¿Te has preguntado alguna vez por qué la tecnología de impresión 3D está ganando terreno y reemplazando a las tecnologías de fabricación tradicionales más antiguas?
Si intentas enumerar las razones por las que se está produciendo esta transformación, la lista sin duda comenzará con la personalización. La gente busca personalización y está menos interesada en la estandarización.
Y es precisamente 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, mediante la adaptación a las necesidades individuales, que puede reemplazar las tecnologías de fabricación tradicionalmente basadas en la estandarización.
La flexibilidad es un factor clave que subyace a la búsqueda de personalización por parte de las personas. Y el hecho de que exista en el mercado material flexible para impresión 3D que permita a los usuarios desarrollar piezas cada vez más flexibles y prototipos funcionales es motivo de gran satisfacción para algunos.
La moda impresa en 3D y las prótesis de brazos impresas en 3D son un ejemplo de aplicaciones en las que se debe apreciar la flexibilidad de la impresión 3D.
La impresión 3D de caucho es un campo que aún se encuentra en fase de investigación y desarrollo. Por el momento, no contamos con tecnología de impresión 3D de caucho; hasta que este material sea completamente imprimible, tendremos que conformarnos con alternativas.
Según las investigaciones, las alternativas más cercanas al caucho se denominan elastómeros termoplásticos. En este artículo, analizaremos en detalle cuatro tipos diferentes de materiales flexibles.
Estos materiales flexibles para impresión 3D se denominan TPU, TPC, TPA y PLA blando. Comenzaremos con una breve introducción a los materiales flexibles para impresión 3D en general.
¿Cuál es el filamento más flexible?
Elegir filamentos flexibles para tu próximo proyecto de impresión 3D te abrirá un mundo de posibilidades para tus impresiones.
No solo puedes imprimir una gran variedad de objetos con tu filamento flexible, sino que, si tienes una impresora con extrusor de doble o múltiple cabezal, también puedes imprimir cosas realmente asombrosas utilizando este material.
Con su impresora podrá imprimir piezas y prototipos funcionales, como chanclas a medida, cabezas de pelotas antiestrés o simplemente amortiguadores de vibraciones.
Si estás decidido a incorporar el filamento Flexi a la impresión de tus objetos, sin duda lograrás que tu imaginación se acerque lo más posible a la realidad.
Con tantas opciones disponibles hoy en día en este campo, sería difícil imaginar el tiempo que ya ha transcurrido en el ámbito de la impresión 3D sin este material de impresión.
Para los usuarios, imprimir con filamentos flexibles en aquel entonces era un verdadero calvario. El problema radicaba en muchos factores que giraban en torno a un hecho común: la extrema blandura de estos materiales.
La blandura del material flexible para impresión 3D hacía que fuera arriesgado imprimirlo con cualquier impresora; en su lugar, se necesitaba algo realmente fiable.
La mayoría de las impresoras de aquella época se enfrentaban al problema del efecto de empuje de filamentos, por lo que, cuando se empujaba algo sin rigidez a través de una boquilla, este se doblaba, se retorcía y se resistía.
Cualquiera que esté familiarizado con el proceso de enhebrar una aguja para coser cualquier tipo de tela puede comprender este fenómeno.
Aparte del problema del efecto de empuje, la fabricación de filamentos más blandos como el TPE era una tarea hercúlea, especialmente con buenas tolerancias.
Si se parte de una tolerancia deficiente y se inicia la fabricación, existe la posibilidad de que el filamento fabricado presente problemas de acabado, atascos y un proceso de extrusión inadecuado.
Pero las cosas han cambiado; actualmente existe una gama de filamentos blandos, algunos incluso con propiedades elásticas y distintos grados de suavidad. El PLA blando, el TPU y el TPE son algunos ejemplos.
Dureza Shore
Este es un criterio común que los fabricantes de filamentos suelen mencionar junto al nombre de su material de impresión 3D.
La dureza Shore se define como la medida de la resistencia que tiene cada material a la indentación.
Esta escala se inventó en el pasado, cuando la gente no tenía ninguna referencia al hablar de la dureza de ningún material.
Así pues, antes de que se inventara la dureza Shore, la gente tenía que recurrir a 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 elegir el material del molde para la fabricación de una pieza de un prototipo funcional.
Por ejemplo, cuando se desea elegir entre dos cauchos para hacer un molde de yeso de una bailarina de pie, la dureza Shore indicaría que un caucho con una dureza Shore de 70 A es menos útil que un caucho con una dureza Shore de 30 A.
Normalmente, al trabajar con filamentos, sabrá que la dureza Shore recomendada para un material flexible oscila entre 100A y 75A.
En este sentido, obviamente, el material flexible para impresión 3D con una dureza Shore de 100A sería más duro que aquel con una dureza de 75A.
¿Qué debo tener en cuenta al comprar un filamento flexible?
Hay varios factores a tener en cuenta al comprar cualquier filamento, no solo los flexibles.
Debes partir de un punto central que sea lo más importante para ti, algo como la calidad del material, que dará como resultado una pieza atractiva de un prototipo funcional.
Entonces, debes pensar en la fiabilidad de la cadena de suministro; es decir, el material que usas una vez para la impresión 3D debe estar disponible de forma continua, de lo contrario, acabarías utilizando un material de impresión 3D limitado.
Tras considerar estos factores, deberías tener en cuenta la alta elasticidad y la amplia variedad de colores. Porque no todos los materiales flexibles para impresión 3D estarán disponibles en el color que deseas.
Tras haber considerado todos estos factores, puede 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 puede elegir para imprimir una pieza flexible o un prototipo funcional.
Lista de materiales flexibles para impresión 3D
Todos los materiales que se mencionan a continuación poseen características básicas como flexibilidad y suavidad. Además, presentan una excelente resistencia a la fatiga y buenas propiedades eléctricas.
Poseen una extraordinaria capacidad de amortiguación de vibraciones y resistencia al impacto. Estos materiales son resistentes a los productos químicos y a la intemperie, y presentan una buena resistencia al desgarro y a la abrasión.
Todos ellos son reciclables y tienen una buena capacidad de absorción de impactos.
Requisitos de la impresora para imprimir con materiales de impresión 3D flexibles
Hay ciertas normas que debes configurar en tu impresora antes de imprimir con estos materiales.
La temperatura del extrusor de tu impresora debe estar entre 210 y 260 grados Celsius, mientras que la temperatura de la base debe oscilar entre la temperatura ambiente y los 110 grados Celsius, dependiendo de la temperatura de transición vítrea del material que vayas a imprimir.
La velocidad de impresión recomendada al imprimir con materiales flexibles puede oscilar entre cinco milímetros por segundo y treinta milímetros por segundo.
El sistema de extrusión de tu impresora 3D debe ser de accionamiento directo y se recomienda que dispongas de un ventilador de refrigeración para un postprocesamiento más rápido de las piezas y prototipos funcionales que fabriques.
Desafíos al imprimir con estos materiales
Por supuesto, hay algunos aspectos que debes tener en cuenta antes de imprimir con estos materiales, basándote en las dificultades que han experimentado los usuarios anteriormente.
-Se sabe que los elastómeros termoplásticos no se manejan bien con las extrusoras de la impresora.
-Absorben la humedad, así que ten en cuenta que la impresión aumentará de tamaño si el filamento no se almacena correctamente.
-Los elastómeros termoplásticos son sensibles a los movimientos bruscos, por lo que podrían deformarse al ser empujados a través de la extrusora.
TPU
TPU son las siglas de poliuretano termoplástico. Es muy popular en el mercado, por lo que, al comprar filamentos flexibles, es muy probable que encuentre este material con frecuencia en comparación con otros filamentos.
Es conocido en el mercado por exhibir una mayor rigidez y permitir una extrusión más sencilla que otros filamentos.
Este material posee una resistencia aceptable y una alta durabilidad. Tiene un rango elástico elevado, del orden del 600 al 700 por ciento.
La dureza Shore de este material oscila entre 60 A y 55 D. Posee una excelente imprimibilidad y es semitransparente.
Su resistencia química a la grasa y los aceites naturales lo hace más adecuado para su uso con impresoras 3D. Este material posee una alta resistencia a la abrasión.
Se recomienda mantener la temperatura de la impresora entre 210 y 230 grados Celsius y la de la base entre 60 grados Celsius y sin calentar mientras se imprime con TPU.
Como se mencionó anteriormente, la velocidad de impresión debe estar entre cinco y treinta milímetros por segundo, mientras que para la adherencia a la base se recomienda utilizar cinta Kapton o cinta de pintor.
El extrusor debe ser de accionamiento directo y no se recomienda el uso de un ventilador de refrigeración, al menos para las primeras capas de esta impresora.
TPC
Significan copolímero termoplástico. Químicamente, son ésteres de poliéter que tienen una secuencia aleatoria alternada de longitudes 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 flexible para impresión 3D se considera un material de grado de ingeniería, no es algo que se vea con tanta frecuencia como el TPU.
El TPC tiene una baja densidad con un rango elástico del 300 al 350 por ciento. Su dureza Shore oscila entre 40 y 72 D.
El TPC muestra buena resistencia a los productos químicos y alta resistencia mecánica, además de buena estabilidad térmica y resistencia a la temperatura.
Al imprimir con TPC, se recomienda mantener la temperatura entre 220 y 260 grados Celsius, la temperatura de la base entre 90 y 110 grados Celsius y la velocidad de impresión en el mismo rango que para TPU.
TPA
El copolímero químico de TPE y nailon, denominado poliamida termoplástica, es una combinación de la textura suave y brillante que proviene del nailon y la flexibilidad que es una gran ventaja del TPE.
Posee una alta flexibilidad y elasticidad, que oscila entre el 370 y el 497 por ciento, con una dureza Shore entre 75 y 63 A.
Es excepcionalmente duradero y ofrece una imprimibilidad al mismo nivel que el TPC. Además, posee buena resistencia al calor y buena adherencia entre capas.
La temperatura del extrusor de la impresora durante la impresión con este material debe estar entre 220 y 230 grados Celsius, mientras que la temperatura de la base debe estar entre 30 y 60 grados Celsius.
La velocidad de impresión de su impresora puede ser la misma que se recomienda al imprimir TPU y TPC.
La base de impresión debe estar fabricada con PVA y el sistema de extrusión puede ser de accionamiento directo o Bowden.
Fecha de publicación: 10 de julio de 2023