Reemplace el ABS o el polipropileno moldeado por inyección con Formlabs:selección del mejor material de impresión 3D

En el mundo de la fabricación tradicional, los "tres grandes" (ABS, polipropileno y nailon) han sido durante mucho tiempo el estándar de oro. Son los caballos de batalla del moldeo por inyección, valorados por sus propiedades mecánicas predecibles y su confiabilidad.

Pero a medida que los ciclos de desarrollo de productos se reducen y crece la demanda de piezas impresas en 3D funcionales y de uso final, los ingenieros buscan cada vez más materiales de impresión 3D que no sólo "se parezcan" a estos plásticos, sino que se comporten como ellos.

En Formlabs, hemos desarrollado una biblioteca de resinas funcionales diseñadas específicamente para cerrar la brecha entre la creación de prototipos y la producción. Entonces, ¿qué resina de Formlabs deberías utilizar al sustituir una pieza de ABS? ¿O crear un prototipo funcional de algo que eventualmente será moldeado por inyección o mecanizado a partir de nailon? 

Esta guía repasará los termoplásticos más populares y analizará qué material de Formlabs tiene más sentido elegir, en función de la propiedad mecánica más importante para su aplicación.

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¿Necesita ayuda para determinar qué material de impresión 3D debería elegir? Nuestro nuevo asistente de materiales interactivo lo ayuda a tomar las decisiones correctas sobre los materiales según su aplicación y las propiedades que más le interesan de nuestra creciente biblioteca de resinas.

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Si buscas una resina de Formlabs que pueda imitar la durabilidad, rigidez y rigidez (sin fragilidad) del ABS, como en Lego® ladrillos, la resina Tough 2000 es la mejor opción. 

El ABS, o acrilonitrilo butadieno estireno, es uno de los termoplásticos más utilizados, normalmente fabricado en masa mediante moldeo por inyección. Es extremadamente popular para grandes componentes interiores de automóviles, como tableros y consolas, así como para muchos productos de consumo que utilizamos todos los días, como juguetes para niños (ladrillos Lego®) o cajas de altavoces y electrodomésticos de cocina. El ABS es también uno de los filamentos más populares utilizados en las impresoras 3D de modelado por deposición fundida (FDM). 

Para las impresoras 3D SLA, los usuarios buscan un material rígido y duradero con rigidez, pero no una rigidez hasta el punto de volverse quebradizo. Para estas aplicaciones, la resina Tough 2000 es la comparación más cercana. Las piezas resistentes de resina 2000 no se doblarán fácilmente, tendrán buena resistencia al impacto y resistirán un uso prolongado. Aunque la resina Tough 2000 tiene una resistencia al impacto Izod con muescas mucho menor que el ABS moldeado por inyección, los beneficios que confiere la impresión 3D en términos de complejidad del diseño y personalización hacen posible el diseño en torno a limitaciones como esta. 

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Tough 2000 Resin V2 es un material resistente con resistencia y rigidez comparables al acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), que combina dureza con alta temperatura y resistencia a la fluencia.

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El HDPE, o polietileno de alta densidad, es fácilmente identificable como el plástico fabricado en masa para botellas de champú, jarras de leche y envases de productos de limpieza (es el número dos en los códigos de reciclaje de plástico:♴). Los productos de HDPE suelen estar moldeados por soplado y son muy resistentes al desgaste y la fricción. Esa resistencia al desgaste hace que el HDPE sea ideal para bisagras vivas y piezas que deben doblarse o presionarse con frecuencia sin agrietarse. 

La mejor comparación de materiales de Formlabs para HDPE es la resina Tough 1000. La resina Tough 1000 ha reemplazado a nuestra resina anteriormente muy popular, Durable Resin, como el material elegido para piezas que necesitan un excelente alargamiento de rotura, suavidad de superficie y resistencia al impacto. 

La Tough 1000 Resin puede reemplazar al HDPE en términos de propiedades mecánicas en casi todos los escenarios, excepto aquellos en los que hay altas temperaturas:el HDT algo bajo de la Tough 1000 Resin la hace más propensa a deformarse ligeramente con el calor.

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Tough 2000 Resin V2 es un material resistente con resistencia y rigidez comparables al acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), que combina dureza con alta temperatura y resistencia a la fluencia.

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La resina Tough 1000 puede reemplazar el polipropileno moldeado por inyección en situaciones donde la resistencia a la fricción y la flexibilidad suave son las principales características que desea replicar. 

El polipropileno o PP se utiliza ampliamente por sus propiedades de baja fricción, aislamiento y resistencia química y a impactos. Su popularidad se debe en parte a su capacidad para adaptarse a una variedad de técnicas de fabricación y a que esas técnicas creen una amplia gama de espesores y rigidez de piezas de PP. PP Parts se puede utilizar para muchas aplicaciones diferentes, incluidas jeringas, cubiertos desechables, portavasos para automóviles y más. El PP se puede identificar por el símbolo de reciclaje número 5 (♷).

Tanto la Tough 1500 Resin como la Tough 1000 Resin tienen algunas de las mejores cualidades del polipropileno. Debería elegir la resina Tough 1000 si lo que está buscando es la resistencia a la fricción y la suave flexibilidad de algunas piezas de PP. Sin embargo, si busca la resistencia y la rigidez duradera de piezas de polipropileno más gruesas, debe elegir la resina Tough 1500. 

La resina Tough 1500 es ideal para piezas que necesitan equilibrar rigidez y ductilidad, ya sea para mecanismos compatibles o gabinetes resistentes con tornillos autorroscantes y ajustes a presión. La máxima resistencia a la tracción y a la flexión de la resina Tough 1500 en realidad supera a los materiales de polipropileno moldeados por inyección tradicionalmente, aunque su alargamiento de rotura es significativamente menor. 

Los materiales de nailon impresos en 3D con SLS, como estas piezas impresas con Nylon 11 Powder de Formlabs, son químicamente iguales a las poliamidas moldeadas por inyección. No existe una resina de 'nylon' directa para las impresoras 3D SLA, pero la resina Tough 1000 puede reemplazar el nailon 6, la resina Tough 1500 puede reemplazar el nailon 12 y la resina Rigid 10K puede reemplazar el nailon relleno de vidrio.

Las poliamidas, comúnmente conocidas como nailon, son fuertes y rígidas sin ser quebradizas:pueden "retraerse" y tienen una excelente resistencia térmica y a la fatiga. Las poliamidas (nylons) vienen en varias estructuras diferentes. Por lo general, se identifican mediante números que se refieren a la cantidad de átomos de carbono en sus componentes básicos (monómeros). Por ejemplo, el nailon 6 está hecho de un bloque de construcción de 6 carbonos, mientras que el nailon 12 proviene de un bloque de construcción de 12 carbonos.

El mejor material de Formlabs para sustituir el nailon producido en masa es, por supuesto, el nailon impreso en 3D SLS, un material multiusos como el Nylon 12 Powder, que es excelente para piezas resistentes y duraderas, o un material más especializado y centrado en el rendimiento como el Nylon 11 Powder. Además, existen compuestos de nailon muy específicos, como el polvo Nylon 11 CF, para piezas extremadamente rígidas. 

Sin embargo, si el nailon impreso en 3D SLS no es una opción y necesitas un material de resina SLA de Formlabs, el mejor sustituto de una poliamida depende de la propiedad del material que más te interese. Las poliamidas pueden tener una variedad de propiedades mecánicas destacadas, así que decida si desea más la rigidez, la durabilidad o la resistencia al impacto del nailon. Para mayor rigidez, o para reemplazar un nailon relleno o compuesto, el mejor material puede ser la resina rígida 10K, que es extremadamente rígida y densa. Si está más interesado en la flexibilidad y la resistencia a la fatiga del nailon 12, la mejor opción para una resina comparable es la resina Tough 1500. Para un material de nailon 6 más "resbaladizo", la resina Tough 1000 es su mejor opción.

Eaton diseña y utiliza esta ayuda de fabricación, o consumible de producción, en su ubicación de Olean, Nueva York, para mover piezas a través de su sistema de fabricación de flujo de una sola pieza. Originalmente mecanizado en Delrin (izquierda), ahora está impreso en 3D en la impresora 3D SLS de la serie Fuse en polvo de nailon 12. 

El polioximetileno (POM), también conocido como acetal o por su nombre comercial, Delrin®, es extremadamente popular en escenarios de fabricación como plástico mecanizable debido a su alta rigidez, baja fricción y excelente estabilidad dimensional. Debido a que no se dobla, estira ni absorbe humedad, es particularmente popular en entornos de fábrica para consumibles de producción o auxiliares de fabricación. 

Delrin tiene la ductilidad del PP y la rigidez del ABS, por lo que, dependiendo de su caso de uso, la resina Tough 1000 o la resina Tough 2000 podrían funcionar. Para la producción auxiliar de fabricación de mayor volumen, como en Eaton, reemplazar los consumibles de producción de Delrin con polvo de nailon 12 impreso en 3D con SLS puede reducir los costos de materiales y el tiempo de mano de obra, al mismo tiempo que se logra la misma rigidez y durabilidad de las piezas originales de Delrin. 

No hay resinas que sean químicamente exactamente iguales al TPU moldeado por inyección, pero hay filamentos FDM y polvos SLS, como estas dos juntas de polvo TPU 90A impresas en 3D con SLS, impresas con diferentes durómetros en la serie Fuse usando el Editor de configuración de impresión. 

El poliuretano termoplástico, o TPU, es un elastómero flexible con excelente durabilidad, resistencia a los productos químicos y resistencia a la abrasión. Se utiliza para aplicaciones de amortiguación de vibraciones, calzado y muchas piezas que necesitan doblarse y rebotar o absorber impactos. El TPU se puede fabricar con una variedad de durezas Shore, lo que hace que el producto de uso final sea más o menos rígido, desde el blando 50A hasta el más duro 90A+. 

Si bien Formlabs tiene un material de TPU para la serie SLS Fuse (TPU 90A Powder), no existe una formulación de resina de TPU. Sin embargo, puede reemplazar el TPU fabricado en masa con piezas de resina impresas en Elastic 50A Resin para durómetros más suaves y Flexible 80A Resin para durómetros ligeramente más duros. 

La resina rígida 10K puede reemplazar al PEEK en situaciones en las que se busca un material extremadamente rígido, fuerte y rígido. Muchos usuarios de Formlabs confían en Rigid 10K Resin para fabricar herramientas de moldeo por inyección para impresión 3D que se pueden utilizar en máquinas de moldeo por inyección industriales para miles de disparos. 

La polieteretercetona, o PEEK, es un plástico industrial de alto rendimiento que puede usarse para reemplazar el metal en aplicaciones aeroespaciales, automotrices, médicas y de servicios públicos. No es posible reemplazar el PEEK con un solo material de impresión 3D:tiene un rendimiento demasiado amplio en diferentes propiedades. Un material estructuralmente diferente, pero relacionado, llamado PEKK, es más fácil de procesar y comparte muchas de las propiedades extremas del PEEK.

Sin embargo, si busca la rigidez del PEEK y puede sacrificar parte de su resistencia al impacto, la Rigid 10K Resin es adecuada. Si necesita la alta resistencia al calor del PEEK, la High Temp Resin es la mejor opción. Y si necesita la biocompatibilidad de PEEK, la gama de resinas biocompatibles de Formlabs es ideal, como BioMed Clear Resin, BioMed White Resin o BioMed Black Resin. 

Los plásticos industriales como ABS, PEEK y polipropileno no serán completamente reemplazados por materiales impresos en 3D en el corto plazo; es demasiado rentable y eficiente producirlos mediante moldeo por inyección, moldeo por soplado, termoformado y otros procesos de producción en masa. 

Sin embargo, a medida que las impresoras y los materiales 3D se vuelven más avanzados y técnicamente más capaces, las piezas impresas en 3D pueden reemplazar los plásticos industriales tradicionales en muchos escenarios de uso final, desde bienes de consumo hasta ayudas de fabricación y prototipos funcionales. 

Las resinas de Formlabs son buenos sustitutos de estos materiales comunes en muchas situaciones. Han sido formulados específicamente y probados rigurosamente para garantizar que puedan funcionar según sea necesario. 

Para comprobarlo usted mismo, solicite una muestra impresa en 3D gratuita. O comuníquese con nuestro equipo para analizar su aplicación particular y obtener una muestra personalizada de uno de sus archivos.