¿Alguna vez se preguntó por qué la tecnología de impresión 3D está ganando fuerza y reemplazando a las antiguas tecnologías de fabricación tradicionales?
Si intentas enumerar las razones por las que se está produciendo esta transformación, la lista seguramente empezará con la personalización. La gente busca la personalización. Les interesa menos la estandarización.
Y es debido a este cambio en el comportamiento de las personas y a la capacidad de la tecnología de impresión 3D para satisfacer la necesidad de personalización de las personas, mediante la personalización, que es capaz de reemplazar las tecnologías de fabricación tradicionalmente basadas en la estandarización.
La flexibilidad es un factor oculto tras la búsqueda de personalización. Y el hecho de que exista material de impresión 3D flexible en el mercado, que permite a los usuarios desarrollar piezas cada vez más flexibles y prototipos funcionales, es una auténtica alegría para algunos usuarios.
La moda impresa en 3D y los brazos protésicos impresos en 3D son un ejemplo de aplicaciones en las que debe valorarse la flexibilidad de la impresión 3D.
La impresión 3D de caucho es un área que aún se encuentra en investigación y desarrollo. Sin embargo, por ahora, no disponemos de tecnología de impresión 3D de caucho; hasta que el caucho sea completamente imprimible, tendremos que buscar alternativas.
Según las investigaciones, las alternativas más cercanas al caucho se denominan elastómeros termoplásticos. Existen cuatro tipos diferentes de materiales flexibles que analizaremos en profundidad en este artículo.
Estos materiales flexibles de impresión 3D se denominan TPU, TPC, TPA y PLA blando. Comenzaremos con una breve introducción a los materiales flexibles de impresión 3D en general.
¿Cuál es el filamento más flexible?
Elegir filamentos flexibles para su próximo proyecto de impresión 3D le abrirá un mundo de posibilidades diferentes para sus impresiones.
No solo puedes imprimir una variedad de objetos diferentes con tu filamento flexible, sino que también, si tienes una impresora con extrusor de cabezal doble o múltiple, puedes imprimir cosas bastante sorprendentes usando este material.
Con su impresora se pueden imprimir piezas y prototipos funcionales como chanclas a medida, cabezales antiestrés o simplemente amortiguadores de vibraciones.
Si estás decidido a utilizar el filamento Flexi como parte de la impresión de tus objetos, seguro que conseguirás acercar tus imaginaciones a la realidad.
Con tantas opciones disponibles hoy en día en este campo, sería difícil imaginar el tiempo que ya habría pasado en el campo de la impresión 3D sin la ausencia de este material de impresión.
Para los usuarios, imprimir con filamentos flexibles era, en aquel entonces, un verdadero fastidio. Esto se debía a muchos factores que giraban en torno a un hecho común: estos materiales son muy blandos.
La suavidad del material de impresión 3D flexible hacía que fuera arriesgado imprimirlo con cualquier impresora; en cambio, se necesitaba algo realmente confiable.
La mayoría de las impresoras de aquella época se enfrentaban al problema del efecto de cuerda de empuje, por lo que siempre que se empujaba algo en ese momento sin ninguna rigidez a través de una boquilla, se doblaba, se torcía y luchaba contra ella.
Cualquiera que esté familiarizado con el proceso de verter hilo en una aguja para coser cualquier tipo de tela puede identificarse con este fenómeno.
Aparte del problema del efecto de empuje, fabricar filamentos más suaves como TPE era una tarea titánica, especialmente con buenas tolerancias.
Si considera una tolerancia baja y comienza a fabricar, existen posibilidades de que el filamento que ha fabricado tenga que someterse a un proceso de detallado, atascamiento y extrusión deficiente.
Pero las cosas han cambiado. Actualmente, existe una gama de filamentos suaves, algunos incluso con propiedades elásticas y distintos niveles de suavidad. El PLA suave, el TPU y el TPE son algunos ejemplos.
Dureza de la orilla
Este es un criterio común que puedes ver cuando los fabricantes de filamentos lo mencionan junto con el nombre de su material de impresión 3D.
La dureza Shore se define como la medida de resistencia que tiene cada material a la indentación.
Esta escala fue inventada en el pasado cuando la gente no tenía referencia al hablar de la dureza de cualquier material.
Entonces, antes de que se inventara la dureza Shore, la gente tenía que usar sus experiencias para explicar a los demás la dureza de cualquier material con el que hubieran experimentado, en lugar de mencionar un número.
Esta escala se convierte en un factor importante a la hora de considerar qué material de molde elegir para la fabricación de una parte de un prototipo funcional.
Así, por ejemplo, si quieres elegir entre dos gomas para hacer un molde de yeso de una bailarina de pie, la dureza Shore te dirá que tienes Una goma de dureza corta de 70 A es menos útil que una goma con una dureza Shore de 30 A.
Por lo general, cuando se trabaja con filamentos, se sabe que la dureza Shore recomendada de un material flexible varía entre 100 A y 75 A.
Donde, obviamente, el material de impresión 3D flexible que tiene una dureza shore de 100A sería más duro que el que tiene 75A.
¿Qué tener en cuenta al comprar un filamento flexible?
Hay varios factores a tener en cuenta al comprar cualquier filamento, no solo los flexibles.
Debes comenzar desde un punto central que sea el más importante para ti, algo así como la calidad del material que dará como resultado una pieza atractiva de un prototipo funcional.
Luego debes pensar en la confiabilidad de la cadena de suministro, es decir, el material que usas una vez para la impresión 3D debe estar continuamente disponible; de lo contrario, terminarías usando cualquier cantidad limitada de material para impresión 3D.
Tras considerar estos factores, debería considerar la alta elasticidad y la amplia variedad de colores, ya que no todos los materiales de impresión 3D flexibles estarán disponibles en el color que desea adquirir.
Después de haber considerado todos estos factores puedes tener en cuenta el servicio al cliente y el precio de la empresa en comparación con otras empresas del mercado.
A continuación enumeraremos algunos de los materiales que puedes elegir para imprimir una pieza flexible o un prototipo funcional.
Lista de materiales de impresión 3D flexibles
Todos los materiales mencionados a continuación tienen características básicas, como su flexibilidad y suavidad. Presentan una excelente resistencia a la fatiga y buenas propiedades eléctricas.
Ofrecen una extraordinaria amortiguación de vibraciones y resistencia al impacto. Estos materiales son resistentes a los productos químicos y a la intemperie, además de tener buena resistencia al desgarro y a la abrasión.
Todos ellos son reciclables y tienen una buena capacidad de absorción de impactos.
Requisitos previos de la impresora para imprimir con materiales de impresión 3D flexibles
Existen algunos estándares que debe configurar su impresora antes de imprimir con estos materiales.
El rango de temperatura del extrusor de su impresora debe estar entre 210 y 260 grados Celsius, mientras que el rango de temperatura de la cama debe ser desde la temperatura ambiente hasta los 110 grados Celsius, dependiendo de la temperatura de transición vítrea del material que desea imprimir.
La velocidad de impresión recomendada al imprimir con materiales flexibles puede variar desde cinco milímetros por segundo hasta treinta milímetros por segundo.
El sistema de extrusión de su impresora 3D debe ser de accionamiento directo y se recomienda disponer de un ventilador de refrigeración para un posprocesamiento más rápido de las piezas y prototipos funcionales que fabrique.
Desafíos al imprimir con estos materiales
Por supuesto, hay algunos puntos que debes tener en cuenta antes de imprimir con estos materiales en función de las dificultades que han enfrentado los usuarios anteriormente.
-Se sabe que los elastómeros termoplásticos son mal manipulados por los extrusores de la impresora.
-Absorben la humedad, por lo que es posible que su impresión aumente de tamaño si el filamento no se almacena correctamente.
-Los elastómeros termoplásticos son sensibles a los movimientos rápidos, por lo que podrían doblarse al empujarlos a través de la extrusora.
TPU
TPU significa poliuretano termoplástico. Es muy popular en el mercado, por lo que, al comprar filamentos flexibles, es muy probable que este sea el material que encontrará con más frecuencia, en comparación con otros filamentos.
Es famoso en el mercado por exhibir una mayor rigidez y permitir una extrusión más fácil que otros filamentos.
Este material posee una buena resistencia y alta durabilidad. Presenta un alto rango elástico, del orden del 600 al 700 %.
La dureza shore de este material varía de 60 A a 55 D. Tiene excelente capacidad de impresión, es semitransparente.
Su resistencia química a las grasas y aceites naturales lo hace ideal para impresoras 3D. Este material presenta una alta resistencia a la abrasión.
Se recomienda mantener la temperatura de la impresora entre 210 y 230 grados Celsius y la cama entre una temperatura sin calentar y 60 grados Celsius mientras imprime con TPU.
La velocidad de impresión, como ya hemos dicho, debe estar entre cinco y treinta milímetros por segundo, mientras que para la adherencia a la cama se aconseja utilizar cinta Kapton o de pintor.
El extrusor debe ser de accionamiento directo y el ventilador de refrigeración no se recomienda al menos para las primeras capas de esta impresora.
TPC
Significa copoliéster termoplástico. Químicamente, son ésteres de poliéter con una secuencia aleatoria alterna de glicoles de cadena larga o corta.
Los segmentos duros de esta parte son unidades de éster de cadena corta, mientras que los segmentos blandos suelen ser poliéteres alifáticos y glicoles de poliéster.
Debido a que este material de impresión 3D flexible se considera un material de grado de ingeniería, no es algo que se vea con tanta frecuencia como el TPU.
El TPC tiene una densidad baja con un rango elástico del 300 al 350 %. Su dureza Shore oscila entre 40 y 72 D.
El TPC muestra buena resistencia a los productos químicos y alta resistencia con buena estabilidad térmica y resistencia a la temperatura.
Al imprimir con TPC, se recomienda mantener la temperatura en el rango de 220 a 260 grados Celsius, la temperatura de la cama en el rango de 90 a 110 grados Celsius y el rango de velocidad de impresión igual que el TPU.
Acuerdo de Asociación Transpacífica
El copolímero químico de TPE y nailon llamado poliamida termoplástica es una combinación de textura suave y brillante que proviene del nailon y la flexibilidad que es una ventaja del TPE.
Tiene alta flexibilidad y elasticidad en el rango de 370 y 497 por ciento, con una dureza Shore en el rango de 75 y 63 A.
Es excepcionalmente duradero y presenta una imprimibilidad comparable a la del TPC. Ofrece buena resistencia al calor y buena adhesión entre capas.
La temperatura del extrusor de la impresora mientras imprime este material debe estar en el rango de 220 a 230 grados Celsius, mientras que la temperatura de la cama debe estar en el rango de 30 a 60 grados Celsius.
La velocidad de impresión de su impresora puede ser la misma que la recomendada al imprimir TPU y TPC.
La adhesión a la cama de la impresora debe estar basada en PVA y el sistema de extrusión puede ser de accionamiento directo o Bowden.
Hora de publicación: 10 de julio de 2023