Guía de filamentos para impresoras 3D:tipos, materiales y usos prácticos

El filamento de impresión 3D es un alambre termoplástico que se alimenta a una impresora 3D de modelado por deposición fundida. Dos de los filamentos populares, PLA y ABS, ya se utilizaban en diferentes aplicaciones en 1930 y 1940 respectivamente. En 1981, se utilizaron polímeros termoestables como filamentos para impresoras 3D. Cuando se inventó el FDM (modelado por deposición fundida) en 1988, el tradicional filamento de plástico ya estaba en uso. 

Los filamentos de las impresoras 3D vienen en diversos materiales, como seda, madera, bronce, oro y carbono. Estos filamentos vienen en espesores de 1,75 mm y 3 mm y se venden en bobinas. El costo de los filamentos puede oscilar entre $10 y $120 o más, según el tipo, la calidad, la marca y las propiedades.

Este artículo analizará los tipos de filamentos de impresoras 3D, los materiales y sus usos.

Para obtener más información, consulte nuestra guía sobre Todo lo que necesita saber sobre la impresión 3D.

¿Cuáles son los tipos de filamentos para impresoras 3D?

A continuación se enumeran los diferentes tipos de filamentos para impresoras 3D:

1. Filamentos de plástico estándar: Filamentos de impresión 3D de uso común, a saber, ABS (acrilonitrilo butadieno estireno) y PLA (ácido poliláctico). El PLA es conocido por sus propiedades de resistencia a los impactos, mientras que el ABS es más resistente y ligero. 
2. Otros filamentos termoplásticos: Estos incluyen nailon (poliamida), PET (tereftalato de polietileno), PVA (alcohol polivinílico), ASA (acrilonitrilo estireno acrilato) y HIPS (poliestireno de alto impacto). La aplicación de estos filamentos difiere según sus propiedades. Por ejemplo, HIPS y PVA se utilizan habitualmente como materiales de soporte para impresoras de doble extrusión debido a sus propiedades de solubilidad.  
3. Filamentos flexibles: Se trata de filamentos con una mezcla de propiedades de caucho y plástico rígido. Los ejemplos incluyen TPE (elastómero termoplástico), TPU (poliuretano termoplástico) y filamento de ánfora. Tanto el TPE como el TPU son opciones populares para diseños que requieren flexibilidad. 
4. Filamentos exóticos: Estos utilizan un material base, como el PLA, y los mejoran con aditivos especiales para realizar funciones adicionales. Los ejemplos incluyen arenisca, madera, seda, metal y filamentos magnéticos. La aplicación de los diferentes filamentos dependerá del acabado deseado del producto final. Por ejemplo, en los filamentos de seda, se desea la apariencia de un acabado similar a la seda. 

¿Cuáles son los materiales utilizados para los filamentos de las impresoras 3D?

Los filamentos de impresión 3D vienen en diversos materiales, como termoplásticos, seda, fibra de carbono, metal, madera, cerámica y arenisca. La selección de los materiales depende de la aplicación y de las propiedades deseadas de la impresión terminada.  Las opciones de materiales comunes se muestran a continuación.

1. Ácido poliláctico

El PLA es un filamento termoplástico derivado de fuentes renovables, como el almidón de maíz y la caña de azúcar. El PLA tiene características similares al polipropileno (PP), poliestireno (PS) o polietileno (PE). Para obtener más información, consulte nuestro artículo sobre ¿Qué es PLA?

2. Acrilonitrilo

El acrilonitrilo es un compuesto químico utilizado para fabricar ABS y ASA. El ABS cuenta con buena resistencia al impacto y a la abrasión. ASA fue desarrollado para condiciones climáticas más extremas y aplicaciones al aire libre. 

3. Politereftalato de etileno glicol

PETG es un poliéster termoplástico con excelente durabilidad y resistencia química. Es una forma más avanzada de PET. La “G” significa glicol, que se añade para ofrecer algunas propiedades extra. El PETG ofrece mayor resistencia y durabilidad, es más resistente a los impactos y más adecuado para altas temperaturas en comparación con el PET. Para obtener más información, consulte nuestra guía sobre Propiedades de PETG.

4. Poliuretano termoplástico

TPU es plástico de poliuretano y un subconjunto de TPE. En comparación con el TPE, el TPU es más resistente y rígido, lo que lo hace ideal para prototipos más pesados, resistentes y duraderos.

5. Filamentos exóticos

Los filamentos exóticos para impresión 3D son filamentos compuestos con un material base mejorado con aditivos. Este ofrece propiedades mecánicas y acabados especiales. 

¿Cuáles son los mejores materiales para los filamentos de impresoras 3D?

Los mejores materiales para los filamentos de impresoras 3D varían según la aplicación y las propiedades deseadas. La Tabla 1 compara los diferentes filamentos y sus propiedades:

Tabla 1. Comparación de filamentos para impresoras 3D

Filamento Precio (por kg) Durabilidad Flexibilidad Fuerza Alimentos seguros

Filamento

ABS

Precio (por kg)

10$ 

Durabilidad

Alto

Flexibilidad

Medio

Fuerza

Medio 

Seguro para los alimentos

No

Filamento

PLA

Precio (por kg)

$15

Durabilidad

Medio 

Flexibilidad

Bajo

Fuerza

Medio

Seguro para los alimentos

Sí

Filamento

Nailon

Precio (por kg)

$50

Durabilidad

Alto

Flexibilidad

Alto

Fuerza

Alto

Seguro para los alimentos

Sí

Filamento

PETG

Precio (por kg)

$15

Durabilidad

Alto

Flexibilidad

Alto

Fuerza

Medio

Seguro para los alimentos

Sí

Filamento

PVA

Precio (por kg)

$40

Durabilidad

Medio

Flexibilidad

Bajo

Fuerza

Alto

Seguro para los alimentos

Sí

Filamento

ASA

Precio (por kg)

$30

Durabilidad

Alto

Flexibilidad

Bajo 

Fuerza

Medio

Seguro para los alimentos

No

Filamento

PC

Precio (por kg)

$30

Durabilidad

Alto

Flexibilidad

Medio-alto

Fuerza

Alto

Seguro para los alimentos

No

Filamento

TPE

Precio (por kg)

$40

Durabilidad

Moderado

Flexibilidad

Alto

Fuerza

Bajo

Seguro para los alimentos

Sí

Filamento

TPU

Precio (por kg)

$45

Durabilidad

Alto

Flexibilidad

Medio-alto

Fuerza

Medio-alto

Seguro para los alimentos

Sí

Filamento

Arenisca

Precio (por kg)

$30

Durabilidad

Bajo

Flexibilidad

Bajo

Fuerza

Bajo

Seguro para los alimentos

No

Filamento

Madera

Precio (por kg)

$25

Durabilidad

Medio

Flexibilidad

Medio

Fuerza

Medio

Seguro para los alimentos

No

Filamento

CADERAS

Precio (por kg)

$20

Durabilidad

Alto

Flexibilidad

Medio

Fuerza

Bajo

Seguro para los alimentos

Sí

Filamento

Fibra de carbono 

Precio (por kg)

$30

Durabilidad

Alto

Flexibilidad

Bajo

Fuerza

Medio

Seguro para los alimentos

No

El ABS y el PLA son dos de las opciones de filamentos más rentables, con precios que comienzan en 10 y 15 dólares respectivamente. La mayoría de los filamentos compuestos utilizan PLA como material base y adoptan sus propiedades con algunos aditivos para mejorarlas. Esto da como resultado materiales compuestos que tienen una durabilidad, flexibilidad y resistencia de media a baja. Sin embargo, el HIPS y la fibra de carbono son una excepción, ya que ambos presentan una gran durabilidad. 

Para obtener más información, consulte nuestra guía sobre los mejores materiales para la impresión 3D.

¿Qué factores afectan la resistencia del filamento de la impresora 3D?

Los factores que afectan la resistencia de un filamento de impresora 3D son:

1. Resistencia a la tracción: Para piezas que necesitan resistencia a la tracción para resistir las fuerzas que atraen el objeto, tanto el PETG como el PC son opciones favorables. PETG tiene una fuerte unión entre capas.
2. Fuerza del impacto: Los filamentos de impresora 3D más fuertes en términos de resistencia al impacto incluyen ABS, PETG, PC y TPU.
3. Resistencia al desgarro: Para piezas que requieren una alta resistencia al desgarro, el filamento de TPU es una buena opción.

¿Cuál es el filamento para impresora 3D más resistente?

El policarbonato es el filamento de impresora 3D más resistente. Tiene una resistencia a la tracción de 70 MPa y una excelente resistencia al impacto.

Mantenimiento del filamento de impresora 3D

El mantenimiento del filamento de la impresora 3D depende del almacenamiento. Al seleccionar la solución de almacenamiento adecuada, tenga en cuenta el clima, la vida útil y el entorno donde se utilizará el filamento. Por ejemplo, el PLA tiene una vida útil de 2 a 3 años. El mantenimiento típico implica almacenar PLA en un lugar fresco, seco y oscuro (almacenamiento libre de humedad). Después de dos años, la calidad de impresión puede comenzar a deteriorarse y es posible que sea necesario reemplazar el filamento.

¿Cuáles son los factores que afectan la durabilidad de los productos impresos en 3D?

Los siguientes factores influyen en la durabilidad de los filamentos de las impresoras 3D:

1. Espesor de capa: El espesor de la capa de un objeto impreso afecta la resistencia del objeto dentro del rango de sus propiedades materiales. 
2. Calidad del material: Los materiales de alta calidad suelen funcionar mejor y son más duraderos.
3. Temperatura adecuada: Los diferentes filamentos de impresión 3D tienen diferentes sensibilidades a la temperatura. Tome nota del rango de temperatura especificado del filamento para asegurarse de que coincida con las condiciones de temperatura encontradas al crear el producto final.  
4. Retracción: Si la retracción es demasiado alta, se producirán pequeños espacios o burbujas causadas por bolsas de aire dentro del cabezal de impresión. Si la impresora no se retrae lo suficiente, se producirá un goteo visible a medida que se desplaza la boquilla. El filamento se enroscará entre las funciones porque la boquilla no detiene la extrusión del material antes de moverse. 
5. Orientación de la pieza: Las piezas impresas en 3D son más fuertes en los planos paralelos a la base de impresión e inherentemente más débiles en la dirección de construcción.
6. Relleno y perímetros: Aumentar la densidad de relleno de una pieza impresa aumenta la rigidez de la pieza y evita que se deforme.

¿Cuáles son los usos del filamento de impresora 3D?

A continuación se enumeran algunos de los casos de uso de impresiones impresas con filamentos de impresora 3D:

1. Médico: Se utilizan como puntos médicos, implantes, dispositivos médicos y prótesis. 
2. Industriales: Se utiliza para imprimir piezas funcionales o prototipos, herramientas personalizadas y moldes para moldeo por inyección.  
3. Deportes: Se utiliza para imprimir empuñaduras de palos de hockey, cascos y suelas de calzado deportivo.  
4. Automoción: Se utiliza en prototipos de piezas de automóviles, incluidos elementos interiores, tableros y modelos a escala de un automóvil.  

¿Cuáles son las ventajas del filamento para impresoras 3D?

El filamento para impresora 3D ofrece algunas ventajas que incluyen:

• Asequibilidad y una amplia selección de materiales y propiedades.
• Permite propiedades y acabados únicos que se asemejan al "verdadero negocio". Por ejemplo, los filamentos de seda dan la ilusión de un acabado similar a la seda. 
• Se pueden crear impresiones fuertes y duraderas reforzando PLA o ABS normal con materiales compuestos, como fibra de vidrio o fibra de carbono.
• Las impresoras que utilizan filamentos de impresión 3D suelen tener grandes volúmenes de impresión.

En comparación con las impresoras 3D de resina, las máquinas que utilizan filamentos de impresora 3D tienen mayores volúmenes de construcción y, por lo tanto, pueden usarse para imprimir productos más grandes.  

¿Cuáles son las desventajas del filamento de impresora 3D?

Algunos inconvenientes de los filamentos para impresoras 3D son:

• Las impresiones con filamentos tienen menor resolución y calidad  
• Los filamentos no funcionan excepcionalmente bien a la hora de reproducir detalles y patrones complejos 

En comparación con su homólogo de impresión de resina, el filamento ofrece menor resolución y calidad. Las impresiones en resina también ofrecen mejores acabados superficiales. 

Dónde comprar un filamento para impresora 3D

El filamento para impresora 3D se puede comprar en:

1. Empresas internacionales: El mercado global de Amazon tiene acceso a una variedad de marcas y tipos de filamentos a buenos precios. Ofrece una red logística para envíos económicos y tiene una política de devoluciones inigualable.
2. Empresas locales de EE. UU.: Varias empresas locales estadounidenses venden filamentos para impresoras 3D. Es importante considerar la ubicación, los recursos de entrega disponibles y las buenas críticas al seleccionar un proveedor. Xometry ofrece un mercado en línea con una amplia red de talleres mecánicos, fabricantes personalizados y una amplia selección de filamentos para impresoras 3D.  

Cómo encontrar un filamento para impresora 3D cerca de usted

Hay algunas formas de encontrar filamentos 3D cerca de usted:

1. Thomasnet.com tiene una lista de más de 80 proveedores de filamentos para impresoras 3D y le permite limitarla por geografía.
2. Vaya a los espacios de fabricantes locales y pregunte por los nombres de las empresas de filamentos para impresoras 3D.
3. Pregunte en foros sobre proveedores de filamentos 3D en su zona.

Cómo elegir el mejor servicio de filamentos para impresoras 3D

Los consejos para elegir el mejor servicio de filamentos para impresoras 3D incluyen:

1. Busque empresas bien establecidas con un perfil profesional en línea. 
2. Asegúrese de que ofrezcan el filamento correcto que está buscando.
3. Mire algunas reseñas de otros clientes dentro y fuera de sus plataformas. 
4. Pruebe con un pedido pequeño para probar la calidad de sus productos. 

¿Cuáles son las señales para un servicio de filamentos de impresora 3D de calidad?

Algunas señales a tener en cuenta al buscar un servicio de filamentos para impresoras 3D de calidad son:

1. Testimonios del servicio de fuentes confiables.
2. Reseñas online en sitios web como HelloPeter o Google Reviews.
3. Ninjatek es un buen ejemplo de una marca reconocida y de buena reputación que ofrece filamentos de calidad.

¿Cuáles son los mejores filamentos para impresoras 3D?

Los mejores filamentos para impresoras 3D son los siguientes:

1. Los filamentos para impresoras 3D Hatchbox o Eryone PLA son filamentos buenos, rentables y multiusos. 
2. Los filamentos de impresora 3D NinjaFlex TPE y TPU son los mejores para impresiones flexibles. 
3. El filamento de impresora 3D PolyMax PC es mejor por su resistencia y durabilidad. 

¿Cuáles son las alternativas al filamento de impresora 3D?

Otros filamentos de impresora 3D alternativos a los plásticos “estándar” como ABS, PLA y PET son:

1. Filamentos biodegradables 
2. Filamentos de cáñamo para impresión 3D 
3. Filamentos de impresora 3D de café 

Preguntas frecuentes comunes sobre el filamento de impresora 3D

¿Es mejor la impresión 3D multifilamento?

Las impresoras 3D de doble extrusión multifilamento son mejores para imprimir diseños complejos o diseños con una estructura de soporte. Imprimir dos materiales diferentes simultáneamente ahorra tiempo y combina las mejores propiedades de cada material.

¿Cuál es el beneficio del filamento de impresora 3D de metal en comparación con el filamento de impresora 3D de madera? 

Los beneficios del filamento de impresora 3D de metal en comparación con el filamento de impresora 3D de madera son:

1. Los filamentos metálicos son más resistentes a la abrasión en comparación con los filamentos de madera.
2. El filamento de metal es más duradero y rígido que el filamento de impresora 3D relleno de madera.
3. Las impresiones en metal son adecuadas para piezas mecánicas funcionales y aplicaciones industriales. 

¿Es la resina mejor que el filamento de la impresora 3D?

La resina puede ser mejor que el filamento de impresora 3D, según la aplicación. Se sabe que las impresiones a base de resina tienen una calidad superior y son excelentes para modelos en miniatura muy detallados. Los filamentos son más duraderos, menos costosos y mejores para objetos más grandes. Para obtener más información, consulte nuestra guía sobre resina versus filamento para impresora 3D.

¿Cuál es la relación entre el relleno 3D y el filamento de la impresora 3D?

El filamento de impresora 3D es el material utilizado para crear relleno 3D. La densidad de relleno es la cantidad de filamento impreso dentro del modelo, objeto o prototipo. Para obtener más información, consulta nuestra guía sobre relleno 3D.

Resumen

Este artículo revisó los diferentes tipos de filamentos para impresoras 3D y resumió sus usos y propiedades. Para obtener más información sobre los filamentos de impresora 3D y decidir cuál es mejor para su aplicación, comuníquese con un representante de Xometry.

Xometry ofrece una amplia gama de capacidades de fabricación, incluida la impresión 3D y servicios de valor agregado para todas sus necesidades de producción y creación de prototipos. Visite nuestro sitio web para obtener más información o solicitar un presupuesto gratuito y sin compromiso.

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Dean McClements

Dean McClements es un Licenciado en Ingeniería Mecánica con honores y cuenta con más de dos décadas de experiencia en la industria manufacturera. Su trayectoria profesional incluye puestos importantes en empresas líderes como Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace y Hyster-Yale, donde desarrolló un profundo conocimiento de los procesos de ingeniería y las innovaciones.

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