Impresión de juntas duraderas con filamento 3D: ¿Qué material funciona mejor?

Una de las razones por las que me gusta tanto la impresión 3D es por lo útil que puede ser para arreglar cosas en tu propia casa, como el fregadero del baño o la cocina.

Sin embargo, no todos los tipos de filamento tienen las mismas propiedades, lo que plantea la pregunta: ¿Qué filamento es el mejor para imprimir juntas que realmente funcionen y duren años?

En resumen: El mejor filamento para imprimir juntas es TPU, no solo por sus propiedades flexibles sino también porque puede soportar 110 °C así como temperaturas muy bajas sin deformarse ni dañarse, e incluso es resistente a la abrasión, productos químicos y aceites, lo que lo convierte en el plástico ideal para imprimir objetos que sufren mucho desgaste, como las juntas.

En este artículo, repasaré por qué el TPU es el mejor filamento para el tema en cuestión, los problemas potenciales que podrías encontrar al imprimir con TPU, qué marcas comprar e incluso cómo imprimir con TPU con éxito.

Así que, sin más preámbulos, ¡empecemos!

Propiedades del TPU que lo hacen ideal para juntas de impresión 3D

El Poliuretano Termoplástico (TPU) es un tipo de termoplástico flexible que también es altamente resistente a la abrasión, así como al desgaste. En el proceso de fabricación, se utiliza para una serie de diferentes tipos de artículos tanto para uso de consumo como industrial. Cuando se usa la mezcla adecuada para fabricar TPU, puede ofrecer una textura suave y lisa, pero manteniendo la durabilidad para usarse en una variedad de aplicaciones.

La impresión 3D con TPU es ideal para quienes buscan obtener impresiones suaves, flexibles y funcionales sin sacrificar la durabilidad y la resistencia a la abrasión, productos químicos y aceites.

El TPU también puede funcionar sin problemas a temperaturas de hasta 110 °C, y todas estas características lo convierten en el tipo de filamento ideal para imprimir juntas. Además, el hecho de que el TPU también sea resistente a temperaturas extremadamente bajas significa que las piezas impresas con TPU no se volverán quebradizas y difíciles de trabajar.

El filamento TPE es un buen sustituto del TPU, pero tiende a deformarse a temperaturas más bajas y retiene menos flexibilidad. El TPE también es un poco más difícil de imprimir que el TPU.

Las juntas, tóricas y sellos requieren alta resistencia a la abrasión, durabilidad duradera y resistencia a aceites y otros químicos. La alta resistencia a la abrasión y química del TPU, acompañada de una excelente flexibilidad, resistencia al desgarro y elongación, aseguran que tus juntas y sellos se impriman con la misma, si no mayor, calidad que las comerciales que compras en cualquier ferretería.

La adhesión entre capas del TPU es excelente, lo que significa que hay muy poco curling, warping o deslaminado durante el proceso de impresión, y el producto final generalmente sale genial.

La flexibilidad del TPU depende mucho de cómo se configure el software de impresión 3D; Los diseños con un porcentaje de relleno más bajo son más flexibles en comparación con aquellos con un relleno más alto, y esto te permite crear objetos que son ligeramente más elásticos o rígidos.

Todo esto dicho, se necesita mucha potencia para que una impresora 3D procese filamentos de TPU ya que la temperatura a la que imprime es de 250 °C, y la mayoría de las impresoras 3D asequibles no son capaces de imprimir TPU directamente de la caja y pueden necesitar algunas modificaciones.

¿Puede el TPU soportar altas temperaturas?

Dado que el TPU tiene una temperatura de transición vítrea de solo 60 °C, surge la pregunta: ¿Es posible imprimir en 3D juntas usando este filamento que soporten altas temperaturas?

Hice algunas pruebas y descubrí que las juntas impresas con filamento TPU son más que capaces de resistir temperaturas altas continuas de hasta 110 °C sin ningún problema.

Puede sonar raro al principio, pero la razón detrás de esto es simple: Por encima de la temperatura de transición vítrea, los objetos impresos en 3D se vuelven blandos y pierden su rigidez, y esto no es un problema para las piezas impresas con TPU ya que ya son suaves y flexibles incluso por debajo de la temperatura de transición vítrea del TPU. Cabe señalar que, aunque la temperatura de transición vítrea del TPU es solo 60 °C, la temperatura de fusión es 225 °C.

En resumen: El TPU puede soportar temperaturas de hasta 110 °C, o incluso más dadas las condiciones adecuadas, a pesar de que su temperatura de transición vítrea sea solo 60 °C. La razón es que, al ser ya un material flexible, aumentar su temperatura no lo deformará, como ocurre con el PLA, por ejemplo.

Problemas potenciales al imprimir con TPU

Al imprimir con filamentos flexibles, querrás asegurarte de que la ventilación en tu área de impresión sea buena, ya que estos materiales a veces expulsan una pequeña cantidad de humos tóxicos durante la impresión, y la ventilación puede proteger a los usuarios de inhalar esos humos.

Todos los filamentos flexibles, incluido el TPU, son higroscópicos y tienden a absorber humedad del aire y se hincharán si no se secan antes de usar (por supuesto, la mejor solución es almacenar los filamentos correctamente).

Cuando el material aún está húmedo, puede extruirse, pero no imprimirá bien en absoluto, probablemente tendrás que limpiar el extrusor después. Por lo tanto, usar un filamento completamente seco es de suma importancia.

Si intentas extruir un material antes de que esté completamente seco, hará pop y chisporroteará. El chisporroteo que oyes es causado por el agua absorbida en el filamento que se convierte instantáneamente en vapor al tocar la boquilla, esto suele dejar huecos en tu impresión o causa stringing excesivo.

Cuando esto ocurre, la calidad de la pieza impresa no solo es visualmente peor, la estructura molecular también se ve comprometida, por lo que no es casi tan fuerte como sería si se imprimiera con un filamento TPU seco. Por esta razón, asegúrate de secar tus filamentos flexibles antes de imprimir juntas si quieres que funcionen correctamente y duren mucho tiempo.

Filamentos recomendados para imprimir juntas

Es importante comprar un filamento TPU de alta calidad, especialmente si estás pensando en usar las piezas impresas para algo que necesite soportar altas temperaturas y mucho desgaste, como las juntas. Hay muchas empresas que venden TPU de baja calidad, y esto causa problemas cuando se imprimen en 3D.

Recomendaría estos dos marcas de filamento TPU, y asegúrate de revisar sus especificaciones técnicas antes de comprar y seguir estrictamente sus directrices de impresión.

NinjaFlex (TPU)

Ninjatek es la marca premium para filamentos de impresión 3D y su filamento flexible NinjaFlex es una opción confiable para imprimir sellos, juntas y tapones de calidad profesional.

El filamento NinjaFlex tiene una textura que es mucho más amigable para los extrusores que otros materiales. Su tecnología única reducirá la posibilidad de romper o atascar tu extrusor e imprimirá piezas fuertes desde extrusores de accionamiento directo.

Aunque puede ser más caro que otras marcas, si necesitas imprimir un objeto que tenga que ser fiable, creo que esta es tu mejor apuesta.

Matterhackers Pro TPU

MatterHackers PRO Series TPU es una gran opción para imprimir juntas en 3D también, ya que las piezas impresas con su TPU tienen elasticidad y resistencia a la fatiga.

PRO Series TPU es un material versátil que puede usarse para una variedad de aplicaciones, y al igual que NinjaFlex, lo recomendaría sobre la mayoría de otras marcas.

Cómo imprimir con TPU

Uno de los muchos desafíos únicos de usar filamentos flexibles como el TPU es que pueden ser difíciles de usar bajo ciertas condiciones, y hay varios problemas que querrás evitar al imprimir en 3D TPU, como atascos de filamento, enredos y stringing. ¡Para evitarlos, asegúrate de seguir estas instrucciones!

Nota: Aunque no es necesario, deberías imprimir usando una cama caliente a aproximadamente 65 °C para mejores resultados y establecer la temperatura de impresión entre 225 °C y 250 °C.

Usar extrusores de accionamiento directo

Los filamentos totalmente flexibles normalmente se usan con extrusores de accionamiento directo porque el filamento es demasiado flexible para un extrusor Bowden. Cuanto más cerca esté el engranaje de accionamiento de la zona de fusión, más rápido y eficientemente el filamento se fundirá y alimentará en la boquilla.

El filamento también necesita viajar a través de un canal con tolerancias ajustadas que eviten que se enrede o enrolle. Por estas razones, un extrusor Bowden es típicamente menos práctico que un extrusor de accionamiento directo. Si no estás seguro de si tu impresora está lista para filamento flexible, asegúrate de consultar con el fabricante.

Nota: Como mencioné antes, la mayoría de las impresoras de gama baja no pueden imprimir filamento flexible.

Usar velocidades de alimentación lentas y constantes

Para mejores resultados al imprimir filamento flexible, se recomienda una velocidad de alimentación lenta y constante ya que es difícil controlar un cambio repentino en la velocidad de extrusión cuando se usa un filamento elástico.

Cuanto más rápido intentes imprimir un objeto, más probable es que el filamento se comprima contra el extrusor y cause un atasco. El mejor enfoque es imprimir a velocidades lentas y constantes. Puedes ahorrar tiempo y dinero probando varias velocidades de impresión y eligiendo una óptima basada en tus hallazgos.

Lo más probable es que velocidades de 20 mm/s puedan ser un buen punto de partida para la mayoría de materiales.

Reducir la resistencia del carrete de filamento

Si estás imprimiendo con materiales flexibles, necesitarás cambiar la forma en que cargas tu carrete: Cuando tu extrusor tira del filamento hacia la boquilla, el carrete de filamento se desenrollará un poco de plástico. Sin embargo, los filamentos flexibles, como el TPU, y los materiales con alta elasticidad se estirarán debido a esta fuerza de tracción y esto resultará en subextrusión.

Para resolver esto, monta tu filamento directamente sobre la parte superior de tu impresora, permitirá que el filamento se desenrolle en un movimiento más natural en dirección descendente y elimine la fricción. Si el eje del carrete está montado sobre un rodamiento, permite que el carrete gire mucho más libremente, lo que también puede ayudar a que el filamento se desenrolle fácilmente.

Ajustar la configuración de retracción

Los filamentos flexibles son sensibles a movimientos rápidos como las retracciones. Necesitas reducir los movimientos de retracción para una impresión exitosa optimizando tu configuración de retracción.

Para aquellos que recién empiezan con TPU, recomiendo que desactives la retracción completamente para que puedas centrarte en optimizar la velocidad y las tasas de extrusión para imprimir tus modelos de forma fiable.

Después de haber tenido más práctica con estos ajustes, si añades solo un poco de retracción, reducirás el goteo (oozing).

Optimizar los movimientos de desplazamiento (travel)

Si estás usando materiales flexibles, deberías usar la menor cantidad posible de retracciones, porque pueden causar problemas significativos para tus impresiones. Revisa la configuración de tu laminador (slicer) para ajustar esto.

Conclusión

La mayoría de los filamentos flexibles deberían funcionar para imprimir juntas, pero el TPU, especialmente los de las marcas que mencioné antes, lo harán mejor en general.

Imprimir con él puede ser un poco más difícil que imprimir con el buen PLA de siempre, pero no es tan difícil de imprimir como algunos otros materiales, ¡así que pruébalo!

¡Espero que esta información haya sido útil!

¡Que tengas un gran día!

Echa un vistazo a nuestra sección de productos recomendados

Hemos creado una sección de productos recomendados que te permitirá eliminar las conjeturas y reducir el tiempo dedicado a investigar qué impresora, filamento o mejoras comprar, ya que sabemos que esto puede ser una tarea muy desalentadora y que generalmente conduce a mucha confusión.

Hemos seleccionado solo un puñado de impresoras 3D que consideramos buenas para principiantes, intermedios e incluso expertos, facilitando la decisión, y los filamentos, así como las mejoras listadas, fueron todos probados por nosotros y cuidadosamente seleccionados, así que sabes que cualquiera que elijas funcionará como se espera.