Según las estadísticas, la mayoría de los consumidores compran productos fabricados con materiales termoplásticos (materiales que se vuelven plásticos al calentar y endurecer al enfriar).
Por lo tanto, esta guía “Material FDM para impresión 3D” contiene una lista de cinco materiales termoplásticos de este tipo que se utilizan ampliamente y la elección principal de las impresoras 3D FDM.
La mayoría de ellos se pueden usar en la impresión 3D doméstica y en pequeñas empresas, excepto una que se usa particularmente con impresoras 3D de grado industrial. ¿Cual es ese? Le corresponde a ti averiguarlo leyendo la lista. Así que aquí presentamos cinco de los materiales FDM 3D más populares.
Lista de los 5 materiales FDM más populares
Además de FDM, estos materiales también son compatibles con otras técnicas de impresión 3D como SLA y SLS.
ABS
El acrilonitrilo butadieno estireno también se conoce como ABS en el campo de la impresión 3D y es un polímero amorfo. Generalmente producido mediante el proceso de una emulsión de 3 componentes, a saber, acrilonitrilo, butadieno y estireno, este polímero se puede reciclar de sí mismo.
Lo que significa que puede producir ABS a partir de ABS. Veamos las propiedades del ABS, que es un polímero que es uno de los polímeros más utilizados en la impresión 3D de piezas y prototipos funcionales.
Propiedades del ABS
El ABS es un termoplástico opaco, que se fabrica mediante un proceso de emulsión en el que varios productos no se combinan necesariamente para formar un solo producto.
Los tres monómeros de los que está hecho el ABS desarrollan una atracción polar que da como resultado un producto acabado resistente y muy duradero.
Cada uno de los monómeros aporta algo u otro a la característica del ABS.
El acrilonitrilo proporciona estabilidad química y térmica, mientras que el butadieno proporciona dureza y resistencia, y se sabe que el estireno proporciona al polímero un acabado agradable y brillante.
Debido a su bajo punto de fusión, el ABS se utiliza en el proceso de moldeo por inyección y en la impresión 3D como material FDM primario.
El ABS se puede moldear, lijar y dar forma fácilmente. Su acabado superficial brillante es altamente compatible con pinturas y colas.
Por estas razones, los plásticos ABS toman varios colores fácilmente, lo que permite que los productos terminados se tiñen en tonos exactos para cumplir con las especificaciones precisas del proyecto.
Pros y contras
El ABS tiene una alta resistencia y durabilidad y puede ser reciclable. Por lo tanto, puede brindar el producto terminado en el que los consumidores pueden confiar y está disponible en una gran cantidad.
El material ABS es fácil de procesar y pintar. Debido a esta propiedad, se puede utilizar en industrias donde los productos con variantes de color son imprescindibles, como los electrodomésticos.
Soporta altas temperaturas, es resistente a la abrasión y se puede mecanizar.
El ABS es sensible a los rayos UV. Por eso, los productos impresos en 3D con ABS deben cubrirse con un revestimiento a prueba de rayos UV.
Después de la impresión, cuando el ABS se ha derretido por completo, el olor de sus vapores es un dolor de cabeza. Especialmente durante el posprocesamiento de piezas más grandes cuando la impresora se mantiene en un lugar con poca ventilación y espacio de trabajo.
El ABS absorbe la humedad del aire. Por tanto, las piezas finales no procesan la precisión dimensional.
PET
El PET también es un polímero termoplástico como el ABS. Es una abreviatura de tereftalato de polietileno. Técnicamente, el PET se compone de dos monómeros que se utilizan para fabricar casi todo, desde botellas hasta ropa.
Este material es el que todo el mundo maldice en los seminarios sobre calentamiento global por contaminar el océano. Después de ser maldecido en todo el mundo, el PET ha encontrado su propio lugar especial en la producción y creación de prototipos de piezas en 3D.
Propiedades del PET
El PET es un polímero óptimo que se utiliza para producir piezas de impresoras 3D y prototipos funcionales mediante FDM 3D Printing.
Este es el segundo filamento FDM preferido después del ABS debido a su flexibilidad y dureza. El PET se puede modificar en PETG y también se puede utilizar para la impresión 3D. PETG es un copoliéster de PET con una modificación en glicol.
Es más resistente al calor que el PLA y más fácil de imprimir que el ABS. El PET ofrece alta resistencia y menor contracción con un acabado más suave.
La temperatura mínima recomendada en el extremo caliente para PET es de 240 grados Celsius y la máxima es de 260 grados Celsius.
El PET tiene una excelente resistencia al alcohol, hidrocarburos alifáticos, aceites, grasas y ácidos diluidos. También muestra una considerable resistencia a álcalis diluidos, hidrocarburos aromáticos y halogenados.
Pros y contras
El producto terminado que está hecho con material PET es apto para alimentos, puede tener capas que se ven agradables y suaves. Por lo tanto, el PET en general se puede utilizar para imprimir piezas y prototipos en 3D que pueden aumentar el decoro.
La flexibilidad del PET también se ve en su producto terminado y, al igual que el ABS, el PET es reciclable. Puede estar disponible en una gran cantidad.
El PTE tiene excelentes propiedades de aislamiento eléctrico, por lo que se puede utilizar para fabricar materiales que estarán en contacto constante con la electricidad.
PTE es adecuado para aplicaciones transparentes. No se rompe ni se fractura. El PET tiene una resistencia prácticamente rota, por lo que se puede utilizar como reemplazo del vidrio en algunas aplicaciones.
El producto terminado hecho de PET tiene una cierta cantidad de brillo, por lo que algunos detalles que están impresos en el producto son más difíciles de notar.
El PET cambia de color durante la impresión, es decir, de translúcido a turbio o semitransparente. Además, se vuelve quebradizo si se sobrecalienta durante el proceso de impresión.
PLA
El PLA es uno de los más utilizados como material FDM junto con el ABS. Significa ácido poliláctico. El mejor beneficio del PLA es que es poliéster termoplástico biodegradable y bioactivo, a diferencia del ABS o el PET.
Algunas de las aplicaciones de PLA incluyen piezas y prototipos que no son necesarios para soportar un estrés extremo. El hecho de que el PLA se pueda producir a partir de equipos de fabricación ya existentes, a diferencia de otros materiales, lo convierte en un material rentable de producir.
Propiedades del PLA
Como otros materiales termoplásticos, el PLA se vuelve líquido en su punto de fusión. Sin embargo, puede calentarse hasta su punto de fusión, enfriarse y recalentarse nuevamente sin degradación significativa.
El PLA es uno de los dos plásticos comunes que se utilizan como material FDM. Está comúnmente disponible como filamento 3D en una gran variedad de colores.
El ácido poliláctico se puede mecanizar mediante CNC, pero no está particularmente disponible en forma de hoja o varilla. El PLA está disponible en una película delgada para termoformado o en forma de gránulos de plástico para moldeo por inyección.
Otra propiedad interesante de PLA es que se puede utilizar para imprimir vacíos mediante impresión 3D. Este proceso se llama Fundición de PLA perdida.
Aquí, PLA está impreso en forma de cavidad interior. Posteriormente se recubre con materiales similares al yeso y luego se quema porque tiene un punto de fusión más bajo. El PLA tiene un código de identificación de resina de 7 y también se utiliza como material al imprimir con la impresión SLA 3D.
Pros y contras
Las capas depositadas sobre el producto terminado de PLA tienen un acabado superficial preciso y fino. No hay mucho cerebro para implementar en el posprocesamiento de PLA.
Es biodegradable y, por lo tanto, no resulta ser un material contaminante como el ABS o el PET.
El PLA viene en muchos colores y se puede hornear para mejorar su resistencia. La impresión de PLA no lleva mucho tiempo porque tiene un punto de fusión más bajo.
Este material no es tan duradero como el ABS o el PET y el producto terminado obtenido después del procesamiento se vuelve más blando a alrededor de 60 grados Celsius.
Al igual que el ABS, el PLA también absorbe la humedad del aire. A veces provoca la obstrucción de la boquilla, después de lo cual es necesario realizar una limpieza.
Nylon (poliamidas)
Debido a su flexibilidad y resistencia, el nailon es la mejor opción para una variedad de aplicaciones que comienzan en la ingeniería y terminan en las artes. A menudo, el nailon se denomina plástico blanco. Entremos directamente en las propiedades de este filamento FDM para conocerlo mejor.
Propiedades del nailon (poliamidas)
Las impresiones de nailon a menudo son conocidas por poseer una superficie rugosa que se puede pulir para que quede suave. Entre otros materiales FDM, destaca la unión de capas de Nylon.
Es más resistente que otros, lo que lo convierte en un material ideal para la impresión 3D. El uso de nailon se ve especialmente en piezas y prototipos que requieren una buena resistencia mecánica y a la tracción.
Al igual que otros termoplásticos, es decir, ABS, PET y PLA, el nailon degrada la humedad del aire circundante. Por eso, la precisión dimensional es un problema.
En general, el nailon es fuerte, flexible y resistente a los productos químicos hasta cierto punto. Además de FDM, el nailon también se utiliza para imprimir mediante la técnica SLS.
Pros y contras
Los productos terminados impresos con nailon se pueden recubrir, teñir y pintar. Tienen una alta resistencia a la tracción en comparación con otros materiales FDM.
Los productos tienen alta durabilidad y piezas de buena calidad que tienen una cantidad considerable de resistencia al impacto y la temperatura.
Por ser un poco más flexible, en las piezas y prototipos que se imprimen con Nylon aparecen rayones. Al igual que los materiales mencionados anteriormente, el nailon es de naturaleza higroscópica.
Imprimir con nailon puede resultar complicado debido a su elasticidad.
Ultem
Este material FDM no es tan popular como los mencionados anteriormente. Se utiliza con algunas impresoras FDM profesionales. Ultem es una resina de la familia PEI y existen varios tipos que se pueden separar entre sí.
De apariencia robusta, Ultem se utiliza en algunas de las aplicaciones más exigentes, como las industrias automotriz, aeroespacial, química y médica. Si observa conectores eléctricos, instrumentos médicos y enchufes de prueba de chip, puede encontrar Ultem.
Propiedades de Ultem
Ultem es un material de alto rendimiento de la familia de las polieterimidas. Presenta una resistencia natural a las llamas y genera una cantidad extremadamente baja de humo. Ultem tiene una resistencia encomiable al calor, los disolventes y las llamas. Tiene alta rigidez dieléctrica, es rígido y fuerte.
Pertenecientes a la familia de plásticos, se sabe que las piezas y prototipos fabricados a partir de este material poseen una alta resistencia al estrés, la temperatura y los productos químicos.
Se destacan por la facilidad que poseen en el mecanizado y la fabricación. Para extruir Ultem, su impresora debe soportar una temperatura de 400 grados Celsius y es mejor que los expertos le aconsejen que no lo haga sin problemas de seguridad.
Por esta razón, Ultem es un material FDM estándar, pero no con impresoras 3D domésticas, con impresoras 3D de grado industrial.
Su naturaleza biodegradable con alta durabilidad, resistencia al calor y resistencia al desgaste son algunas de las razones por las que se usa ampliamente en la impresión 3D FDM industrial.
Pros y contras
Se sabe que Ultem produce vapores entre 150 y 200 grados Celsius, por lo que el posprocesamiento de este material puede ser un poco doloroso.
Este filamento FDM tiene alta resistencia al calor, al estrés y a los productos químicos. Además, algunos tipos de Ultem son biocompatibles y, por lo tanto, pasan algunas pruebas.
Ultem se utiliza en la fabricación de componentes de motores a reacción, microondas, componentes médicos, colectores y aislantes eléctricos y electrónicos.
La conclusión
También existen otros materiales FDM con los que se puede realizar la impresión 3D de piezas y prototipos. PEEK, HIPS, PVA, etc. Sin embargo, esta lista anterior presenta cinco de los materiales FDM más populares.
Decir cuál es mejor para ti sigue siendo subjetivo. La razón por la que la respuesta es subjetiva es que la naturaleza de su aplicación varía al igual que las propiedades de los materiales mencionados en esta lista.
Por ejemplo, si desea imprimir en 3D un recipiente de alimentos, querrá utilizar un material que afirme ser una opción más segura para envasar alimentos.
En esta aplicación, la seguridad alimentaria es una condición primordial que debe tener un material. Aunque no será tan duradero como otros materiales ni tan rígido como otros, querrá usarlo. Esa es la razón por la que PETG es una buena opción para esta aplicación.
En la actualidad, la mayoría de los consumidores de piezas y prototipos impresos en 3D utilizan la impresión 3D FDM con los materiales mencionados anteriormente.
Los materiales FDM mencionados en esta lista tienen propiedades similares a los materiales que se utilizan en el moldeo por inyección y otras tecnologías.
Por esta razón, estos materiales siguen siendo la mejor elección de diseñadores e ingenieros. Entonces, si desea crear una pieza en 3D, estos materiales son opciones de elección más seguras que otros disponibles en el amplio mercado de la fabricación aditiva.