Materiales para impresión 3D
Conozca los diferentes materiales para impresión 3D, sus características y aplicaciones.
Filamentos para impresión 3D
ABS: Acrilonitrilo Butadieno Estireno: es un polímero termoplástico industrial que combina tres monómeros diferentes, comúnmente utilizado en la impresión 3D FDM.
El ABS es conocido por su resistencia, durabilidad y capacidad para soportar altas temperaturas y es ideal para piezas funcionales y prototipos que requieren resistencia mecánica.
Temperatura de extrusión: 220-260°C
Temperatura cama: 80-110°C
Temperatura deformación: 105°C
Higroscopicidad: bajo
Resistencia a la tracción: 30-60 MPa
Módulo de elasticidad: 1.7-2.5 GPa
Densidad: 1.10 g/cm³
Aplicaciones comunes: piezas para la industria automotriz (interiores, carcasas de espejos), productos electrónicos (carcasas de televisores, impresoras, computadoras), electrodomésticos (aspiradoras, licuadoras) y juguetes (como los ladrillos LEGO). También se utiliza en la impresión 3D para prototipos, equipos de protección deportiva como cascos, y equipos médicos como carcasas de instrumentos.
Desventajas: baja resistencia a la intemperie (rayos UV), su inflamabilidad y su resistencia térmica limitada, lo que puede hacer que se deforme a altas temperaturas. Además, es sensible a ciertos disolventes y químicos, puede ser más costoso que otros plásticos como el poliestireno, y su producción tiene un mayor impacto ambiental al no ser biodegradable.
Seguridad alimentaria: No apto para alimentos.
Reciclabilidad: reciclable en instalaciones especializadas.
Impacto ambiental: No es biodegradable y su producción puede generar más emisiones de CO₂.
ASA: acrilonitrilo estireno acrilato: es un termoplástico similar al ABS, pero con una mayor resistencia a la intemperie y a los rayos UV. El ASA es ideal para aplicaciones al aire libre, como piezas de automóviles y componentes exteriores.
Fórmula química: ( C14H23NO2 )nTemperatura de extrusión: 240-265°C
Temperatura cama: 90-110°C
Temperatura deformación: 95-105°C
Higroscopicidad: alto
Resistencia a la tracción: 40-55 MPa
Módulo de elasticidad: 2 GPa
Densidad: 1.07 g/cm³
Aplicaciones comunes: en aplicaciones que requieren alta resistencia a la intemperie, a los rayos UV y a impactos, como en la industria automotriz (piezas exteriores, carcasas de espejos), construcción (respiraderos de techo, marcos de ventanas) y para mobiliario urbano y señalización exterior. También se emplea en prototipos funcionales, equipos deportivos, carcasas eléctricas y en la producción de objetos que necesitan durabilidad y resistencia al exterior.
Ventajas: resistencia a los rayos UV y a la intemperie, lo que lo hace ideal para aplicaciones en exteriores, así como su alta resistencia química y térmica (hasta unos (100°C)). Además, ofrece una excelente estabilidad dimensional y resistencia al impacto, con menos deformación en comparación con el ABS, y una superficie lisa.
Desventajas: dificultad de impresión (necesita altas temperaturas de boquilla y cama, una impresora cerrada y cuidado con las corrientes de aire), la emisión de humos potencialmente tóxicos que requieren buena ventilación, su mayor costo en comparación con otros materiales y su tendencia a deformarse. También puede degradarse si se expone a ciertos ácidos concentrados, ésteres, éteres y cetonas.
Seguridad alimentaria: no es seguro para el contacto con alimentos debido a la presencia de estireno, que puede liberarse y ser tóxico si se ingiere, inhala o absorbe por la piel. Si bien el ASA se utiliza en aplicaciones exteriores y para piezas técnicas por su resistencia a la intemperie, no debe usarse para imprimir objetos que entren en contacto directo o indirecto con alimentos sin un recubrimiento protector o sin certificar que es un material apto para ese fin.
Reciclabilidad: es reciclable y su proceso incluye triturar, lavar y fundir los residuos para crear nuevos productos. Aunque el reciclaje es posible, requiere instalaciones especializadas y el resultado puede tener propiedades ligeramente inferiores al material virgen.
HIPS: poliestireno de alto impacto: es un material de soporte utilizado en la impresión 3D FDM. El HIPS es soluble en limoneno, lo que permite eliminar fácilmente las estructuras de soporte después de la impresión.
Fórmula química: no tiene una fórmula química única, ya que es una mezcla de dos polímeros: poliestireno ( C8 H8 ) y polibutadieno ( C4 H6 ). Su estructura es un polímero bifásico, con una matriz de poliestireno (cuyo monómero tiene la fórmula del estireno ( C8 H8 ) y partículas dispersas de polibutadieno, que le confieren mayor resistencia al impacto.Temperatura de extrusión: 230-250°C
Temperatura cama: 90-110°C
Temperatura deformación: 80-86°C
Higroscopicidad: bajo
Resistencia a la tracción: 24.8 MPa
Módulo de elasticidad: 1.8 GPa
Densidad: 1.04 g/cm³
Aplicaciones comunes: se utiliza comúnmente en aplicaciones que requieren resistencia al impacto, facilidad de procesamiento y acabado. Algunas de sus aplicaciones más comunes son en envases y embalajes de alimentos, juguetes, electrodomésticos, componentes automotrices, señalización y dispositivos médicos.
Ventajas: alta resistencia al impacto y a la tensión mecánica, lo que lo hace duradero. También destaca por su facilidad de procesamiento mediante técnicas como moldeo por inyección y termoformado, su excelente estabilidad dimensional y la seguridad para el contacto con alimentos en muchas aplicaciones. Además, es rentable y puede ser reciclable. Si se usa HIPS como material de soporte para ABS, es necesario una impresora con doble extrusor.
Desventajas: baja resistencia térmica y al sol, lo que limita su uso en exteriores o en aplicaciones de alta temperatura. También es inflamable, quebradizo a bajas temperaturas y tiene una resistencia química limitada. En la impresión 3D, puede ser difícil de pegar y su manipulación requiere precauciones por los humos tóxicos que genera.
Seguridad alimentaria: es seguro para alimentos cuando cumple con las regulaciones y certificaciones de seguridad alimentaria pertinentes. Se utiliza comúnmente en envases para alimentos secos y fríos, como bandejas y contenedores, debido a su resistencia al impacto y facilidad de termoformado. Es crucial que el HIPS sea certificado para uso alimentario, y no debe usarse para alimentos calientes debido a su baja resistencia térmica.
Reciclabilidad: es totalmente reciclable y puede ser procesado y moldeado en nuevos productos como perchas o macetas. Es importante reciclarlo por separado de otros tipos de poliestireno debido a que contiene caucho. Para reciclarlo, primero se recoge y se clasifica, luego se limpia, se tritura en pequeños trozos y finalmente se funde y moldea para crear nuevos artículos.
PA: poliamida (Nylon): es un termoplástico conocido por su alta resistencia, flexibilidad y durabilidad. El Nylon es ideal para piezas que requieren resistencia al desgaste y a la fricción, como engranajes y componentes mecánicos.
Fórmula química: La fórmula química general del poliamida (PA) es: - [- NH-(CH₂)n-CO-]m-, que representa un grupo amida repetido (-CO-NH-) en la cadena molecular. Los tipos específicos de poliamida se distinguen por los números que siguen a "PA", los cuales indican los monómeros de los que se fabrican. Por ejemplo, la PA 6 tiene la fórmula química - [- NH(CH₂)₅-CO-]n-, derivada de la caprolactama.Temperatura de extrusión: 220-260°C
Temperatura cama: 60-110°C
Temperatura deformación: 150°C
Higroscopicidad: alto
Resistencia a la tracción: 40 - 248 MPa
Módulo de elasticidad: 3200-5900 MPa
Densidad: 1.15 g/cm³
Aplicaciones comunes: fabricación de textiles como ropa y alfombras, componentes mecánicos como engranajes y rodamientos, y piezas de automoción y eléctricas debido a su resistencia y durabilidad. También se utiliza en envases alimentarios, dispositivos médicos e impresiones 3D.
Ventajas: alta resistencia mecánica, durabilidad, buena resistencia a la abrasión y al desgaste, y estabilidad térmica. También destacan por su resistencia química, su capacidad de amortiguación y sus propiedades de deslizamiento. En el sector textil, son valoradas por ser ligeras, elásticas y de secado rápido.
Desventajas: tendencia a absorber humedad, lo que afecta sus dimensiones y resistencia, su sensibilidad a la radiación ultravioleta sin tratamiento, y su mayor costo comparado con plásticos comunes. Además, la poliamida puede ser menos transpirable que otros materiales como el algodón, lo que puede causar retención de olores y sudor.
Seguridad alimentaria: depende de su grado y aplicación; las poliamidas de grado alimentario son seguras para envasado y utensilios debido a su resistencia y barrera protectora, pero puede haber migración de componentes en utensilios de cocina a altas temperaturas, especialmente con plásticos reciclados o tintes oscuros. Es crucial elegir poliamidas específicas aprobadas para contacto con alimentos y minimizar el uso de utensilios de poliamida con alimentos muy calientes o aceites, y optar por los de grado alimentario para evitar la migración de sustancias.
Reciclabilidad: es reciclable, tanto por procesos mecánicos como químicos. El reciclaje mecánico implica recolectar, limpiar, triturar y extruir el material para crear nuevos productos, lo que permite su reutilización en diversas aplicaciones. El reciclaje químico descompone el polímero a sus componentes básicos mediante procesos como la hidrólisis o la despolimerización, generando un material de alta calidad y reduciendo el impacto ambiental.
PC: policarbonato: es un termoplástico conocido por su alta resistencia al impacto y a las altas temperaturas. El policarbonato es ideal para piezas que requieren resistencia mecánica y térmica, como componentes electrónicos y piezas estructurales.
Fórmula química: ( C₁₆ H₁₄ O₃ )n, donde 'n' indica el número de unidades repetidas en la cadena del polímero. La unidad repetitiva es el resultado de la polimerización del bisfenol A y un compuesto de carbonato, como el fosgeno, dando lugar a un polímero con la estructura repetitiva de la fórmula.Temperatura de extrusión: 230-320°C
Temperatura cama: 110-150°C
Temperatura deformación: 140°C
Higroscopicidad: alto
Resistencia a la tracción: 55 - 75 MPa
Módulo de elasticidad: 2000-2400 MPa. Módulo de Young: 2.4 GPa
Densidad: 1.2 g/cm³
Aplicaciones comunes: construcción (techos, ventanas, tragaluces), la electrónica (carcasas, aislantes), la automoción (faros, interiores) y los dispositivos médicos (equipos quirúrgicos, incubadoras). Su alta resistencia al impacto, transparencia y durabilidad lo hacen útil en una amplia variedad de productos de consumo como botellas de agua y fundas de teléfono.
Ventajas: resistencia al impacto, ya que es muy duradero y prácticamente irrompible, su transparencia y claridad óptica, su resistencia al calor y a la radiación UV, y su ligereza en comparación con otros materiales como el vidrio. También ofrece buenas propiedades como aislante eléctrico y una gran facilidad para ser moldeado.
Desventajas: baja resistencia a los arañazos, su sensibilidad a ciertos químicos y a la abrasión. También es más costoso que otros plásticos y su producción puede tener un impacto ambiental debido al uso de bisfenol A (BPA). Además, no es intrínsecamente ignífugo y puede sufrir deformación bajo ciertas condiciones.
Seguridad alimentaria: se considera seguro para alimentos, ya que es aprobado por agencias como la FDA y la EFSA para contacto con alimentos y resiste altas temperaturas. Sin embargo, existen preocupaciones sobre el bisfenol A (BPA), una sustancia química utilizada en su fabricación. Para garantizar la seguridad, es crucial usar productos de policarbonato que no contengan BPA (baja o nula lixiviación de BPA) y que estén certificados para uso alimentario, ya que el BPA está prohibido en algunos productos como los biberones para bebés.
Reciclabilidad: es 100% reciclable a través de procesos mecánicos o químicos, lo que permite transformarlo en nuevos productos para diversos sectores como la automoción, la construcción y la electrónica. El reciclaje tradicional implica triturar y fundir el material, mientras que el reciclaje químico utiliza procesos como la pirólisis o la reacción con fenol para descomponerlo en sus monómeros.
PEI: polieterimida (ULTEM):.
Fórmula química: ( C37 H24 O6 N2 )n, para la unidad repetitiva. Contiene subunidades de ftalimida y bisfenol A.Temperatura de extrusión: 350-370°C (impresión 3D), 340-425°C (industrial)
Temperatura cama: 140-160°C
Temperatura deformación: 200°C
Higroscopicidad: alto
Resistencia a la tracción: 100 - 115 MPa
Módulo de elasticidad: 2000-2300 MPa. Módulo de Young: 2.3 GPa
Densidad: 1.27 g/cm³
Aplicaciones comunes: la industria eléctrica y electrónica (conectores, aislantes, componentes de microondas), la industria automotriz (sensores, componentes bajo el capó), la industria aeroespacial (componentes de cabina de aviones, sistemas de ventilación) y el sector de electrodomésticos y cocina (utensilios aptos para microondas).
Ventajas: alta resistencia térmica y mecánica, buena rigidez y estabilidad dimensional, y excelentes propiedades eléctricas, lo que lo hace ideal para aplicaciones exigentes en sectores como el automotriz y el médico. Además, el PEI tiene resistencia a la llama, a la degradación por radiación y a la corrosión química, y es compatible con la esterilización, lo que permite su uso repetido y en entornos sanitarios.
Desventajas: alto costo, la dificultad de procesarla debido a las altas temperaturas requeridas para su impresión, su naturaleza higroscópica (que la hace sensible a la humedad), y la posibilidad de emitir gases tóxicos si se sobrecalienta durante el procesamiento. También puede ser frágil y quebradiza bajo impacto, requiriendo equipo especializado y precauciones de seguridad.
Seguridad alimentaria: El polieterimida (PEI) es un plástico de alto rendimiento que se considera seguro para aplicaciones en contacto con alimentos, siempre que cumpla con las normativas y certificaciones específicas. El PEI puede contar con la certificación de seguridad alimentaria y biocompatibilidad. Los grados de PEI aptos para uso alimentario cumplen con los requisitos establecidos por importantes organismos reguladores.
Reciclabilidad: es reciclable, pero el proceso es complejo y a menudo requiere métodos de despolimerización química para recuperar la resina virgen con alta eficiencia. Si bien es un plástico de alto rendimiento, su reciclaje no es tan sencillo como el de otros plásticos más comunes y puede resultar costoso. Una vez reciclado, el material puede usarse para fabricar nuevos productos de alto rendimiento.
PETG: Tereftalato de polietileno glicolizado: es un termoplástico conocido por su resistencia, durabilidad y facilidad de impresión. Se deriva del tereftalato de polietileno (PET), con la diferencia principal de que el PETG incorpora un glicol modificado (como el ciclohexanodimetanol, CHDM) en la cadena de polimerización en lugar del etilenglicol, lo que le confiere mayor flexibilidad y resistencia. No es tan hidrofílico como el PET.
El PETG es ideal para piezas funcionales y prototipos que requieren resistencia mecánica y química.
Fórmula química: ( C10H12O4 )n
Temperatura de extrusión: 220-250°C
Temperatura cama: 70-90°C
Temperatura deformación: 80-85°C
Higroscopicidad: alto
Resistencia a la tracción: 40-70 MPa
Módulo de elasticidad: 2.5-8.9 GPa
Densidad: 1.27 g/cm³
Aplicaciones comunes: fabricación industrial para piezas mecánicas y protectores, en el empaquetado como botellas y envases para alimentos, en la impresión 3D para prototipos funcionales y piezas que requieran resistencia y flexibilidad. También se usa en artículos médicos, señalización, productos electrónicos y moda.
Ventajas: alta resistencia al impacto, durabilidad,resistencia química, resistencia a la intemperie, buena adhesión entre capas. También es apreciado por su menor "warping" o deformación, lo que lo hace más fácil de imprimir que otros materiales como el ABS. Ofrece un acabado transparente y brillante.
Desventajas: dificultad para iniciarse en la impresión 3D debido a sus altas temperaturas de extrusión, la formación de hilos (stringing) que requiere un ajuste preciso y la adherencia excesiva a la cama de impresión que puede dañarla. Además, es difícil de posprocesar, tiene una menor resistencia a altas temperaturas en comparación con el ABS y es propenso a absorber humedad del aire.
Seguridad alimentaria: (consulte las directrices del fabricante).
Reciclabilidad: es reciclable y los fabricantes están haciendo filamentos a partir de él, pero su reciclaje a través de los sistemas de reciclaje municipal es complicado porque no debe mezclarse con el PET (código 1), ya que lo contamina. Por lo tanto, el PETG suele tener un código de reciclaje 7 (otros), lo que dificulta encontrar centros que lo acepten. Para reciclarlo, lo mejor es buscar empresas especializadas en el reciclaje de filamentos para impresión 3D o reutilizar los residuos de impresión para fabricar un nuevo filamento.
PLA: polylactid acid: es un termoplástico biodegradable derivado de recursos renovables como el almidón de maíz o la caña de azúcar. El PLA es fácil de imprimir y es ideal para prototipos, modelos y piezas decorativas que no requieren alta resistencia mecánica.
Fórmula química: ( C3 H4 O2 )n
Temperatura de extrusión: 180-220°C
Temperatura cama: 0-60°C
Temperatura deformación: 50-60°C
Higroscopicidad: baja
Resistencia a la tracción: 35-50 MPa
Módulo de elasticidad: 2.7-3.6 GPa
Densidad: 1.24 g/cm³
Ventajas: fácil de imprimir, biodegradable, buena calidad superficial.
Desventajas: baja resistencia térmica y mecánica, es frágil.
Seguridad alimentaria: No se recomienda (consultar fabricante).
Reciclabilidad: biodegradable / reciclable, reciclable en instalaciones especializadas.
TPU: poliuretano termoplástico: es un material flexible y elástico utilizado en la impresión 3D FDM. El TPU es ideal para piezas que requieren flexibilidad y resistencia al desgaste, como fundas para teléfonos móviles, juntas y componentes amortiguadores.
Fórmula química: no tiene una fórmula química única, ya que es un copolímero en bloque que se produce variando la proporción de sus componentes: diisocianatos y polioles (ya sean dioles de cadena larga o polióis). La estructura básica puede representarse como un polímero lineal segmentado (AB)n, donde 'A' son los segmentos blandos (poliol) y 'B' los segmentos duros (diisocianato y diol de cadena corta), y su composición exacta varía para obtener diferentes propiedades.Su estructura química se basa en la reacción de poliadición entre tres componentes principales:
- Poliol (un diol de cadena larga, generalmente de base poliéster o poliéter, que forma los segmentos blandos).
- Diisocianato (como el diisocianato de difenilmetano o el diisocianato de hexametileno).
- Diol de cadena corta (también conocido como extensor de cadena, que forma los segmentos duros).
Temperatura de extrusión: 200-250°C.
Temperatura cama: 40-60°C
Temperatura deformación: 105°C
Higroscopicidad: alto
Resistencia a la tracción: 20 - 100 MPa
Módulo de elasticidad: 10-1000 MPa
Densidad: 1.25 g/cm³
Ventajas: alta eficiencia y escalabilidad para cargas de trabajo de IA, mientras que el poliuretano termoplástico (TPU) destaca por su resistencia a la abrasión, impacto y químicos, así como por su flexibilidad y durabilidad.
Desventajas: dificultad de impresión (requiere configuraciones específicas, bajas velocidades y es sensible a la humedad), la necesidad de preparación para el posacabado (la superficie necesita limpieza y lijado, y la adhesión puede ser difícil), y en el caso de las TPUs en IA, la limitada compatibilidad con software que no sea de Google y los costos iniciales elevados. Otros inconvenientes incluyen que el TPU es higroscópico (absorbe humedad) y puede emitir gases nocivos en ambientes con mala ventilación.
Seguridad alimentaria: es seguro para la seguridad alimentaria porque es un material no tóxico, cumple con los estándares de contacto con alimentos y es resistente a las bacterias, el moho y el desgaste. Se utiliza en aplicaciones como bandas transportadoras para la industria alimentaria, tablas de cortar, guantes y otros utensilios debido a su durabilidad, flexibilidad y propiedades higiénicas.
Reciclabilidad: es reciclable, tanto mediante métodos mecánicos como químicos. El reciclaje mecánico implica triturar el material, limpiarlo y volver a procesarlo en forma de pellets, a menudo mezclado con material virgen. El reciclaje químico descompone el TPU en sus componentes químicos para producir TPU de alta calidad. Aunque su reciclaje puede presentar desafíos como la degradación, es una alternativa más sostenible que el vertido, ya que reduce residuos y conserve sus propiedades.
Resinas para impresión 3D
Resina estándar: son el tipo de resina fotopolimérica más común y accesible, ideal para principiantes y para crear prototipos rápidos y modelos con alto nivel de detalle.
Características Principales:
- Uso: Se utilizan principalmente para modelos de adorno, figuras y prototipos que no requieren propiedades mecánicas robustas o un uso funcional. Son fáciles de imprimir y compatibles con la mayoría de las impresoras de resina del mercado.
- Acabado Superficial: Proporcionan una superficie lisa y detallada, adecuada para piezas que requieren alta resolución y precisión, sin embargo, son relativamente frágiles en comparación con resinas técnicas o de ingeniería.
- Resistencia Mecánica: Tienen una resistencia mecánica moderada, lo que las hace adecuadas para aplicaciones de bajo estrés, pero no son ideales para piezas funcionales o sometidas a cargas significativas.
- Tiempo de Curado: Requieren un tiempo de curado estándar, generalmente entre 5 a 15 minutos bajo luz UV, dependiendo del grosor de la pieza y la potencia de la fuente de luz.
- Tecnología: Son materiales fotosensibles diseñados para impresoras 3D que usan tecnologías SLA, DLP, y LCD.
- Costo: Generalmente son más asequibles en comparación con resinas especializadas o técnicas.
Consideraciones de Uso:
Al trabajar con resinas estándar, es importante tener en cuenta que requieren un proceso de posprocesamiento, que incluye limpieza (con alcohol isopropílico o soluciones de limpieza específicas, a menos que sean "lavables con agua") y un curado final bajo luz UV para alcanzar su dureza máxima.
Se recomienda el uso de equipo de protección personal, ya que son productos químicos.
Resinas dentales: son materiales líquidos fotopolimerizables utilizados en la impresión 3D (específicamente tecnologías SLA, DLP y LCD) para fabricar con precisión una variedad de aplicaciones odontológicas, desde modelos diagnósticos hasta prótesis y guías quirúrgicas.
Usos Principales:
Estas resinas permiten la creación de soluciones personalizadas con un alto nivel de detalle y precisión, crucial en odontología. Los usos más comunes incluyen:- Modelos dentales para diagnóstico y planificación de tratamientos.
- Guías quirúrgicas para procedimientos de implantes.
- Férulas de descarga y retenedores.
- Provisionales: Coronas, puentes e incrustaciones temporales.
- Prótesis dentales (parciales o completas) duraderas, que pueden durar entre 10 y 15 años con el cuidado adecuado.
- Restauraciones estéticas, como carillas o para reparar dientes astillados, aunque estas a menudo se realizan con resinas compuestas de aplicación directa por el dentista.
Tipos y Propiedades:
Existen diferentes tipos de resinas 3D, cada una con propiedades específicas para su aplicación. Un aspecto clave es la biocompatibilidad, que es obligatoria para cualquier material que vaya a estar en contacto con el paciente, ya sea de forma temporal (como una guía quirúrgica) o a largo plazo (como una prótesis).- Resinas para modelos: Suelen tener baja carga y se centran en la precisión dimensional para la visualización y el estudio.
- Resinas biocompatibles: Diseñadas para uso intraoral. Pueden ser para aplicaciones temporales (provisionales) o permanentes (prótesis, carillas). Tienen certificaciones específicas que garantizan su seguridad en el organismo.
- Resinas de alta resistencia: Algunas resinas, como Liqcreate Strong-X, ofrecen una resistencia a la flexión comparable a materiales de éster de cianato, ideales para aplicaciones que soportan fuerzas de masticación.
Consideraciones de Uso:
El uso de resinas dentales requiere un manejo cuidadoso, incluyendo el uso de equipo de protección personal debido a su naturaleza química. Además, el posprocesamiento es crucial para asegurar la biocompatibilidad y las propiedades mecánicas del producto final, incluyendo limpieza, curado y, en algunos casos, el acabado superficial.
Se recomienda el uso de equipo de protección personal, ya que son productos químicos
Resinas biocompatibles: son materiales de impresión diseñados para ser seguros en contacto con el cuerpo humano sin causar reacciones adversas. Se utilizan ampliamente en aplicaciones médicas y dentales, y deben cumplir con estrictas normativas de certificación, como la serie de normas ISO 10993, para garantizar su seguridad.
Aplicaciones Principales:
Estas resinas se emplean en una variedad de campos, principalmente en odontología y medicina general:- Odontología: Es su aplicación más común. Se usan para fabricar restauraciones dentales permanentes (coronas y puentes), guías quirúrgicas para implantología, bases para prótesis dentales, y cubetas de impresión.
- Medicina General: Se utilizan para crear implantes a corto plazo, modelos anatómicos para planificación quirúrgica, dispositivos médicos personalizados y, en algunos casos, andamios óseos experimentales.
Propiedades Clave:
- Biocompatibilidad: Deben ser no tóxicas, no irritantes y no sensibilizantes para el tejido humano.
- Resistencia Mecánica: Varía según la aplicación, pero generalmente ofrecen una buena resistencia a la tracción y flexión.
- Precisión Dimensional: Alta resolución y detalle para aplicaciones que requieren precisión, como prótesis dentales.
- Estabilidad Química: Resistencia a la degradación en el entorno biológico.
Consideraciones Clave
La biocompatibilidad de un producto final impreso depende no solo del material, sino también del flujo de trabajo completo:- Selección del Material: Asegurarse de que la resina tenga las certificaciones adecuadas para la aplicación prevista.
- Impresión: Uso de equipos limpios y específicos para aplicaciones médicas.
- Posprocesamiento: Limpieza y curado adecuados para eliminar cualquier residuo no curado que pueda ser tóxico.
- Validación: Realizar pruebas para confirmar la biocompatibilidad del producto final.
Proceso de Posprocesamiento:
- Lavado: Limpieza rigurosa con alcohol isopropílico para eliminar resina no curada.
- Secado: Asegurar que la pieza esté completamente seca antes del curado.
- Curado: Utilizar una fuente de luz UV adecuada para curar completamente la pieza.
- Inspección: Verificar la integridad y biocompatibilidad del producto final.
Tipos y Fabricantes
Existen diversas resinas, clasificadas según su uso previsto y duración de contacto con el paciente.| Tipo de Resina | Uso Previsto | Ejemplos de Fabricantes/Marcas |
|---|---|---|
| Para guías quirúrgicas | Contacto temporal durante cirugía | PowerResins SG, Formlabs Surgical Guide |
| Para prótesis temporales | Uso a corto plazo (días/semanas) | Varias marcas como Nextdent o Sprintray |
| Para restauraciones permanentes | Contacto a largo plazo | Formlabs Permanent Crown, Crowntec |
Consideraciones de Uso:
El manejo de resinas biocompatibles requiere precauciones especiales, incluyendo el uso de equipo de protección personal debido a su naturaleza química. Además, el posprocesamiento es crucial para asegurar la biocompatibilidad del producto final, incluyendo limpieza, curado y, en algunos casos, el acabado superficial.
Se recomienda el uso de equipo de protección personal, ya que son productos químicos
Resinas flexibles: son materiales de impresión que permiten crear piezas con propiedades similares al caucho o la silicona, capaces de resistir la flexión y la compresión sin romperse. A diferencia de las resinas estándar, que son rígidas, estas resinas ofrecen elasticidad y durabilidad.
Propiedades Clave:
- Flexibilidad/Elasticidad: Su característica principal, medida comúnmente en la escala de dureza Shore A. Materiales como la resina Flexible 80A de Formlabs tienen una rigidez similar a la de un neumático de coche, mientras que la Elastic 50A es más suave, similar a la silicona.
- Resistencia al impacto y al desgarro: Las piezas impresas pueden deformarse bajo tensión y volver a su forma original, lo que las hace ideales para entornos donde se requiere absorción de impactos.
- Detalle y acabado: Al igual que otras resinas, permiten un alto nivel de detalle y superficies lisas, superando a menudo a los filamentos flexibles de FDM como el TPU en este aspecto.
Consideraciones de Impresión:
La impresión con resinas flexibles puede requerir ajustes específicos en la configuración de la impresora, como tiempos de exposición más largos y velocidades de impresión reducidas, para asegurar una correcta adhesión entre capas y evitar deformaciones. Además, el posprocesamiento, que incluye limpieza y curado, es crucial para alcanzar las propiedades mecánicas deseadas.
Usos y Aplicaciones:
Las resinas flexibles se utilizan en una variedad de industrias para aplicaciones específicas:- Prototipos funcionales: Creación de piezas que necesitan simular el comportamiento de productos finales hechos de caucho o silicona.
- Bienes de consumo: Fabricación de fundas de teléfono, pulseras u otros wearables.
- Industria y medicina: Componentes industriales, sellos, empaquetaduras, o incluso modelos médicos que requieren cierta maleabilidad.
Marcas Comunes:
Algunas marcas reconocidas que ofrecen resinas flexibles y elásticas incluyen:- Formlabs: Con sus líneas Flexible 80A y Elastic 50A.
- Siraya Tech: Como la serie Tenacious, conocida por su resistencia a impactos.
- Elegoo, Copymaster3D y otras marcas del mercado que producen resinas UV compatibles con impresoras LCD/DLP.
Consideraciones de Uso:
El manejo de resinas biocompatibles requiere precauciones especiales, incluyendo el uso de equipo de protección personal debido a su naturaleza química. Además, el posprocesamiento es crucial para asegurar la biocompatibilidad del producto final, incluyendo limpieza, curado y, en algunos casos, el acabado superficial.
Se recomienda el uso de equipo de protección personal, ya que son productos químicos
Resinas industriales: son materiales avanzados diseñados para producir piezas funcionales con propiedades mecánicas y térmicas superiores, adecuadas para entornos industriales exigentes. A diferencia de las resinas estándar para prototipado general, estas ofrecen una durabilidad y un rendimiento excepcionales.
Propiedades Clave:
- Alta Resistencia Mecánica: Capaces de soportar cargas y tensiones significativas sin deformarse o romperse.
- Resistencia Térmica: Pueden operar a temperaturas elevadas sin perder integridad estructural.
- Resistencia Química: Resistentes a una amplia gama de productos químicos, aceites y solventes.
- Durabilidad: Diseñadas para aplicaciones a largo plazo, con buena resistencia al desgaste y la fatiga.
Aplicaciones Principales:
Estas resinas se utilizan en diversas industrias para fabricar componentes funcionales:- Automoción: Piezas personalizadas, prototipos funcionales y herramientas de producción.
- Aeroespacial: Componentes ligeros y resistentes para aplicaciones críticas.
- Manufactura: Herramientas, fijaciones y piezas de maquinaria.
- Electrónica: Carcasas y componentes que requieren propiedades específicas como aislamiento eléctrico.
Consideraciones de Impresión:
La impresión con resinas industriales puede requerir configuraciones específicas en la impresora, como tiempos de exposición y velocidades de impresión ajustadas para asegurar una correcta adhesión entre capas y evitar defectos. El posprocesamiento, que incluye limpieza y curado, es esencial para alcanzar las propiedades mecánicas deseadas.
Marcas Comunes:
Algunas marcas reconocidas que ofrecen resinas industriales incluyen:- Formlabs: Con su línea de resinas Engineering, como Tough, Durable y High Temp.
- Elegoo: econocida por sus resinas de alta calidad orientadas a aplicaciones que requieren propiedades mecánicas robustas, a menudo denominadas de "ingeniería" o "industriales" por sus características de resistencia y durabilidad.
- 3D Systems: Ofrece resinas industriales para aplicaciones específicas.
- Otros fabricantes especializados en resinas técnicas para impresión 3D.
Consideraciones de Uso:
El manejo de resinas biocompatibles requiere precauciones especiales, incluyendo el uso de equipo de protección personal debido a su naturaleza química. Además, el posprocesamiento es crucial para asegurar la biocompatibilidad del producto final, incluyendo limpieza, curado y, en algunos casos, el acabado superficial.
Se recomienda el uso de equipo de protección personal, ya que son productos químicos
Resistentes a altas temperaturas: especializadas y diseñadas para soportar calor sin deformarse, con temperaturas de deflexión térmica (HDT, por sus siglas en inglés) que superan los 200 °C.
Propiedades Clave:
- Alta Resistencia Térmica: Capaces de mantener su forma y propiedades mecánicas a temperaturas elevadas, típicamente por encima de los 200 °C.
- Estabilidad Dimensional: Resisten la deformación térmica, lo que las hace ideales para aplicaciones que implican ciclos de calor.
- Resistencia Mecánica: Ofrecen buena resistencia a la tracción y flexión, incluso a altas temperaturas.
Aplicaciones Principales:
Estas resinas se utilizan en diversas industrias para fabricar componentes que deben soportar condiciones térmicas extremas:- Automoción: Piezas bajo el capó que están expuestas a altas temperaturas.
- Aeroespacial: Componentes que deben resistir el calor durante el vuelo.
- Electrónica: Carcasas y componentes que disipan calor.
- Manufactura: Herramientas y piezas de maquinaria expuestas a calor.
Marcas y Resinas Populares
Algunas de las resinas más reconocidas por su resistencia térmica incluyen:- Formlabs High Temp Resin: Ofrece una de las resistencias térmicas más altas disponibles para resinas SLA, con una HDT de 238 °C a 0.45 MPa. Es ideal para aplicaciones industriales exigentes como moldes de inyección y prototipos funcionales. Puedes encontrar más detalles en el sitio web oficial de Formlabs.
- Siraya Tech Sculpt: Conocida por su alta resolución y baja contracción, esta resina tiene una resistencia a altas temperaturas de hasta 180 °C. Es una opción popular para prototipos funcionales y piezas que requieren precisión y tolerancia.
- eSUN High Temperature Resin: Ampliamente utilizada en los sectores médico, dental y automotriz, esta resina es adecuada para modelos que requieren resistencia al calor.
- LOCTITE 3D MED3394 Sheer Black: Ofrece buena estabilidad dimensional y resistencia química, además de resistencia a altas temperaturas.
Consideraciones de Uso:
El manejo de resinas biocompatibles requiere precauciones especiales, incluyendo el uso de equipo de protección personal debido a su naturaleza química. Además, el posprocesamiento es crucial para asegurar la biocompatibilidad del producto final, incluyendo limpieza, curado y, en algunos casos, el acabado superficial.
Se recomienda el uso de equipo de protección personal, ya que son productos químicos
Resinas calcinables: son materiales de impresión diseñados específicamente para el proceso de fundición a la cera perdida (o microfusión), principalmente en los sectores de la joyería y la odontología.
Son resinas fotosensibles (utilizadas en impresoras 3D SLA/DLP/LCD) que tienen la propiedad única de quemarse por completo sin dejar residuos de ceniza a altas temperaturas. Esto es crucial para que el molde de fundición (generalmente hecho de revestimiento de inversión) quede perfectamente vacío y listo para recibir el metal fundido (como oro, plata, cromo-cobalto, o disilicato de litio).
Propiedades Clave:
- Quemado Limpio: Se descompone completamente durante el proceso de calcinación, dejando un molde limpio sin residuos.
- Alta Precisión: Permite la creación de detalles finos y complejos, esenciales en joyería y prótesis dentales.
- Estabilidad Dimensional: Mantiene su forma durante el proceso de impresión y posprocesamiento.
- Dureza: Poseen suficiente resistencia para ser manipuladas durante el proceso de preparación del molde (creación del "árbol de fundición" y revestimiento) sin romperse.
Aplicaciones Principales:
- Joyería: Creación de modelos detallados para anillos, collares, pulseras y otros accesorios.
- Odontología: Fabricación de coronas, puentes y otros componentes dentales personalizados. El modelo de resina se funde para crear la restauración metálica o cerámica final que se integrará en la boca del paciente.
- Prototipado Industrial: También se usan para crear prototipos metálicos funcionales o componentes industriales de pequeño tamaño mediante microfusión.
Consideraciones de Uso:
El manejo de resinas biocompatibles requiere precauciones especiales, incluyendo el uso de equipo de protección personal debido a su naturaleza química. Además, el posprocesamiento es crucial para asegurar la biocompatibilidad del producto final, incluyendo limpieza, curado y, en algunos casos, el acabado superficial.
Se recomienda el uso de equipo de protección personal, ya que son productos químicos
Lavables en agua: son un tipo de resina de impresión 3D diseñada para facilitar el proceso de posprocesamiento, permitiendo la limpieza de los modelos impresos utilizando únicamente agua del grifo en lugar de disolventes químicos como el alcohol isopropílico (IPA).
Propiedades Clave:
- Fácil Limpieza: Los modelos impresos pueden limpiarse simplemente en agua, eliminando la necesidad de manejar disolventes inflamables o tóxicos.
- Menor Impacto Ambiental: Al evitar el uso de productos químicos, estas resinas son más amigables con el medio ambiente y reducen los riesgos asociados con la manipulación y eliminación de disolventes.
- Calidad de Impresión: Ofrecen una alta resolución y detalles finos, comparables a las resinas estándar.
- Variedad de Propiedades Mecánicas: Disponibles en diferentes formulaciones que ofrecen desde rigidez hasta flexibilidad, adaptándose a diversas aplicaciones.
- Seguridad: Al eliminar la necesidad de disolventes, se reduce la exposición a vapores nocivos, haciendo que el proceso sea más seguro para los usuarios.
- Compatibilidad: Son resinas de fotopolímero de curado UV rápido, generalmente diseñadas para impresoras 3D LCD, DLP o SLA que utilizan una longitud de onda de 405 nm.
Aplicaciones Principales:
- Prototipado Rápido: Ideal para diseñadores e ingenieros que necesitan iterar rápidamente sin complicaciones en el posprocesamiento.
- Educación: Perfectas para entornos educativos donde la seguridad y la facilidad de uso son prioritarias.
- Modelos Detallados: Utilizadas en joyería, miniaturas y otras aplicaciones que requieren alta precisión.
Consideraciones de Uso:
El manejo de resinas biocompatibles requiere precauciones especiales, incluyendo el uso de equipo de protección personal debido a su naturaleza química. Además, el posprocesamiento es crucial para asegurar la biocompatibilidad del producto final, incluyendo limpieza, curado y, en algunos casos, el acabado superficial.
Se recomienda el uso de equipo de protección personal, ya que son productos químicos
Polvos para impresión 3D
Tecnología asociada: SLS, MJF, SLM, DMLS, Binder Jetting
Polvos poliméricos
| Polímero | Usos | Propiedades |
|---|---|---|
| Nylon PA11 / PA12 | Prototipos, piezas funcionales | Excelente estabilidad térmica, alta resistencia |
| TPU en polvo | Piezas flexibles | Elasticidad, buena recuperación |
Reciclabilidad:
Se puede mezclar polvo “viejo” con polvo virgen, pero hay límites debido a la degradación térmica. Normalmente 50–70%.Polvos metálicos
| Metal | Usos | Propiedades | Imagen |
|---|---|---|---|
| Acero inoxidable (316L) | En piezas que requieren alta resistencia a la corrosión, durabilidad y propiedades mecánicas robustas, siendo común en los sectores médico, automotriz, aeroespacial y alimentario. |
Alta resistencia a la corrosión: es resistente a ambientes hostiles, químicos, salinos y a la corrosión por picaduras. Excelente resistencia mecánica: Ofrece alta resistencia y durabilidad, ideal para piezas funcionales de uso final. Buena ductilidad y propiedades térmicas: Combina una buena ductilidad con propiedades térmicas, siendo un material versátil. Resistencia a altas temperaturas: Soporta bien las altas temperaturas, tanto en servicio continuo como intermitente. Bajo contenido de carbono: La designación "L" indica un bajo contenido de carbono, lo que mejora la resistencia a la corrosión después de la soldadura o el tratamiento térmico. |
 |
| Titanio (Ti64) | Se utiliza en impresión 3D de componentes de alto rendimiento debido a su alta relación resistencia-peso, resistencia a la corrosión y a altas temperaturas, y biocompatibilidad. El uso es ideal para el sector aeroespacial, médico e industrial, permitiendo la fabricación de implantes personalizados, instrumentos quirúrgicos y piezas de motores. | Sus propiedades clave incluyen un límite elástico de (880) MPa y una resistencia a la tracción de (950) MPa, excelente resistencia a la corrosión, excelente biocompatibilidad, excelente resistencia a altas temperaturas, alta relación resistencia-peso, módulo de Young: (115) GPa, densidad: (4.43) g/cc. |  |
| Aluminio (AlSi10Mg) | Es usado para fabricar piezas ligeras de alta resistencia en la industria aeroespacial, automotriz y médica. Ofrece una buena combinación de dureza, ductilidad y resistencia a la corrosión. |
Composición: Contiene silicio (Si) como principal agente aleante y magnesio (Mg) para un mayor refuerzo. Resistencia y dureza: Ofrece una alta relación resistencia-peso y una buena resistencia a la corrosión gracias a la capa de óxido natural y se puede mejorar con anodizado. Propiedades térmicas: Tiene buenas propiedades térmicas, lo que lo hace ideal para aplicaciones de gestión térmica. Mecanizado y soldabilidad: Es fácilmente soldable y mecanizable, lo que facilita su procesamiento posterior.Coste: Es una de las aleaciones de aluminio más económicas para la impresión 3D. Biocompatibilidad: Es biocompatible y puede usarse en implantes médicos. |
 |
| Inconel 718 | Piezas flexibles | Elasticidad, buena recuperación |  |
Propiedades: altísima resistencia mecánica y térmica.
Reciclabilidad: sí, pero siempre controlando granulometría y oxidación del polvo.
Polvos cerámicos
Se utilizan para crear componentes de alta resistencia, como los aeroespaciales, medicina, ingeniería, automoción, artículos de lujo y consumo, construcción o para aplicaciones eléctricas y electrónicas. Sus propiedades clave incluyen alta resistencia a la temperatura, al desgaste y a productos químicos, además de ser excelentes aislantes eléctricos y térmicos. La impresión 3D permite fabricar geometrías complejas y personalizar piezas que no son posibles con métodos tradicionales.
| Cerámico | Usos | Propiedades |
|---|---|---|
| Alúmina |
Usos de la alúmina (cerámica):Piezas para aplicaciones de alto voltaje y protección térmica. Herramientas de fundición para metal. Prototipos de ingeniería que requieren resistencia a altas temperaturas, químicos o electricidad. Usos del aluminio (metal):Componentes de bajo peso y alta resistencia para las industrias aeroespacial, automotriz y de defensa. Geometrías complejas que son difíciles o costosas de fabricar con métodos tradicionales. Piezas que deben soportar altas cargas o que requieren una buena transferencia de calor. |
Propiedades de la alúmina (cerámica)Resistencia y dureza: es muy dura, resistente al desgaste y a las altas temperaturas (estabilidad hasta (1500°C)). Aislamiento: Es un buen aislante eléctrico.Resistencia química: Tiene buena resistencia en ambientes ácidos ((pH<7)), pero es deficiente en ambientes básicos ((pH>7)). Estabilidad dimensional: Posee buena estabilidad dimensiona.Propiedades del aluminio (metal)Ligereza y resistencia: Es un metal ligero con alta resistencia específica, ideal para reducir peso sin comprometer la durabilidad. Conductividad: Tiene excelente conductividad térmica y eléctrica. Resistencia a la corrosión: Es altamente resistente a la corrosión. Resistencia y tenacidad: Las aleaciones como AlSi10Mg ofrecen alta resistencia, tenacidad y buenas propiedades dinámicas. |
| Zirconia |
Sector dental: coronas, puentes y carillas con mejor ajuste estético y mayor durabilidad. Implantes bucales y otras piezas protésicas resistentes a las cargas de la masticación. Componentes industriales: herramientas de corte. Piezas para bombas y componentes de válvulas. Componentes que operan en entornos de alta fricción. Industria aeroespacial: componentes que requieren alta resistencia y estabilidad térmica |
Alta resistencia y tenacidad: Es muy duradera, resistente al desgaste, al impacto y menos frágil que otras cerámicas. Biocompatibilidad: Es compatible con los tejidos del cuerpo, lo que la hace ideal para aplicaciones médicas y dentales. Estabilidad térmica: Ofrece una excelente estabilidad a altas temperaturas y resistencia al choque térmico. Aislamiento térmico: Tiene una baja conductividad térmica, actuando como un buen aislante. Resistencia química: Resiste el ataque de ácidos y álcalis. Estética: Puede tener un aspecto natural y estético, especialmente en aplicaciones dentales. |
| Carburo de silicio | Se usa en impresión 3D para fabricar componentes de alto rendimiento gracias a sus propiedades de alta dureza, resistencia térmica y conductividad térmica. Sus usos incluyen boquillas de extrusora, cojinetes, piezas para la industria automotriz y aeroespacial, e intercambiadores de calor. |
Alta resistencia térmica: Soporta temperaturas de hasta (1350°C). Alta conductividad térmica: Permite una disipación eficiente del calor. Excelente resistencia mecánica y dureza: Es muy duro y rígido, con una resistencia al desgaste superior a 20 GPa. Bajo coeficiente de expansión térmica: Su expansión es casi nula con los cambios de temperatura. Resistencia química y a la oxidación: Mantiene su integridad en entornos corrosivos y resiste la oxidación. Densidad menor que la del metal: Es más ligero que los metales, lo que lo hace ideal para aplicaciones donde el peso es un factor crítico. |
Propiedades: alta dureza, resistencia térmica y resistencia al desgaste.
Reciclabilidad: limitada, depende del material específico y del proceso de postratamiento.
Hilos metálicos para impresión 3D
Tecnología asociada: FDM/FFF con extrusora de alta temperatura o extrusora híbrida (filamento compuesto)
Los hilos metálicos para impresión 3D son filamentos compuestos que contienen partículas metálicas finas mezcladas con una matriz polimérica. Estos filamentos permiten imprimir piezas con apariencia y algunas propiedades del metal, utilizando impresoras 3D de tecnología FDM/FFF. Algunos de los hilos metálicos más comunes incluyen:
- Filamentos de bronce: Combinan PLA o ABS con partículas de bronce, proporcionando un acabado metálico cálido y una buena resistencia mecánica.
- Filamentos de cobre: Mezclan plásticos con partículas de cobre, ofreciendo una apariencia metálica distintiva y propiedades conductoras limitadas.
- Filamentos de acero inoxidable: Contienen partículas de acero inoxidable, resultando en piezas con alta resistencia y durabilidad.
- Filamentos de latón: Ofrecen un acabado dorado y son ideales para aplicaciones decorativas y artísticas.
- Filamentos de aluminio: Combinan plásticos con partículas de aluminio, proporcionando piezas ligeras con un acabado metálico plateado.
- Filamentos de titanio: Suelen ser más complejos de imprimir, por lo que por lo general se usan en entornos industriales.
Estos hilos metálicos permiten a los usuarios de impresión 3D crear piezas con una apariencia metálica atractiva y algunas propiedades mejoradas, ampliando las aplicaciones de la tecnología de impresión 3D en campos como el diseño, la joyería y la fabricación de prototipos.
Filamentos con Polvo de Metal Real
Estos filamentos, como el Ultrafuse 316L de BASF, contienen una alta concentración de partículas metálicas (por ejemplo, acero inoxidable, cobre) en un aglutinante de polímero.- Proceso de Uso: La impresión 3D es solo el primer paso. Para obtener una pieza de metal sólida y funcional, la pieza impresa debe someterse a procesos de debinding (eliminación del polímero) y sinterizado (calentamiento para fusionar las partículas de metal).
- Propiedades: Las piezas finales tendrán las propiedades propias del metal base (como resistencia, durabilidad y conductividad térmica). Por ejemplo, el acero inoxidable 316L sinterizado ofrece una alta resistencia a la tracción.
- Compatibilidad: Se pueden utilizar en impresoras FDM de escritorio con algunas modificaciones, como boquillas especiales resistentes al desgaste, debido a la naturaleza abrasiva de las partículas metálicas.
Filamentos de Efecto Metálico (PLA Metal)
Estos filamentos están diseñados para imitar la textura y el brillo superficial del metal, pero no contienen rellenos metálicos reales ni requieren posprocesamiento.- Proceso de Uso: Se imprimen de la misma manera que el filamento PLA convencional, sin necesidad de equipos adicionales ni pasos de sinterizado.
- Propiedades: Mantienen las propiedades integrales del PLA, siendo rígidos y fáciles de imprimir, pero no ofrecen la resistencia ni la durabilidad del metal real.
- Compatibilidad: Son compatibles con la mayoría de las impresoras FDM estándar sin modificaciones.
- Uso Ideal: Son perfectos para prototipos estéticos, modelos decorativos o piezas donde el aspecto metálico es más importante que las propiedades mecánicas del metal.
Marcas Populares
| Tipo de Filamento | Ejemplos de Marcas y Materiales |
|---|---|
| Metal Real | MaBASF Ultrafuse 316L (acero inoxidable), The Virtual Foundry Filamet (cobre, bronce, acero inoxidable)rk |
| Efecto Metálico | Bambu Lab PLA Metal, Amolen, Sunlu |
Compuestos para impresión 3D
Los compuestos para impresión 3D son materiales que combinan una matriz polimérica con refuerzos o rellenos para mejorar sus propiedades mecánicas, térmicas o estéticas. Algunos de los compuestos más comunes utilizados en la impresión 3D incluyen:
- Filamentos con fibra de carbono: Estos filamentos combinan plásticos como el PLA, ABS o Nylon con fibras de carbono cortadas, lo que resulta en piezas ligeras y extremadamente resistentes.
- Filamentos con fibra de vidrio: Similar a los filamentos con fibra de carbono, pero utilizan fibras de vidrio para mejorar la resistencia y rigidez de las piezas impresas.
- Filamentos con partículas metálicas: Estos filamentos contienen partículas finas de metales como el bronce, cobre o acero inoxidable, lo que permite imprimir piezas con apariencia metálica y propiedades mejoradas.
- Filamentos con partículas de madera: Estos filamentos mezclan plásticos con partículas de madera, proporcionando una textura y apariencia similar a la madera real.
- Filamentos con partículas cerámicas: Estos filamentos incorporan partículas cerámicas para mejorar la resistencia al calor y al desgaste de las piezas impresas.
Estos compuestos permiten a los usuarios de impresión 3D crear piezas con propiedades específicas adaptadas a sus necesidades, ampliando las aplicaciones de la tecnología de impresión 3D en diversos campos como la ingeniería, la fabricación de prototipos y la producción de piezas funcionales.
Propiedades mejoradas
- Mayor resistencia mecánica y térmica, algunos soportan temperaturas elevadas (ej. PEEK reforzado).
- Mejor estabilidad dimensional.
- Acabados estéticos únicos (ej. filamentos con partículas metálicas o madera).
- Reducción del peso en piezas estructurales.
Aplicaciones principales
- Industria aeroespacial y automotriz: piezas ligeras y resistentes.
- Prototipado funcional: piezas que requieren soportar esfuerzos reales.
- Medicina: prótesis y dispositivos personalizados con alta resistencia.
- Diseño y arquitectura: acabados estéticos con texturas especiales.
Consideraciones al usarlos
- Costo: suelen ser más costosos que los polímeros estándar.
- Impresoras compatibles: requieren boquillas endurecidas para evitar desgaste.
- Parámetros de impresión: ajustes específicos para optimizar la calidad y adherencia como temperaturas más altas y ajustes específicos.
Materiales reciclados para impresión 3D
El uso de materiales reciclados en la impresión 3D es una tendencia creciente que contribuye a la sostenibilidad ambiental y a la reducción de residuos. Algunos de los materiales reciclados más comunes utilizados en la impresión 3D incluyen:
- PLA reciclado: filamento hecho a partir de residuos de PLA, un bioplástico derivado del almidón de maíz.
- PET reciclado: filamento fabricado a partir de botellas de PET recicladas, conocido por su durabilidad y resistencia química.
- ABS reciclado: filamento producido a partir de residuos de ABS, un plástico comúnmente utilizado en la fabricación de productos de consumo.
- Nylon reciclado: filamento hecho a partir de residuos de nylon, apreciado por su resistencia y flexibilidad.
- Composites reciclados: materiales compuestos que incorporan fibras recicladas, como fibra de carbono o fibra de vidrio, para mejorar las propiedades mecánicas del filamento.
Estos materiales reciclados no solo ayudan a reducir el impacto ambiental, sino que también pueden ofrecer propiedades mecánicas y estéticas comparables a sus contrapartes vírgenes, haciendo que la impresión 3D sea una opción más sostenible.
Opciones para Obtener Material Reciclado
Existen dos enfoques principales para utilizar estos materiales:- Comprar filamento reciclado: Varias empresas, como la galardonada empresa social Reflow, fabrican y venden filamentos de alta calidad a partir de residuos plásticos reciclados. Puedes encontrar marcas que ofrecen filamento PLA reciclado en tiendas especializadas en impresión 3D.
- Fabricar tu propio filamento en casa: Si deseas un enfoque más sostenible y controlar todo el proceso, puedes reciclar tus propias impresiones fallidas y otros residuos plásticos. Esto requiere un equipo específico: una trituradora, una extrusora de filamento y una bobinadora.
Dónde Comprar Filamento Reciclado
Puedes encontrar filamentos reciclados en tiendas especializadas en impresión 3D y mercados en línea. Las marcas y proveedores clave incluyen:- Tiendas en línea especializadas: Sitios como Impresoras3D.com y Createc3d.com en España ofrecen diversas marcas de filamento PLA reciclado. En Colombia y México, puedes buscar en tiendas como 4D-Lab Colombia o Mercado Libre para opciones locales de PETG y otros materiales.
- Marcas específicas:
- FormFutura (rPLA): Ofrecen un filamento rPLA (PLA reciclado) que afirman ser uno de los más sostenibles del mercado, hecho 100% de materiales reciclados.
- Winkle PLA-RE/Smartfil PLA RECYCLED: Marcas españolas que proveen filamentos reciclados de buena calidad y fácil impresión.
- Reflow: Una empresa social galardonada que produce filamentos de alta calidad a partir de residuos plásticos.
Configurar un Sistema de Reciclaje Casero
Equipamiento necesario:
- Trituradora de plástico: Para cortar los desechos plásticos (piezas fallidas, botellas) en fragmentos pequeños y manejables.
- Extrusora de filamento: El núcleo del sistema. Calienta y funde los fragmentos triturados y los empuja a través de una boquilla (generalmente de 1.75 mm) para formar un hilo uniforme.
- Sistema de enfriamiento: Un ventilador o baño de agua para enfriar rápidamente el filamento extruido y asegurar un diámetro constante.
- Bobinadora/Enrollador: Un mecanismo motorizado que enrolla el filamento enfriado en un carrete vacío, listo para la impresora 3D.
Proveedores de equipos caseros:
Puedes encontrar kits DIY (hazlo tú mismo) y máquinas prefabricadas en:- Mercados en línea: Aliexpress y Amazon venden extrusoras compactas de escritorio.
- Proyectos de código abierto: Iniciativas como Felfil o diseños disponibles en plataformas como YouTube ofrecen planos y guías para construir tu propio sistema desde cero.
Consideraciones clave para el reciclaje casero:
- Consistencia del diámetro: Mantener un diámetro de filamento uniforme (1.75 mm o 2.85 mm) es crucial para evitar obstrucciones en el extrusor de tu impresora 3D.
- Limpieza: Los plásticos deben estar limpios y secos antes de ser procesados para asegurar una buena calidad de impresión.
Propiedades Clave por Tipo de Material
| Propiedad | PLA Reciclado (rPLA) | PETG Reciclado (rPETG) |
|---|---|---|
| Resistencia a la tracción | Ligeramente inferior al virgen (aprox. 10% menos) | Similar al virgen; excelente durabilidad |
| Módulo de elasticidad | Prácticamente inalterado | Alto, similar al virgen (aprox. 2020 MPa) |
| Resistencia al impacto | Generalmente buena para PLA | Excelente, una de sus mayores ventajas |
| Temperatura de transición vítrea (Tg) | Baja, típica del PLA (aprox. 60°C) | Moderada (aprox. 79°C), mayor resistencia al calor que el PLA |
| Facilidad de impresión | Muy fácil, similar al PLA estándar | Fácil, sin apenas deformación (warping) |
| Variabilidad | Puede tener una mayor variabilidad en las propiedades mecánicas que el virgen | Generalmente muy consistente debido a fuentes de alta calidad (ej. residuos médicos) |
En resumen, tanto la compra de filamento reciclado como la fabricación casera ofrecen vías viables para incorporar materiales sostenibles en la impresión 3D, contribuyendo a un futuro más ecológico.