Inflamabilidad de Filamentos Comunes de Impresión 3D: PLA, ABS, PETG, TPU Explicados

Debido a que la impresión 3D se utiliza ampliamente en una gran variedad de industrias y sirve para numerosos propósitos, existe un catálogo cada vez mayor de termoplásticos disponibles. Cada uno tiene sus propias ventajas y desventajas, y elegir el adecuado para cada objeto es casi un arte.

Una dimensión que no debe subestimarse al elegir un tipo de filamento es la necesidad (o no) de características retardantes de llama. Dependiendo del tipo de producto y el área donde se colocará, puede ser muy importante elegir solo filamentos que no se incendien.

En resumen, ¿qué filamentos son inflamables?

Entre los filamentos más populares utilizados en la impresión 3D, el PLA es con mucho el más inflamable. Además, las piezas hechas de ABS también se incendiarán si se exponen a altas temperaturas durante períodos prolongados. Los filamentos más retardantes de llama disponibles para la impresión 3D son el TPU y el PETG.

¿Es inflamable el PLA?

El ácido poliláctico, más conocido como PLA, es el filamento de impresión 3D más utilizado. El PLA es un sustituto del plástico fabricado a partir de almidón de planta fermentado.

Aunque es un excelente termoplástico para aficionados, la alta inflamabilidad del PLA y su tendencia a arder a bajas temperaturas han limitado severamente su aplicabilidad para una amplia gama de usos industriales.

¿Es seguro quemar PLA?

Al quemarse, el PLA puede liberar humos conocidos como COV (Compuestos Orgánicos Volátiles). Aunque no todos los COV son tóxicos, su inhalación debe evitarse a toda costa para prevenir problemas de salud. Es ampliamente conocido en la comunidad científica que los COV pueden provocar enfermedades pulmonares como asma y bronquitis.

Se deben tomar medidas de seguridad adecuadas antes de quemar PLA.

¿Es inflamable el ABS?

Cuando se expone a altas temperaturas durante períodos prolongados, el ABS ciertamente es inflamable. La temperatura alcanzada por un fuego de madera común es lo suficientemente alta como para incendiar el ABS. Como ocurre con la mayoría de los termoplásticos, primero comienza a fundirse (alrededor de 210 °C), luego a hervir. Los humos causados por la ebullición son los que son propensos a estallar en llamas.

¿Es seguro quemar ABS?

Considerando que el ABS no tiene halógenos, normalmente no produce contaminantes orgánicos persistentes cuando se quema o piróliza* y los productos más dañinos formados son monóxido de carbono e hidrógeno cianuro.

Dicho esto, el monóxido de carbono y el cianuro de hidrógeno son subproductos de la combustión del ABS. Además de ser gases dañinos, pueden causar asfixia, lo que hace que sea muy inseguro quemar ABS.

*La pirólisis es la descomposición de materiales a temperaturas elevadas en una atmósfera inerte.

¿Existen filamentos ABS resistentes a la llama?

Actualmente hay numerosos filamentos basados en ABS cuya composición incluye diferentes tipos de retardantes de llama.

El código UL-94 no es otro que el estándar de inflamabilidad para polímeros en EE. UU. Publicado por Underwriters Laboratories, también se conoce como "Estándar de Seguridad de Inflamabilidad de Materiales Plásticos para Piezas en Dispositivos y Pruebas de Electrodomésticos". El estándar divide los plásticos en seis categorías según cómo arden en varias orientaciones y espesores de componentes.

Los termoplásticos se organizan luego de menos a más retardantes de llama, siguiendo las siguientes categorías: HB, V-2, V-1, V-0, 5VB, 5VA.

En resumen, la categoría menos retardante de llama (HB) permite una velocidad de combustión de 76 mm/min para un objeto horizontal de 3 mm de espesor, mientras que la categoría más retardante de llama (5VA) debe dejar de arder en menos de 60 segundos sin producir gotas y sin producir agujeros en el objeto.

Teniendo en cuenta este rango de categorías, a continuación se muestra una lista de filamentos ABS retardantes de llama.

Filamentos ABS retardantes de llama

Debido a la masificación de la impresión 3D en los últimos años, hay una gran variedad de filamentos para elegir. Esto obviamente incluye carretes de filamento ABS creados específicamente para tener propiedades retardantes de llama. Aunque son de 3 a 5 veces más caros que un carrete regular de 1 kg de ABS, es bueno saber que están disponibles en caso de que los necesite para una impresión específica.

Firewire ABS retardante de llama

Firewire ABS-FR es un ABS UL-94 V-0 de alta gama que puede usarse para imprimir prototipos funcionales y piezas de producción. La categoría V-0 requiere que los componentes dejen de arder en menos de 10 segundos, permitiendo gotas que no produzcan llamas.

Como ocurre con la mayoría de los filamentos ABS, tiene una temperatura de extrusión algo alta de 220-240 °C y requiere una cama caliente capaz de alcanzar temperaturas de 100-110 °C.

Este ABS también tiene un olor significativamente más fuerte y desagradable durante la impresión. Es mejor usarlo en un entorno bien ventilado o con sistemas de filtro HEPA y carbón.

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Filamento ABS Retardante de Llama de Atomic Filament

Este filamento no tiene certificación UL-940 (que yo sepa), aunque se supone que tiene el rendimiento de un retardante de llama V-0. Imprime muy fácilmente en comparación con otros filamentos, a una temperatura alta de 235-255 °C.

Con el riesgo de sonar repetitivo, este termoplástico FR (retardante de llama) emite un fuerte olor químico, y siempre debe usarse con ventilación adecuada.

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¿Es inflamable el PETG?

El PETG, también conocido como Polietileno Tereftalato Glicol, es otro termoplástico que se utiliza ampliamente en la impresión 3D. Es un material duradero con alta resistencia a la temperatura.

Es más retardante de llama que tanto el ABS como el PLA. La principal ventaja del PETG es que, aunque obviamente se fundirá, no se incendiará.

¿Es seguro quemar PETG?

El PETG es más seguro que el PLA y el ABS, pero aún se requieren algunas medidas de seguridad al imprimir PETG durante períodos prolongados (como ocurre con todos los filamentos).

Imprimir en un área bien ventilada para minimizar nuestra exposición a emisiones dañinas es imprescindible. El PETG emite altas tasas de caprolactama y la sobreexposición a ella puede causar irritación ocular y del tracto respiratorio. En resumen, nunca es seguro quemar termoplásticos, incluido el PETG, sin las precauciones de seguridad adecuadas.

¿Es inflamable el TPU?

El TPU, o Poliuretano Termoplástico, es un material similar al caucho que también es bastante popular en el ámbito de la impresión 3D.

Es el menos inflamable de todos los termoplásticos comunes utilizados y disponibles en el mercado. Aunque no se incendiará en absoluto, por supuesto se fundirá y goteará (de lo contrario no sería posible usarlo en impresión 3D).

¿Es seguro quemar TPU?

El TPU no es dañino en general y es adecuado para una amplia gama de aplicaciones. Debido a su increíble flexibilidad, se utiliza ampliamente en tuberías, dispositivos médicos, artículos deportivos, cables, zapatos y alambres, entre otros usos.

Al quemar TPU, se liberan gases peligrosos que incluyen compuestos de cianuro y otros químicos peligrosos. Como ocurre con todos los demás termoplásticos, no es seguro permanecer en una habitación con una impresora 3D funcionando que use TPU.

Conclusión

Como se discutió anteriormente, debemos evitar el uso de PLA si la inflamabilidad es una preocupación importante. También vale la pena notar que, aunque el ABS también es inflamable bajo ciertas condiciones, es posible comprar variantes de ABS que son específicamente retardantes de llama. Por supuesto, son mucho más caras.

A menos que esté restringido por otro factor, la mejor opción para termoplásticos retardantes de llama es el TPU y el PETG. Tenga en cuenta que el TPU es un filamento flexible, lo que lo convierte en un sustituto bastante extraño para el PLA o el ABS si se requiere rigidez. Dicho esto, el PETG es la mejor opción, a menos que también se requiera resistencia a los rayos UV.

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