¿El PLA es resistente al calor? ¡ABS, ASA, PETG y más!

Al imprimir en 3D, siempre debemos tener en cuenta el uso final y la ubicación de nuestra impresión. Esto nos ahorrará una gran cantidad de horas de impresión, material desperdiciado y sorpresas negativas inesperadas.

Una de las cosas más importantes a considerar es la temperatura a la que estará expuesta la pieza. Dado que el PLA es el termoplástico más popular utilizado en la impresión 3D, no sorprende que nos interese saber si el PLA es resistente al calor o no.

No se recomienda utilizar PLA para imprimir modelos que vayan a estar expuestos a temperaturas superiores a 60 °C (149 °F) durante períodos prolongados de tiempo debido a que esta es su temperatura de transición vítrea y comenzará a deformarse una vez que alcance esta temperatura, por lo que no es un termoplástico adecuado para este tipo de ambiente. En su lugar, se debe usar ABS, policarbonato o PETG.

Dicho esto, si PLA es la única opción disponible, es posible aumentar su resistencia recociendo el objeto.

¿Se derretirá el PLA al sol

La temperatura de fusión del PLA es de alrededor de 160 °C a 180 °C, lo que significa que nunca se derretirá bajo el sol, independientemente de dónde viva. No obstante, el PLA es menos resistente al calor que otros filamentos como el ABS, el PET o el PETG, y no suele recomendarse para usos que requieran una exposición prolongada a la intemperie y al sol.

En pocas palabras, como regla general:nunca utilice PLA para imprimir en 3D piezas u objetos funcionales destinados a ser utilizados en exteriores. Si no le gusta el ABS, use PET o PETG para estos dos casos de uso.

Como mencioné antes, dependiendo de las materias primas, los aditivos, los colores y el proceso de fabricación utilizado por una marca en particular para fabricar un filamento de PLA, su punto de fusión puede oscilar entre 160 y 180 °C. Incluso en un día de verano muy caluroso, nunca llega a alcanzar los 160 °C. Entonces la respuesta es:NO, el PLA no se derrite al sol. Aunque no se derretirá, se volverá quebradizo y perderá su resistencia a la tracción y al impacto.

Además, debido al hecho de que la temperatura de transición vítrea (Tg) del PLA es de solo 60 °C-65 °C, sus impresiones PLA también tenderán a deformarse, doblarse, torcerse, deformarse y hundirse en unas pocas horas si deja al sol en un día caluroso.

Si vive en una región que tiende a no tener temperaturas extremadamente altas, puede inclinarse a pensar que estas oraciones anteriores no se aplican a su escenario específico. Aunque puede que tenga razón, tenga en cuenta que solo se necesitan unos días al año para deformar, doblar y arruinar la integridad estructural de su impresión 3D.

Otra cosa que debe considerar al imprimir un objeto que estará expuesto a la luz solar es su color. Debido al hecho de que los objetos más oscuros absorben la luz ultravioleta y la energía de manera más eficiente, también tienden a calentarse más rápido (y más) que los objetos blancos. Aunque la recomendación general es evitar el uso de PLA para este propósito, elija colores más claros si no tiene otras opciones disponibles.

¿Se derretirá el PLA dentro de un automóvil?

Incluso si la temperatura ambiente es de solo 35-40 °C, será suficiente para deformar, deformar o hundir los objetos PLA. Si posee un termómetro digital, podrá verificar que un automóvil que esté estacionado bajo la luz solar directa tendrá una temperatura en la cabina de alrededor de 10 °C-20 °C más alta que la temperatura exterior. Esto se debe principalmente al efecto invernadero en la cabina y al color de la carrocería y el interior del automóvil.

Los objetos colocados en el tablero serán los más propensos a deformarse y deformarse en un día cálido, pero colocar un objeto en el asiento trasero o en la cajuela no garantizará que el objeto conserve su forma y propiedades estructurales. Aunque colocar un objeto dentro del baúl técnicamente lo protegerá del efecto invernadero, seguirá siendo propenso a deformarse si se coloca allí durante períodos prolongados.

En los casos en que el objeto solo necesite ser transportado de un lugar a otro en un automóvil durante un día caluroso, recomiendo colocarlo dentro de una hielera. Aunque esto pueda sonar un poco extremo, en estos casos siempre es más prevenir que reaccionar. Especialmente si nuestra impresión tardó varias horas en finalizar.

Los mejores filamentos para resistencia al calor

Policarbonato (resiste 150°C)

La PC generalmente viene en dos sabores:PC/PBT (tereftalato de polibutileno) y PC (policarbonato simple). Sus temperaturas de transición vítrea son 110C y 150C respectivamente.

El policarbonato cuesta un poco más que otros filamentos, pero es uno de los mejores termoplásticos cuando se trata de resistencia al calor. Esto ha llevado a que muchas industrias prefieran usar la PC como su termoplástico de referencia. Aparte de eso, también es un material muy duro y resistente a la abrasión, con buena resistencia a la tracción y al impacto.

Tenga en cuenta que, a menos que tenga acceso a una impresora 3D de grado industrial, no podrá imprimir policarbonato puro y tendrá que comprometerse y usar una mezcla de policarbonato, como PC Blend de Prusa o el filamento de policarbonato Polymaker.

ABS (resiste 105°C)

Con una temperatura de transición vítrea de 105 °C, el ABS también es una de las mejores opciones para imprimir piezas resistentes al calor. También es un material barato, ampliamente disponible y resistente. La desventaja es que es difícil, engorrosa de imprimir y crea gases tóxicos que nos obligan a considerar realmente la instalación de una ventilación adecuada.

PETG (resiste 80°C)

PETG tiene una temperatura de transición vítrea de 80C. Funciona mucho mejor que el PLA y se mantiene bastante bien en un caluroso día de verano, incluso si la temperatura ambiente es superior a 45 °C.

En mi propia experiencia anecdótica y menos científica, incluso un PETG de color negro es un buen filamento para imprimir objetos funcionales al aire libre. Pueden durar fácilmente años antes de fallar.

Dicho esto, sigo sin recomendarlo para imprimir objetos para tu coche. En regiones cálidas, la temperatura de la cabina de un automóvil estacionado bajo la luz solar directa con refrigeración puede llegar a los 70 °C. Esto puede deformar, deformar o combar fácilmente sus impresiones de PETG.

Si está pensando en imprimir con PETG, entonces le recomiendo que lea este artículo que escribí sobre qué configuraciones específicas usar, y también debe obtener este filamento PETG ya que hay algunos muy baratos que imprimen terrible. /P>

¿El PLA es resistente a los rayos UV?

PLA no es de ninguna manera un termoplástico resistente a los rayos UV. Puede sufrir daños permanentes si se expone a la luz solar durante un período de tiempo prolongado.

El PLA está hecho de compuestos orgánicos obtenidos de plantas y es biodegradable y los rayos UV desencadenan efectos fotoquímicos en la estructura de sus moléculas poliméricas. Esto acelera el proceso de degradación y el PLA rápidamente se vuelve quebradizo y propenso a romperse fácilmente. En resumen, como se mencionó anteriormente, no se recomienda en absoluto imprimir piezas PLA funcionales si existe riesgo de exposición a los rayos UV.

¿La luz del sol afectará el aspecto de un objeto impreso con PLA?

PLA está perfectamente bien para imprimir modelos estéticos. La exposición a los rayos UV a temperaturas normales no los deformará, deformará ni combará, pero no se equivoque, se volverán quebradizos y débiles. El único problema es que el efecto fotoquímico provocado por los rayos UV también provoca la degradación de los pigmentos colorantes. Esto significa que el color de los modelos PLA se desvanecerá con bastante rapidez tras la exposición a la luz ultravioleta.

Los mejores filamentos resistentes a los rayos UV para impresión 3D

Aunque anteriormente analizamos los filamentos más resistentes al calor y esta sección parece redundante, es importante hacer una distinción entre la exposición a la luz ultravioleta y la resistencia al calor. Aunque tienden a ir de la mano cuando se trata de actividades al aire libre, no siempre es así.

PETG

El PETG en su forma más pura (sin colorantes ni aditivos) funciona decentemente al aire libre y es bastante resistente a la exposición directa a la luz solar, incluso durante períodos prolongados. Como nota al margen, también es resistente a los productos químicos corrosivos y al agua, lo que lo convierte en un termoplástico compatible para la mayoría de los casos de uso en exteriores.

¿Por qué el PETG funciona mejor que el ABS y el PLA a la luz del sol?

Debido a su superficie lisa, PETG puede simplemente reflejar la mayor parte de la radiación que llega a su superficie. Por lo tanto, la radiación UV no desencadena las reacciones fotoquímicas que pueden volverlo quebradizo y perder su color.

El PETG natural es transparente. Esto significa que no atrapa la energía térmica dentro de la estructura del polímero. Por lo tanto, es más resistente al aumento de la temperatura ambiente.

A diferencia del ABS, que es rígido, la estructura polimérica del PETG es bastante flexible, por lo que se expande y contrae. Como consecuencia, se expande y contrae con los cambios de temperatura, mitigando los efectos negativos de la variabilidad climática.

ASA (Acrílico Estireno Acrilonitrilo)

ASA es un termoplástico muy ligero que se desarrolló como alternativa al ABS. Es la mejor opción para imprimir piezas funcionales resistentes al calor y a los rayos UV, ya que también es bastante fuerte y tiene una alta resistencia al impacto y al desgaste.

ASA es el filamento más recomendado para imprimir objetos que experimentan condiciones climáticas adversas y extremas. Debido a sus características, los fabricantes ya lo utilizan para fabricar casas resistentes a la intemperie para iluminación LED y luces solares. Los tableros de los vehículos también se fabrican comúnmente con ASA.

Aunque es estructuralmente similar al ABS, el ASA es más resistente a la intemperie y a los rayos UV (por un factor de 10).

La desventaja de ASA es que es caro en comparación con sus alternativas. Este termoplástico también es difícil de imprimir con una impresora normal, lo que genera impresiones fallidas y desperdicio de material.

Cómo hacer que el PLA sea más resistente al calor

Debido a la baja dificultad del proceso y los buenos resultados que podemos obtener, el recocido de un objeto PLA es una de las mejores formas de aumentar significativamente la fuerza y ​​la resistencia al calor de los objetos PLA.

Al recocer un objeto PLA, me refiero a calentarlo lentamente hasta 60 °C (140 °F) o ligeramente por encima, pero por debajo de 160 °C (320 °F). En otras palabras, debes exponer dicho objeto ligeramente por encima de la temperatura de transición vítrea pero definitivamente por debajo de su temperatura de fusión. Recomiendo exponer el objeto impreso a esta temperatura durante aproximadamente 30 a 45 minutos.

¿Cómo mejora el recocido la fuerza y ​​la resistencia al calor de un objeto impreso en 3D?

El recocido permite que las piezas impresas sean más fuertes y duraderas al aumentar la cantidad de estructuras cristalinas grandes en el plástico, lo que ayuda a redistribuir las tensiones y la energía térmica de manera más uniforme.

Los plásticos a nivel microscópico suelen aparecer desorganizados y amorfos. Es probable que causen un fenómeno llamado "bandas" cuando se imprimen, que es cuando el plástico se enfría rápidamente en algunas áreas formando pequeños cristales y lentamente en otras áreas donde se forman cristales grandes. El proceso de recocido relaja la estructura de la pieza y, por lo tanto, se reduce la tensión de moldeo.

El recocido también facilita el procesamiento posterior y ahorra tiempo y costos en los procesos de acabado debido al hecho de que también suaviza las superficies del objeto y rellena los agujeros que faltan. El recocido tiende a hacer que la pieza se moldee por inyección, lo que generalmente se considera más profesional e industrial.

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