aunque en casos excepcionales puede causar atascos en la extrusora. El PLA se usa a menudo como material base para materiales compuestos más exóticos, que discutiremos en un momento.

Nylon

El nailon es un material sintético increíblemente versátil, desarrollado en la década de 1930, que se ha utilizado en todo, desde cepillos de dientes hasta paracaídas, neumáticos, medias y, ahora, filamentos de impresoras 3D. En esencia, es un polímero o plástico (o, más precisamente, una familia de plásticos). Es fuerte y duradero, pero flexible, y se encuentra entre los filamentos de impresión 3D de menor precio. Se funde a una temperatura más alta (alrededor de 240 grados Celsius) que la mayoría de los filamentos. No todas las impresoras 3D están diseñadas para manejar ese calor: algunas sustancias de uso común en la extrusora emiten humos a esa temperatura. Al igual que con el ABS, los objetos impresos con nailon tienen tendencia a deformarse, lo que se puede mitigar utilizando una cama de impresión calentada.

Filamento Flexible

Los TPE (o elastómeros termoplásticos) son termoplásticos con alta elasticidad (aunque todavía muy por debajo de, por ejemplo, las bandas de goma); los objetos impresos con ellos son relativamente flexibles. Un tipo común de TPE es el poliuretano termoplástico (TPU), del cual NinjaFlex es un ejemplo popular.

Filamentos Solubles: HIPS y PVA

Uno de los acrónimos más pegadizos, HIPS, significa poliestireno de alto impacto. HIPS tiene un precio moderado, es liviano y se puede lijar, pegar y colorear con pinturas acrílicas. Es similar al ABS, excepto que HIPS es soluble en limoneno, un solvente a base de cítricos, lo que lo convierte en una buena opción, cuando se imprime con un segundo material (como ABS o PLA) con una impresora de doble extrusora, como material de soporte. que podría disolverse después de la impresión. También imprime bien por sí solo, y es el filamento recomendado por LulzBot para su impresora LulzBot Mini 3D (en Amazon Canadá), que obtuvo nuestra Elección de los editores. El filamento soluble MakerBot también se compone de HIPS.

Otro filamento soluble es el PVA (alcohol polivinílico), que se disuelve convenientemente en agua. El PVA es inodoro, no tóxico y biodegradable. Tiene un punto de fusión bajo y puede atascar la boquilla del extrusor cuando se sobrecalienta. A menudo se usa como material de soporte en impresoras de doble extrusora; Probé la Ultimaker 3 (en Amazon Canadá) imprimiendo un objeto de prueba, una caja dentro de una caja, usando PLA para las cajas y PVA como soporte. Después de imprimir el objeto, lo sumergí en agua tibia y el PLA se disolvió gradualmente, dejando el par de cajas anidadas.

Filamentos compuestos

Los filamentos compuestos tienen una base de PLA u otro termoplástico en el que se han mezclado partículas, polvos o escamas de otros materiales. Algunos son mezclas de madera, otros incluyen arenisca o piedra caliza, y otros tienen varios tipos de metales, como hierro, aluminio, latón, bronce y cobre. Estos filamentos adquieren algunas de las propiedades de los materiales con los que se han mezclado. Otro compuesto popular es la fibra de carbono; los objetos impresos toman algo de la fuerza de la fibra. Una desventaja de estos filamentos compuestos es que cuestan considerablemente más que los no compuestos.

Más allá del filamento plástico: impresión a base de resina

Con la proliferación actual de impresoras FFF, es fácil pasar por alto el hecho de que existen modelos en el mercado basados ​​en otras tecnologías que no utilizan filamento. El principal de ellos es la estereolitografía (también conocida como SLA), la primera tecnología de impresión 3D que se desarrolló y que es capaz de realizar impresiones muy detalladas y de alta resolución. Las etiquetas de precio de las impresoras SLA para uso comercial pueden rondar las cinco (e incluso las seis) cifras, pero hemos visto algunos modelos de menor precio, adecuados para aficionados y artesanos.

En la impresión SLA, un láser ultravioleta traza la forma del objeto que se va a imprimir, capa por capa, en una resina sensible a los rayos UV (también conocida como fotopolímero o resina de fotopolímero) alojada en una bandeja o cuba, y la resina expuesta al láser se endurece. para formar el objeto impreso. Las resinas vienen en botellas de 500 mililitros y de 1 litro, y los precios de los fabricantes de impresoras comienzan en unos 100 dólares por litro. Algunos fabricantes han formulado resinas para resistencia, flexibilidad, rigidez y otras cualidades, y tales resinas tienden a venderse con un sobreprecio. Las resinas han sufrido una paleta de colores limitada y han tendido a limitarse a negro, gris, blanco y transparente, aunque últimamente han estado disponibles algunas resinas metálicas y de colores más brillantes.

DLP es una forma de estereolitografía que usa un proyector en lugar del láser como fuente de luz, usando luz visible en lugar de ultravioleta. El proyector, que emplea la tecnología DLP (Digital Light Processing) de Texas Instruments, proyecta una serie de imágenes en un recipiente de resina de fotopolímero similar a las resinas utilizadas en la impresión SLA para construir el objeto, capa por capa.

Ahora que sabe todo lo que necesita sobre los filamentos más populares, querrá leer nuestra guía de compra de impresoras 3D, que incluye reseñas de los mejores modelos que hemos probado recientemente. También puede consultar lo que dijo uno de los primeros usuarios sobre su tiempo aprendiendo a imprimir en 3D.