Juntas de impresión 3D; ¡Esto es qué filamento usar!

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 baño o el fregadero de la cocina.

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

en breve; El mejor filamento para imprimir juntas es el TPU, no solo por sus propiedades flexibles, sino también porque puede soportar 110 °C y temperaturas muy bajas sin deformarse ni dañarse, e incluso es resistente a abrasiones, 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 posibles problemas que podría encontrar al imprimir con TPU, qué marcas comprar e incluso cómo imprimir con TPU con éxito.

Entonces, sin más preámbulos, ¡comencemos!

Propiedades del TPU que hacen excelentes juntas de impresión 3D

El poliuretano termoplástico (TPU) es un tipo de termoplástico flexible que también es muy 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 consumo como para uso industrial. Cuando se usa la combinación correcta para hacer TPU, puede ofrecer una textura suave y tersa, pero aún así mantener la durabilidad para usarse en una variedad de aplicaciones.

La impresión 3D con TPU es ideal para aquellos que buscan obtener impresiones suaves, flexibles y funcionales sin sacrificar la durabilidad y la resistencia a la abrasión, los productos químicos y los 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 ni difíciles de trabajar.

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

Las juntas, juntas tóricas y sellos requieren alta resistencia a la abrasión, durabilidad duradera y resistencia a los aceites y otros productos químicos. La alta resistencia química y a la abrasión de TPU, junto con una excelente flexibilidad, resistencia al desgarro y elongación, garantizan que sus juntas y sellos se impriman con la misma calidad, si no superior, que las comerciales que compra en cualquier ferretería.

La adhesión entre capas de TPU es excelente, lo que significa que hay muy poco rizado, deformación o deslaminación durante el proceso de impresión y, en general, el producto final será excelente.

La flexibilidad de TPU depende mucho de cómo esté configurado el software de impresión 3D; Los diseños con un porcentaje de relleno más bajo son más flexibles que aquellos con un relleno más alto, y esto le permite crear objetos que son un poco más elásticos o rígidos.

Habiendo dicho todo esto, se necesita mucha energía 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. y es posible que se necesiten algunas modificaciones.

¿El TPU puede soportar altas temperaturas?

Dado que el TPU tiene una temperatura de transición vítrea de hasta 60 °C, surge la pregunta:¿es posible imprimir juntas en 3D con este filamento que resistirá altas temperaturas?

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

Puede sonar extraño 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 suaves 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. la temperatura de transición vítrea de TPU. Cabe señalar aquí que, mientras que la temperatura de transición vítrea del TPU es de solo 60 °C, la temperatura de fusión es de 225 °C.

En resumen:el TPU puede soportar temperaturas de hasta 110 °C, o incluso superiores en las condiciones adecuadas, incluso a pesar de que su temperatura de transición vítrea es de solo 60 °C. El motivo es que al ser ya un material flexible, aumentar su temperatura no hará que se deforme, como ocurre por ejemplo con el PLA.

Posibles problemas al imprimir con TPU

Cuando imprima con filamentos flexibles, querrá asegurarse de que la ventilación en su área de impresión sea buena, ya que estos materiales a veces expulsan una pequeña cantidad de gases tóxicos durante la impresión y la ventilación puede proteger a los usuarios de respirar esos gases.

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

Cuando el material aún está húmedo, se puede extruir, pero no se imprimirá bien, probablemente tendrá que limpiar la extrusora después. Por lo tanto, utilizar un filamento completamente seco es de suma importancia.

Si intenta extruir un material antes de que esté completamente seco, explotará y chisporroteará. El chisporroteo que escucha es causado por el agua que fue absorbida por el filamento y que instantáneamente se convierte en vapor cuando golpea la boquilla, esto generalmente deja vacíos en su impresión o provoca un exceso de hilos.

Cuando esto sucede, la calidad de la pieza impresa no solo empeora visualmente, sino que la estructura molecular también se ve comprometida, por lo que no es tan fuerte como lo sería si se imprimiera con un filamento de TPU seco. Por este motivo, asegúrese de secar sus filamentos flexibles antes de imprimir las juntas si desea que funcionen correctamente y duren mucho tiempo.

Filamentos recomendados para la impresión de juntas

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

Recomiendo estas dos marcas de filamentos de TPU y asegúrese de consultar sus especificaciones técnicas antes de comprar y siga estrictamente sus pautas de impresión.

Ninja Flex (TPU)

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

El filamento NinjaFlex tiene una textura que es mucho más amigable para las extrusoras que otros materiales. Su tecnología única reducirá la posibilidad de romper o atascar su extrusora e imprimirá piezas resistentes desde extrusoras de accionamiento directo.

Si bien puede ser más costoso que otras marcas, si necesita imprimir un objeto que debe ser confiable, creo que esta es su mejor opción.

TPU de Matterhackers Pro

El TPU de la serie PRO de MatterHackers también es una excelente opción para las juntas de impresión 3D, ya que las piezas impresas a partir de su TPU tienen elasticidad y resistencia a la fatiga.

El TPU de la serie PRO es un material versátil que se puede usar para una variedad de aplicaciones y, al igual que NinjaFlex, lo recomendaría sobre la mayoría de las otras marcas.

Cómo imprimir con TPU

Uno de los muchos desafíos únicos de usar filamentos flexibles como el TPU es que pueden ser complicados de usar bajo ciertas condiciones, y hay varios problemas que querrá evitar mientras imprime TPU en 3D, como la obstrucción del filamento, torceduras y cuerdas. . Para evitarlos, ¡asegúrate de seguir estas instrucciones!

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

Usar extrusoras de accionamiento directo

Los filamentos totalmente flexibles se utilizan normalmente con extrusoras de accionamiento directo porque el filamento es demasiado flexible para una extrusora Bowden. Cuanto más cerca esté el engranaje impulsor de la zona de fusión, más rápida y eficientemente se derretirá el filamento y se introducirá en la boquilla.

El filamento también necesita viajar a través de un canal con tolerancias estrictas que eviten que se doble o enrolle. Por estas razones, una extrusora Bowden suele ser menos práctica que una extrusora Direct Drive. Si no está seguro de si su impresora está lista para filamento flexible, asegúrese de consultar con el fabricante.

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

Utilice velocidades de alimentación lentas y constantes

Para obtener los mejores resultados al imprimir filamentos flexibles, se recomienda una velocidad de alimentación lenta y uniforme, ya que es difícil controlar un cambio repentino en la velocidad de extrusión cuando se utiliza un filamento elástico.

Cuanto más rápido intente imprimir un objeto, más probable es que el filamento se comprima contra el extrusor y provoque un atasco. El mejor enfoque es imprimir a velocidades lentas y constantes. Puede ahorrarse tiempo y dinero probando varias velocidades de impresión y eligiendo la óptima en función de sus hallazgos.

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

Reducir la resistencia del carrete de filamento

Si está imprimiendo con materiales flexibles, deberá cambiar la forma en que carga su carrete:cuando su extrusora jala el filamento hacia la boquilla, el carrete de filamento desenrollará un poco de plástico. Sin embargo, los filamentos flexibles, como el TPU, y los materiales que tienen mucha elasticidad se estirarán debido a esta fuerza de tracción y esto dará como resultado una subextrusión.

Para resolver esto, monte su filamento directamente sobre la parte superior de su impresora, permitirá que el filamento se desenrolle con un movimiento más natural hacia abajo y eliminará 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.

Ajuste su configuración de retractación

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

Para aquellos que recién comienzan con TPU, les recomiendo que deshabiliten la retracción por completo para que puedan concentrarse en optimizar la velocidad y las tasas de extrusión para imprimir sus modelos de manera confiable.

Después de que haya tenido más práctica con estos ajustes, si agrega solo una pequeña retracción, reducirá la exudación.

Optimiza tus movimientos de viaje

Si está utilizando materiales flexibles, debe usar la menor cantidad posible de retracciones, ya que pueden causar problemas importantes para sus impresiones. Verifique la configuración de su rebanadora para ajustar esto.

Conclusión

La mayoría de los filamentos flexibles deberían funcionar para imprimir juntas, pero el TPU, especialmente los fabricados por las marcas que mencioné anteriormente, funcionará mejor en general.

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

¡Espero que esta información haya sido útil!

¡Que tengas un gran día!

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