Guía profesional: Teñido de piezas de poliamida impresa en 3D para color vibrante y durabilidad

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

El material se usa actualmente en formato pellet, filamento o polvo según se use una impresora 3D FDM o equipo de impresión 3D SLS.

A pesar de las diferencias en la naturaleza de cada tecnología de fabricación, las piezas impresas en 3D con poliamida son increíblemente resistentes, permitiendo la fabricación de prototipos funcionales o piezas finales.

Imagen 1: Carrete y piezas impresas en 3D con poliamida 6 usando impresión 3D FDM. Fuente: Smart Materials.

Al igual que muchos otros materiales técnicos, generalmente se compran en su versión "natural", sin aditivos de color. Por tanto, este tipo de filamentos o polvos suelen tener un tono blanco o blanquecino que, en algunos casos, puede no ser adecuado 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 es un material sintético, por lo que debe usarse un tinte especial para materiales sintéticos, como el tinte sintético RIT, disponible en una amplia gama de colores.

Otro dato a tener en cuenta es la higroscopicidad del nailon. Esto significa que el nailon tiene capacidad para absorber humedad del entorno, lo que es un hándicap al almacenar y procesar el material, ya que la humedad puede afectar negativamente al proceso de impresión e incluso causar fallos de impresión. Por ello, se recomienda realizar el proceso de teñido solo con piezas finales y no con el material sin procesar.

El proceso de teñido requiere una preparación previa de las piezas impresas en 3D según la tecnología de fabricación usada:

• Impresión 3D FDM: Si se quiere teñir piezas impresas con tecnología FDM, hay que retirar los soportes y post-procesar las piezas antes de teñirlas. Es importante limpiar la parte inferior de las piezas, especialmente si se ha usado algún adhesivo.
• Impresión 3D SLS: Si el usuario trabaja con tecnología SLS, debe retirar el exceso de polvo, primero manualmente y luego con pistola de aire comprimido. Después, se recomienda lavar las piezas con agua tibia.

Imagen 2: Proceso de retirada de polvo de piezas impresas con tecnología SLS. Fuente: Filament2print.

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

1. Selección del tinte

El usuario debe tener en cuenta que el tinte elegido debe ser adecuado para materiales sintéticos como el nailon. En caso de usar tinte para fibras naturales, es muy probable que no se logren los resultados deseados.

En Filament2print recomendamos 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 tonos personalizados.

Imagen 3: Gama de tintes 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 suele dar buenos resultados es 5:1. Cabe destacar 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 respecto al tinte.

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

3. Calentar la solución

El siguiente paso es calentar la solución. La temperatura también es un factor decisivo para el acabado de las piezas teñidas. Este parámetro dependerá en gran medida del color usado, pero podemos decir que debe estar en torno a 60-80 °C. Por debajo de 60 °C, el tinte puede no penetrar bien en la pieza y por encima de 80 °C, la pieza puede deformarse.

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

4. Introducir las piezas

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

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

Las piezas deben estar completamente sumergidas y el usuario debe asegurar que no floten, ya que esto significaría que una parte de la pieza no absorbería el tinte correctamente y resultaría en un tono desigual. El mismo problema ocurriría al teñir varias piezas a la vez si entran en contacto entre sí.

5. Tiempo de teñido

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

Cuanto más tiempo permanezca la pieza en la solución, más oscuro será el color final. A continuación puedes ver cómo se logra un acabado más claro u oscuro según el tiempo de teñido.

Imagen 5: Color según tiempo de teñido. Fuente: Filament2print.

6. Limpieza

Una vez retiradas las piezas de la solución, deben enjuagarse bajo agua corriente para eliminar el exceso de tinte. Las piezas deben colocarse luego sobre papel absorbente y dejarse secar 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 usada y el tiempo de teñido afectarán directamente al acabado de las piezas, por lo que se recomienda hacer pruebas hasta lograr el resultado deseado.

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