Cómo teñir piezas impresas en 3D con poliamida

El nailon o poliamida (PA) es uno de los polímeros más utilizados en la impresión 3D profesional . Esto se debe a sus excelentes propiedades mecánicas de resistencia al impacto, flexibilidad, resistencia química y resistencia a altas temperaturas.

El material se utiliza actualmente en forma de gránulos, filamentos o polvo, según se utilice una impresora 3D FDM o un equipo de impresión 3D SLS.

A pesar de las diferencias en la naturaleza de cada tecnología de fabricación, las piezas impresas en 3D de poliamida son increíblemente fuertes, lo que permite la fabricación de prototipos funcionales o piezas finales.

Imagen 1:Bobina y piezas impresas en 3D con poliamida 6 mediante impresión 3D FDM. Fuente:Materiales inteligentes.

Como muchos otros materiales técnicos, generalmente se compran en su versión "natural", sin aditivos de color. Por ello, este tipo de filamentos o polvossuelen tener una tonalidad blanca o blanquecina que, en algunos casos, pueden no ser adecuados para la aplicación correspondiente. Hay casos en los que puede surgir la necesidad de obtener acabados en diferentes colores.

Para teñir piezas impresas en 3D con poliamida, hay que tener en cuenta que se trata de un material sintético, por lo que se debe utilizar un tinte especial para materiales sintéticos, como el tinte sintético RIT, que está disponible en una amplia gama de colores.

Otro dato a tener en cuenta es la higroscopicidad del nylon. Esto significa que el nailon tiene la capacidad de absorber la humedad del ambiente, lo cual es una desventaja cuando se almacena y procesa el material, ya que la humedad puede afectar negativamente el proceso de impresión e incluso causar fallas en la impresión. Por ello, se recomienda realizar el proceso de tintura únicamente con las piezas finales y no con el material sin procesar.

El proceso de tintura requiere una preparación previa de las piezas impresas en 3D en función de la tecnología de fabricación utilizada:

• Impresión 3D FDM :Si desea teñir piezas impresas en 3D con tecnología FDM, debe eliminar los sustratos y realizar un procesamiento posterior de las piezas antes de teñirlas. Es importante limpiar la parte inferior de las piezas, especialmente si se ha utilizado algún adhesivo.
• Impresión 3D SLS :Si el usuario está trabajando con la tecnología de impresión 3D SLS, se debe eliminar el exceso de polvo, primero manualmente y luego con una pistola de aire comprimido. Posteriormente, se recomienda lavar las piezas con agua tibia.

Imagen 2:Proceso de eliminación de polvo de piezas impresas en 3D con tecnología SLS. Fuente:Filament2print.

En este punto, las piezas estarían listas para ser teñidas. Para ello, se deben seguir los siguientes pasos:

1. Selección del tinte

El usuario debe tener en cuenta que el tinte elegido debe ser apto para materiales sintéticos como el nylon . En caso de utilizar un tinte para fibras naturales, es muy probable que no se consigan los resultados deseados.

En Filament2print recomendamos los tintes RIT, con los que llevamos años trabajando con excelentes resultados. Además, tienen una amplia gama de colores e incluso permiten mezclar varios colores, pudiendo así conseguir tonalidades personalizadas.

Imagen 3:Rango de tinte RIT. Fuente:Filament2print.

2. Diluir el tinte

Una vez elegido el color, el usuario debe preparar la solución de agua y tinte. Una proporción que normalmente da buenos resultados sería 5:1 . Cabe señalar que la proporción de esta solución afectará directamente al resultado obtenido . Si se desea un tono más saturado, se debe reducir la proporción de agua, mientras que si se desea un acabado menos saturado, se puede aumentar la proporción de agua a tinte.

Por otro lado,es muy importante calcular el volumen de líquido necesario para sumergir completamente la pieza.

3. Calentando la solución

El siguiente paso es calentar la solución.La temperatura también es un factor decisivo para el acabado de las partes tintadas. Este parámetro va a depender en gran medida del color utilizado, pero podemos decir que debería estar en torno a los 60-80 ºC . Por debajo de 60ºC, el tinte puede no filtrarse bien en la pieza y por encima de 80ºC, la pieza puede deformarse.

Teniendo en cuenta este paso, se recomienda utilizar un recipiente que pueda aislarse para que el calor no se disipe fácilmente y se mantenga durante todo el proceso.

4. Insertar las piezas

Una vez que la solución haya alcanzado la temperatura adecuada, las piezas impresas en 3D se pueden colocar en el recipiente con la solución de tinte.

Imagen 4:Introducción de piezas impresas en 3D en solución de teñido. Fuente:Filament2print.

Las partes deben estar completamente sumergidas y el usuario debe asegurarse de que no floten, ya que esto significaría que una parte de la raya no absorbería correctamente el tinte y daría como resultado un tono desigual. El mismo problema ocurriría en el caso de teñir varias partes al mismo tiempo si entran en contacto entre sí.

5. Tiempo de teñido

El tiempo de teñido puede variar según el color y la saturación deseados. Es recomendable remover las piezas de vez en cuando para ver la evolución del tinte, y retirarlas definitivamente cuando se alcance el acabado deseado.

Cuanto más tiempo se deje la pieza en la solución, más oscuro será el color final. A continuación puedes ver cómo se consigue un acabado más claro o más oscuro según el tiempo de tintado.

Imagen 5:Color según el tiempo de tintado. Fuente:Filament2print.

6. Limpieza

Una vez retiradas las piezas de la solución, se deben enjuagar con agua corriente para eliminar el exceso de tinte. . Luego, las piezas deben colocarse sobre una toalla de papel y dejar que se sequen durante unos minutos.

Finalmente, si el proceso de teñido se ha realizado correctamente,el usuario obtiene piezas teñidas uniformemente. Hay que tener en cuenta que tanto la proporción de tinte como la temperatura utilizada y el tiempo de teñido afectarán directamente al acabado de las piezas, por lo que se recomienda realizar pruebas hasta lograr el resultado deseado.

Sin duda, gracias a los colorantes sintéticoses posible obtener multitud de acabados personalizados en piezas impresas en 3D con poliamida, lo que ofrece a las empresas una gran libertad de diseño y la posibilidad de personalizar sus piezas y diferenciándolos del resto.