Filamentos resistentes al calor para impresión 3D:¡clasificados!

Las piezas de impresión 3D se utilizan en una variedad infinita de industrias y propósitos. No es raro que algunos usos requieran características técnicas específicas, como resistencia al impacto, resistencia a la humedad, resistencia a los rayos UV o resistencia al calor. Hoy nos centraremos en la resistencia al calor y determinaremos qué filamentos soportan mejor el calor.

Cuando se trata de resistencia al calor, el policarbonato es uno de los termoplásticos más adecuados, ya que su temperatura de transición vítrea es de 150 °C. Sin embargo, la mayoría de las impresoras no pueden imprimir con policarbonato, por lo que, al menos para la mayoría de las personas, el filamento ideal es el ABS, ya que tiene una temperatura de transición vítrea de 105 °C.

Material	Temperatura de la cama	Temperatura de extrusión	Recinto	Impresora normal	Temperatura de transición vítrea	Resistencia a la humedad	Precio
PEEK	120 °C-145 °C	360°C-400°C	Sí	No	143 °C	Alto	$30-$40
PAHT CF15	100 °C-120 °C	260°C-280°C	Sí	Sí	72 °C	Bajo	$85-90
Policarbonato	80 °C-120 °C	260°C-310°C	Sí	Sí	150 °C	Bajo	$40-$60
Polipropileno	80 °C-100 °C	230 °C-260 °C	Sí	Sí	-20°C (soporta 160°C)	Alto	$80-$110
Poliamida	70 °C-80 °C	220 °C-260 °C	Sí	Sí	60°C (soporta 120°C)	Bajo
ABS	90 °C-110 °C	230 °C-250 °C	Sí	Sí	105 °C	Bajo	$15-$22
PETG	80 °C-100 °C	210 °C-250 °C	No	Sí	75 °C	Bajo	$15-$25

Los mejores filamentos de impresión 3D resistentes al calor

La industria 3D está creciendo a un ritmo súper rápido donde se introducen nuevos y mejores materiales de forma regular. La resistencia al calor amplía el ámbito de uso de un filamento específico, por lo que echaremos un vistazo a una lista básica de filamentos 3D que enfatizan su resistencia al calor y parámetros de impresión desde el más resistente al calor hasta el menos.

No debería sorprender que el PLA regular tenga una orden de restricción y deba mantenerse al menos a 1 milla de distancia de esta lista en cualquier momento.

AVISAR

Temperatura de la cama	120 °C-145 °C
Temperatura de extrusión	360°C-400°C
Recinto	Sí
Impresora normal	No
Temperatura de transición vítrea	143 °C
Resistencia a la humedad	Alto
Precio	$30-$40

El poliéter éter cetona (PEEK) es un termoplástico semicristalino y actualmente se considera como el mejor polímero de alto rendimiento debido a sus cualidades térmicas, mecánicas y químicas.

No todas las impresoras pueden imprimir con PEEK debido a los requisitos de alta temperatura. Tiene una temperatura de transición vítrea de 143°C y requiere una temperatura de funcionamiento de 360-400°C con una temperatura de lecho de 120-145°C. Hay impresoras especializadas diseñadas para imprimir con PEEK que incluyen una cámara de impresión cerrada. Las impresiones de PEET pueden soportar temperaturas de hasta 260 °C.

Para darle una cifra aproximada de la temperatura máxima de extrusión que puede alcanzar una impresora 3D normal, la Prusa i3 tiene una temperatura máxima de boquilla de 300 °C. Esto significa que la impresión de filamentos PEEK está descartada.

Para utilizar este filamento, deberás tener acceso a una impresora 3D de grado industrial, por la que deberías pagar alrededor de 29 000 USD (un presupuesto estimado para la APIUM P220).

PEEK produce impresiones duraderas con alta resistencia a la tracción, que son resistentes al calor y al agua, y biocompatibles, pero trabajar con el filamento es complicado y exige que los usuarios tengan experiencia y conozcan qué sistema producirá resultados óptimos. PEEK se usa ampliamente en las industrias médica, automotriz y aeroespacial, y las piezas como cojinetes, bombas y válvulas de compresores se imprimen de manera satisfactoria.

PAHT CF15

Temperatura de la cama	100 °C-120 °C
Temperatura de extrusión	260°C-280°C
Recinto	Sí
Impresora normal	Sí
Temperatura de transición vítrea	72 °C
Resistencia a la humedad	Bajo

Poliamida de alta temperatura reforzada con fibra de carbono (PAHT CF15) es un material extremadamente fuerte y técnicamente avanzado que contiene un 15 % de fibra de carbono y es resistente al calor y a los productos químicos.

Las impresiones PAHT CF15 pueden soportar temperaturas constantes de 150 °C, pero pueden llegar hasta los 180 °C durante cortos períodos de tiempo. Durante la impresión, se requiere una temperatura de lecho de 100-120 °C con una temperatura de boquilla de 260-280 °C. La temperatura de transición vítrea es de 72 °C y se requiere una cámara de construcción para obtener resultados óptimos.

Estos requisitos nos permiten imprimir piezas PAHT CF15 con una impresora 3D normal, con la salvedad de que requiere una cama caliente y una carcasa.

El filamento se usa en aplicaciones de ingeniería para proyectos técnicos para fabricar piezas móviles y, a menudo, se usa como reemplazo de componentes metálicos. Esto se debe a que las impresiones son resistentes al calor a niveles aceptables, así como a la rigidez y la alta resistencia a la tracción.

Es bastante fácil trabajar con el filamento y no presenta grandes desafíos de impresión además del desgaste de la boquilla, por lo que se debe seleccionar la boquilla adecuada.

Policarbonato

Temperatura de la cama	80 °C-120 °C
Temperatura de extrusión	260°C-310°C
Recinto	Sí
Impresora normal	Sí
Temperatura de transición vítrea	150 °C
Resistencia a la humedad	Bajo
Precio	$40-$60

El policarbonato (PC) es conocido por su resistencia y durabilidad y sigue siendo el filamento elegido por los usuarios que desean un filamento versátil que produzca impresiones con alta resistencia al calor, resistencia al impacto y claridad óptica con la ventaja adicional de ser liviano. Aunque es propenso a deformarse, el filamento sigue siendo popular debido a los resultados finales.

Se requiere una cámara de impresión cerrada para mantener la estabilidad y la calidad de la impresión. La temperatura de la boquilla debe estar entre 260°C y 310°C con una temperatura de lecho de 80-120°C. La temperatura de transición vítrea del policarbonato es de 150 °C y las impresiones pueden soportar temperaturas de hasta 140 °C.

La primera pregunta que trato de responder cuando busco un nuevo material es si puedo imprimirlo con mi impresora 3D normal (ni siquiera una de prosumidor). Si tiene una cama caliente y una máquina cerrada, puede comenzar a imprimir con este material de grado industrial con relativa facilidad.

El filamento de policarbonato es higroscópico, lo que significa que absorbe la humedad del aire, por lo que el almacenamiento adecuado es esencial para mantenerlo seco.

La humedad causará complicaciones en la impresión y, por este motivo, se debe tener mucho cuidado para eliminar la exposición a la humedad almacenando el filamento en recipientes herméticos. Durante la impresión, los ventiladores de refrigeración deben apagarse para permitir una adhesión adecuada.

Recomendaría optar por el policarbonato Polymaker.

Polipropileno

Temperatura de la cama	80 °C-100 °C
Temperatura de extrusión	230 °C-260 °C
Recinto	Sí
Impresora normal	Sí
Temperatura de transición vítrea	-20°C (soporta 160°C)
Resistencia a la humedad	Alto
Precio	$80-$110

El polipropileno también es un termoplástico semicristalino con altas cualidades de resistencia química y a los impactos, lo que lo hace excelente para su uso en aplicaciones del sector industrial, ropa deportiva y electrodomésticos.

Se requiere una temperatura de extrusión de 230-260°C y una temperatura de lecho de 80-100°C. La temperatura de transición vítrea es de aproximadamente 260°C. Debido a los altos requisitos de calor, se necesita una cámara de impresión para controlar la deformación. Los productos terminados pueden soportar temperaturas entre 82°C y 120°C, dependiendo de la composición del filamento.

El polipropileno no es higroscópico y funciona bien con componentes sumergidos o artículos que están regularmente en contacto con la humedad. Sirve bien como aislamiento eléctrico y se usa ampliamente para crear utensilios de cocina de salvia para lavavajillas y microondas, así como equipos y piezas médicas. El polipropileno es conocido por los acabados suaves que brinda constantemente.

Poliamida (PA)

Temperatura de la cama	70 °C-80 °C
Temperatura de extrusión	220 °C-260 °C
Recinto	Sí
Impresora normal	Sí
Temperatura de transición vítrea	60°C (soporta 120°C)
Resistencia a la humedad	Bajo

La poliamida tiene una estructura semicristalina que la hace muy fuerte ya que también es flexible, lo que aumenta su resistencia. Los productos finales son resistentes al calor y se utilizan ampliamente en aplicaciones automotrices, de transporte, eléctricas y electrónicas. PA también es resistente a la abrasión, al aceite y a los impactos.

PA puede soportar temperaturas de hasta 120 °C durante largos períodos de tiempo, y la temperatura de impresión está entre 220 °C y 260 °C. Se requiere una temperatura de lecho de 70-80°C mientras que la temperatura del vidrio oscila entre 55°C y 75°C. El ventilador de enfriamiento debe estar apagado cuando se imprime con PA. Puedes descargar un perfil Cura para imprimir con Poliamida aquí.

La mayoría de los filamentos de poliamida están fabricados con nailon, pero algunos incluyen fibra de vidrio. El PA es higroscópico y debe secarse antes de su uso. También es propenso a deformarse y requiere una cámara de impresión cerrada y sin ventilador para controlar la deformación de la impresión.

ABS (Acrilonitrilo Butadieno Estireno)

Temperatura de la cama	90 °C-110 °C
Temperatura de extrusión	230 °C-250 °C
Recinto	Sí
Impresora normal	Sí
Temperatura de transición vítrea	105 °C
Resistencia a la humedad	Bajo
Precio	$15-$22

Este termoplástico no requiere presentación, pero aquí hay uno de todos modos. El ABS es otro filamento 3D popular debido a su alta resistencia al calor y al daño. Aunque tiene una gran resistencia al calor, sigue siendo propenso a los rayos UV del sol, y su homólogo ASA tiene protección UV, por lo que es apto para uso en exteriores.

La temperatura de impresión es de unos 240°C con una temperatura de lecho de 90-100°C, mientras que la temperatura de transición vítrea es de 105°C. Las impresiones terminadas pueden soportar temperaturas cercanas a los 100 °C, pero no durante períodos prolongados de tiempo. La impresión requiere una cámara de impresión, ya que la deformación es bastante común con el ABS.

El ABS es higroscópico, por lo que se debe tener cuidado con el almacenamiento para minimizar el contacto con la humedad. Puede ser difícil imprimir debido a la deformación en las esquinas exteriores de la impresión causada por un enfriamiento desigual. Aunque el filamento es higroscópico, las impresiones tienden a ser resistentes al agua y también a los impactos, lo que las convierte en una excelente opción para la mayoría de los profesionales.

Si está pensando en comprar filamento ABS, no compre uno genérico, sino esta marca de ABS, ya que funciona muy bien y no arruina el banco.

Tereftalato de polietileno modificado con glicol (PETG)

Temperatura de la cama	80 °C-100 °C
Temperatura de extrusión	210 °C-250 °C
Recinto	No
Impresora normal	Sí
Temperatura de transición vítrea	75 °C
Resistencia a la humedad	Bajo
Precio	$15-$25

El filamento PETG es muy fácil de imprimir y es comparable al PLA en este aspecto. Sin embargo, PETG tiene mejores cualidades relacionadas con la resistencia al calor, al agua y a los productos químicos corrosivos.

PETG es capaz de soportar temperaturas de hasta 75°C. La temperatura de extrusión de la boquilla varía entre 210 y 250 °C y requiere un lecho calentado a 80-100 °C. La temperatura de transición vítrea es de 75 °C y no se requiere un recinto de impresión siempre que la temperatura ambiente no sea demasiado fría.

Durante la impresión, se recomienda un ventilador solo después de que se haya establecido la primera capa y esté correctamente adherida a la cama. A partir de entonces, el ventilador de enfriamiento regula la temperatura de la boquilla y acelera el enfriamiento para ayudar a evitar la formación de hilos y manchas, lo que brinda a su impresión un acabado detallado.

PETG se utiliza en la industria de alimentos y bebidas, ya que se puede esterilizar fácilmente y es bastante flexible pero robusto. Las propiedades de esterilización lo hacen ideal para su uso en la industria médica. En el comercio minorista. PETG se utiliza para fabricar soportes para productos de punto de venta.

El PETG generalmente se considera uno de los mejores filamentos de impresión 3D que existen, ya que es fácil de imprimir y puede soportar altas temperaturas.

¿El PLA es resistente al calor?

PLA es el menos resistente al calor de todos los tipos de filamentos, pero es, con mucho, el más fácil de imprimir debido a sus bajos requisitos de calor. Las impresiones terminadas no responderán favorablemente a condiciones de calor como el interior de un automóvil cerrado bajo el sol del mediodía. La temperatura de fusión natural del PLA es de alrededor de 80 °C, pero se mejora con aditivos (a menudo llamados PLA+). Como la mayoría de los tipos de filamentos, el PLA también está sujeto a aditivos para mejorar el uso general de la aplicación.

Debido a que el PLA es biodegradable, se usa comúnmente en implantes médicos como tornillos de tejido para ayudar a la cicatrización. PLA viene en una variedad de grados diferentes que incluyen científico, médico, apto para alimentos y, finalmente, llega al PLA estándar que se usa en la impresión 3D diaria.

La temperatura de lecho recomendada para PLA está entre 40 °C y 60 °C si ha decidido utilizar un lecho calentado para obtener mejores resultados adhesivos. La temperatura de la boquilla se establece entre 190 °C y 215 °C, según la marca y la pigmentación.

PLA sigue siendo un filamento funcional y útil para imprimir, pero se debe prestar la debida atención a la aplicación de la impresión.

¿La resina es resistente al calor?

La impresión con resina implica un proceso completamente diferente en el que la resina líquida se expone a la luz ultravioleta que endurece y cura la resina expuesta. Las impresiones de resina se hacen básicamente al revés, con la parte inferior del tanque de resina controlando la exposición a la luz ultravioleta.

Las impresiones de resina son bastante sólidas, pero algunas tienen un grado de flexibilidad que permite múltiples usos, incluida la fabricación de coronas y moldes de puentes en aplicaciones de odontología e ingeniería.

Hay resinas de alta temperatura que tienen baja expansión térmica y alta resistencia a la tracción que pueden producir componentes rápidos y precisos. Sin embargo, las resinas de alta temperatura producen un componente sin flexibilidad, por lo que no se recomiendan las bisagras vivas, los ajustes a presión ni las bisagras vivas.

Las impresiones de resina tendrán una temperatura de deflexión térmica de 289 °C a 0,45 MPa si utiliza resina de alta temperatura. Estos materiales no se derriten, por lo que no se mide la temperatura de transición vítrea.

Las impresiones de resina de alta temperatura se utilizan como accesorios resistentes al calor, componentes de carcasa, control de fluidos y aire caliente, creación de prototipos de moldes y pruebas ambientales. Las funciones y aplicaciones de las resinas de alta temperatura están en constante crecimiento, al igual que los diferentes tipos de resina diseñados para satisfacer las demandas de excelencia en la fabricación rentable inculcadas en todas las industrias.

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