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Cuáles son los mejores materiales para imprimir en 3D

Protagonista de la actualidad noticiosa, alumbra desde ladrillos cerámicos que refrescan el ambiente y mini-yoes; hasta tejidos orgánicos, fármacos e incluso prótesis ortopédicas. Que la impresión en 3D representa una de las grandes apuestas tecnológicas del momento y que su capacidad para crear prácticamente cualquier objeto constituye su principal virtud, es una realidad innegable.

De hecho y según estima un estudio realizado por la consultara OBS Business School, el valor que genera esta industria alcanza ya los 188,5 millones de euros. Un sector que, además y tal y como establece la investigación, elevará su tasa de crecimiento hasta el 26% durante el próximo año.

ladrillo cerámico 3d

A pesar de ello, y aunque las impresoras domésticas empiezan a hacerse hueco en el ámbito doméstico con distintos modelos (un contexto que probablemente se ampliará con la incursión de la empresa de impresión en 3D que Google acaba de crear), todavía existe un gran laguna no solo respecto a su funcionamiento, sino también sobre los materiales más adecuados para poner en marcha el proceso.

Las impresoras 3D

En términos generales, estos dispositivos, las impresoras 3D, se basan en un sistema de fabricación “capa a capa” que, como habrás deducido, construye un objeto mediante la superposición de diversas pátinas de material a partir de un modelo diseñado por ordenador. Lo logran gracias a varias técnicas, principalmente las conocidas como LSA o estereolitografía, y FDM (Fusion Deposition Modeling).

La primera emplea resinas líquidas fotopoliméricas que son expuestas a la luz ultravioleta de un láser que las solidifica; mientras que la FDM, el modelado por deposición fundida, funciona con bobinas con filamento de plástico o metal, un hilo que va pasando por un extrusor, que se calienta hasta el p unto de fusión y que, finalmente, se va depositando, como decíamos, capa por capa. Además, estas segundas impresoras emplean, principalmente, termosplásticos como la mayoría de productos a los que nos referiremos a continuación.

Impresoras 3D

Materiales para imprimir en 3D

Pero vayamos con los materiales en sí mismos: este tipo de dispositivos pueden trabajar con algunos tanto de origen plástico como metálico. Estos son los principales:

ABS

Como su propio nombre indica, se trata de un termoplástico compuesto por tres grandes componentes: acrilonitrilo, butadieno y estireno; cada uno de los cuales le aporta características distintas. Así, aunque este derivado del petróleo goza de especial popularidad por la resistencia que ofrece ante grandes impactos, una dureza que le dan estos citados “ingredientes”.

El acritonitilo, por ejemplo, le proporciona rigidez, estabilidad ante las altas temperaturas y fortaleza ate los ataques químicos; mientras que el butadieno le da tenacidad ante las bajas y le da la protección necesaria ante los impactos. Respecto al estireno, su presencia tiene que ver con la resistencia mecánica y el brillo, entre otros.

El resultado final es un ABS que se puede pulir, lijar limar, agujerear, pintar, pegar y, en definitiva, someter a toda una serie de procesos industriales con diversas aplicaciones. Ahora bien, durante la extrusión es probable que emita algunos vapores tóxicos, y únicamente es reciclable (no biodegradable).

Las impresiones con este material trabajan con temperaturas de entre 230 y 245 grados, aunque varían según el diámetro del filamento de la bobina. Es uno de los más utilizados, tanto, que incluso las piezas de LEGO están hechas de ABS.

Ladrillos lego

PLA

El poliácido láctico o PLA es otro de los favoritos. Curiosamente, se crea a partir de recursos naturales (y renovables) como las raíces de la tapioca, la caña de azúcar y el almidón de maíz. Su principal virtud, evidentemente, es que se trata de un compuesto biodegradable, no contaminante.

Resulta muy fácil usarlo para imprimir porque funciona a temperaturas más bajas que el ABS (oscilan entre los 190 y 200 grados aproximadamente) pero resulta bastante frágil y su vida útil es menor. Lo encontrarás en muchos envases de productos alimenticios.

PVA

El Alcohol Polivinilo es también un plástico biodegradable que se gasta, principalmente, en impresoras de cabezas múltiples a modo de estructura para aquellas zonas más frágiles. Opera con temperaturas de fusión que rondan los 180 grados y resulta perfecto para objetos complejos. Por desgracia, se disuelve en agua y es propenso a absorberla.

HDPE

El polietileno de alta densidad resiste especialmente bien ante los disolventes y pegamentos. No se utiliza demasiado porque tiene tendencia a encogerse y no es reciclable. Su fusión se produce cuando alcanza los 225 grados.

NYLON

Con esta fibra sintéticos obtendremos muy buenos acabados en impresión 3D pero presenta algunos inconvenientes: tiende a encogerse, curvarse, no se adhiere bien al aluminio ni al cristal, y tampoco es biodegradable. Se fusiona entre los 240 y 250 grados.

HIPS

Muy similar al ABS, el poliestireno de alto impacto es muy compacto y también necesita las mismas temperaturas. De hecho, se combina con él como práctica habitual para hacer piezas que tienen espacios huecos en su interior. Tiene una densidad de 1,04 g/cm y aguanta mal la luz ultravioleta.

PET

Con especial protagonismo en la industria embotelladora y envases similares, su principal virtud es que puede cristalizar y dar lugar a piezas transparentes chulísimas y tremendamente resistentes. Posee una densidad de 1,45 g/cm y actúa con temperaturas de fusión idénticas a las del PLA.

botellas PET 3D

NINJAFLEX

Un elastómetro termoplástico (TPE) que nos brinda la posibilidad de fabricar elementos con una flexibilidad sorprendente, manejables. El filamento en sí mismo detenta una consistencia parecida a la de una cuerda de goma y se funde como el PLA.

Otros compuestos especiales

  • Laywoo-D3: su composición de polímero y serrín o polvo de madera le da una textura muy particular. No requiere de temperaturas demasiado altas (le bastan 175 grados), ni causa problemas de warping.
  • Filaflex: aunque requiere tomar ciertas precauciones (necesita una velocidad de impresión más baja para que el filamento no se atasque), este producto ultraelástico desarrollado en España, resiste bien a la acetona y otros disolventes.
  • Termocromáticos, fotocromáticos y fluorescentes: que cambian de color según la temperatura o la luz.

Al margen de lo citado y aunque hasta ahora la impresión en tres dimensiones se ha valido de elementos, como decíamos, plásticos y metálicos; investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) se han atrevido a experimentar (recientemente y con éxito) con el vidrio.

Su hallazgo, más allá de para imprimir copas y otros objetos mundanos –que seguro que te han venido a la mente al conocer su nueva técnica-, se aplicará en la creación de estructuras complejas de cristal en tres dimensiones, de un modo similar a como ya se hace con los componentes plásticos.

En definitiva, el nacimiento de nuevos materiales, y la aplicación de la técnica a ámbitos que hasta ahora le estaban vetados, convertirán a la impresión en 3D en uno de los elementos que definirán los procesos industriales del siglo XXI.

HACE 3 AÑOS

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