La guía definitiva sobre los materiales de impresión 3D más resistentes y su durabilidad

A menudo se confunden fuerza y dureza. El vidrio (cal sodada) es un material resistente; Tiene casi la misma resistencia a la flexión que el aluminio cuando está templado, y al mismo tiempo es más ligero e igual de rígido. A pesar de esto, no fabricamos aviones de vidrio y, en cambio, tenemos modismos como “castillo de cristal” y “cañón de cristal”, que connotan fragilidad. La razón es la dureza:el vidrio, como la mayoría de los materiales cerámicos, no es resistente. El vidrio es ~40 veces menos resistente que el aluminio, y esa falta de dureza lo hace poco práctico en muchas aplicaciones de ingeniería, porque no puede redistribuir las tensiones internas y soportar impactos y cargas dinámicas.

En la impresión 3D ocurre un fenómeno similar con dos de los filamentos más populares. Es posible que escuche a alguien decir "El ABS es más fuerte que el PLA", pero eso no es cierto. El PLA es significativamente más fuerte y rígido que el ABS (aproximadamente una vez y media dependiendo del filamento exacto). El ABS es más resistente y es esta dureza la que lo convierte en un material de ingeniería deseable. 

Pero, ¿cuál es el material de impresión 3D más resistente? ¿Cuál es el material más resistente? Cuando se trata de impresión 3D, determinar qué tan fuertes o resistentes son las piezas impresas en 3D depende en gran medida de la tecnología de impresión y del material elegido, ya que cada una ofrece un equilibrio diferente entre resistencia a la tracción y al impacto.

Esta guía compara las propiedades mecánicas de los materiales más populares, incluidos PLA, ABS, nailon, compuestos de fibra de carbono, resinas de ingeniería de estereolitografía (SLA) y polvos de sinterización selectiva por láser (SLS), así como las tecnologías de impresión 3D más comunes (modelado por deposición fundida (FDM), SLA y SLS) y otros factores que influyen en la resistencia del material.

La resistencia es importante cuando se imprimen piezas funcionales, incluidas herramientas, plantillas, accesorios o cualquier cosa que deba soportar cargas reales. La fuerza, sin embargo, puede significar diferentes cosas para diferentes personas. Cuando una pieza se describe como "fuerte", podría significar en términos de soportar una carga grande, resistir impactos y fracturas, o resistir el calor o las condiciones ambientales.

En ciencia de materiales, "resistencia" tiene una definición más estricta:es la cantidad máxima de tensión que una pieza puede soportar sin romperse. "Esfuerzo" es la fuerza aplicada dividida por el área de la sección transversal de la pieza para tener en cuenta las diferencias en la geometría. Otra propiedad importante relacionada con la respuesta de un material a la tensión es la rigidez. La rigidez es la cantidad de alargamiento o deflexión causada por una determinada unidad de tensión. La resistencia y la rigidez se pueden medir tirando (resistencia a la tracción) o flexionando (resistencia a la flexión). La resistencia y la rigidez serían las propiedades más relevantes para un caso de carga en el que una pieza necesita soportar una carga estática pesada, como un soporte. No todas las cargas son estáticas y existen otras propiedades que caracterizan el rendimiento del material en casos de carga más dinámicas, como los impactos.

Cuando hablamos de “dureza” de los materiales, estamos describiendo la capacidad de un material para absorber energía y deformarse plásticamente sin fracturarse. Hay una variedad de formas de medir la dureza. Una forma es medir la energía absorbida por un martillo balanceado desde un péndulo o un peso que cae, lo que se llama "resistencia al impacto". Estas medidas tienen unidades de energía (a menudo J, J/m o J/m2) a diferencia de la fuerza, que se mide en fuerza por área (normalmente en pascales o PSI). Izod, Charpy y Gardner son tres estilos populares de pruebas de impacto. La tenacidad también se puede caracterizar de otras formas, como midiendo la energía necesaria para propagar una grieta. La dureza es importante cuando se desea una pieza que deba soportar cargas dinámicas extremas, como una carcasa protectora.

Antes de comparar materiales de impresión 3D, es importante establecer qué significan las propiedades mecánicas utilizadas para medir la resistencia. En la impresión 3D, "resistencia" es a menudo una abreviatura de una combinación de las siguientes propiedades mecánicas:resistencia a la tracción, resistencia al impacto, resistencia a la flexión, temperatura de deflexión térmica (HDT) y rigidez.

Resistencia a la tracción Mide la resistencia de un material a fallar bajo tensión. Es la tensión máxima que un material puede soportar mientras se estira o tira antes de fallar. Imagínese tirar de una cuerda desde ambos extremos hasta que se deforme o se rompa permanentemente. La fuerza máxima soportada dividida por el área de la sección transversal es la resistencia máxima a la tracción.

• Por qué es importante: La alta resistencia a la tracción es fundamental para las piezas que cuelgan, soportan cargas estáticas o se separan, como ganchos o soportes de elevación.

• Medida: Estrés (fuerza por área), generalmente en megapascales (MPa)

Resistencia a la flexión es la resistencia del material a fallar bajo una carga de flexión. Esto generalmente se prueba con una prueba de flexión de tres puntos en la que una muestra se sostiene sobre dos postes y se carga en el medio. Al doblarse, una superficie experimenta fuerzas de tracción cuando intenta separarse, y la superficie opuesta experimenta fuerzas de compresión cuando se junta. Los plásticos suelen tener muy buenas propiedades en compresión y la resistencia a la flexión suele ser mayor que cuando se cargan en tensión pura.

• Por qué es importante: Una alta resistencia a la flexión es fundamental para piezas que deben soportar fuerzas de flexión como vigas, palancas, soportes en voladizo y marcos.

• Medición :Estrés (Fuerza por Área), generalmente en Megapascales (MPa)

Módulo elástico se puede medir en tensión o flex. 

• Por qué es importante: Una parte rígida (módulo alto) mantendrá su forma bajo carga, mientras que una parte flexible (módulo bajo) se deformará o estirará. Para una plantilla de localización de perforación, querrá un módulo alto para garantizar que la ubicación del orificio no se desplace bajo carga. Para un gabinete de ajuste rápido, desea equilibrio, con suficiente flexibilidad para romperse, pero suficiente rigidez para sostenerse. 

• Medida: Esfuerzo por unidad de alargamiento:generalmente GPa o MPa, ya que el alargamiento se trata como una relación de la longitud inicial. Aunque comparte unidades con la resistencia, mide la tensión por porcentaje de alargamiento:un material que tiene un módulo de 1000 MPa necesita 10 MPa de tensión para alargar el 1 % de su longitud original.

Fuerza del impacto Mide la capacidad de un material para absorber golpes y energía repentina sin romperse. Un material con alta resistencia a la tracción pero baja resistencia al impacto (como el vidrio o el PLA estándar) se considera "frágil". Si necesita una pieza que pueda soportar caídas o golpes, busque una alta resistencia al impacto. Para la resistencia al impacto Izod y Charpy, las muestras pueden estar "sin muescas" o "con muescas", donde se corta una pequeña muesca en forma de V en la pieza. Esta muesca actúa como punto de partida para la propagación de grietas y hace que la prueba sea mucho más desafiante.

• Por qué es importante: Fundamental para carcasas protectoras, piezas de drones, plantillas, accesorios, herramientas o artículos que puedan caerse. 

• Medida: Energía absorbida dividida por el espesor o área de la probeta (J/m) o kJ/m². Para la resistencia al impacto Gardner, solo se informa la energía.

HDT es la temperatura a la que un polímero se deforma bajo una carga específica. HDT es la forma preferida de comparar la temperatura a la que disminuye la capacidad de carga. La temperatura de transición vítrea (Tg) a veces se utiliza como indicador de HDT y, si bien funciona bien para termoplásticos amorfos como ABS, Tg y HDT pueden ser muy diferentes de HDT para materiales semicristalinos (nylon, PP) y termoestables como resinas SLA.

• Por qué es importante: Las piezas "fuertes" son inútiles si se deforman en un automóvil caliente o dentro de un recinto con componentes electrónicos. Esto es importante para piezas de conjuntos mecánicos, máquinas o piezas utilizadas en ambientes cálidos.

• Medida: Temperatura de falla en grados Celsius (°C) a 0,45 MPa o 1,8 MPa de carga.

La fuerza de la impresión no depende sólo del material. Ya sea FDM, SLA o SLS, la tecnología de impresión dicta la integridad estructural de la pieza final. Las diferencias fundamentales residen en la calidad de impresión, los costes y la variedad de materiales.

FDM puede producir piezas fuertes, pero son anisotrópicas y, por lo general, significativamente más débiles a lo largo del eje Z.

Las impresoras FDM construyen piezas extruyendo plástico derretido capa por capa. Mientras que la unión dentro de una sola capa (ejes X e Y) es fuerte, la unión entre capas (eje Z) es significativamente más débil, a menudo entre un 30% y un 50%.

Las impresoras SLA utilizan un láser para curar la resina líquida. Este proceso químico crea enlaces covalentes entre cada capa a medida que se forma. Como resultado, las piezas SLA son isotrópicas:exhiben una resistencia uniforme en los ejes X, Y y Z.

Los ingenieros tienen más libertad de diseño con SLA que con FDM. Puede orientar una pieza para obtener un acabado superficial o una velocidad de impresión óptimos sin preocuparse de que una carga aplicada desde el ángulo "incorrecto" provoque una falla de delaminación. Con resinas de ingeniería avanzada, SLA puede superar a varios filamentos FDM en resistencia a la tracción y rigidez.

Seminario web

Descubra cómo la Form 4 puede permitir nuevos niveles de productividad e innovación gracias a su velocidad, precisión y fiabilidad inigualables. 

Vea el seminario web ahora

Las impresoras SLS utilizan un láser de alta potencia para sinterizar un polvo termoplástico. Al igual que el SLA, el proceso de sinterización crea piezas casi isotrópicas. La mayor ventaja de las impresoras 3D SLS es que no requieren estructuras de soporte para imprimir.

La impresión 3D SLS ofrece algunos de los materiales de impresión 3D más resistentes, incluida una gama de polvos de nailon.

Libro blanco

Las impresoras 3D SLS de la serie Fuse no son solo impresoras, son un ecosistema completo para convertir archivos CAD en piezas de uso final completamente funcionales con termoplásticos industriales.

Lea el informe técnico

Compare opciones de materiales para determinar el material de impresión 3D más resistente para una aplicación determinada. Se brindan recomendaciones adicionales para los materiales más resistentes y resistentes al calor para la impresión 3D FDM, SLA y SLS.

Si bien los materiales se dividen en materiales más fuertes, resistentes y resistentes al calor, el policarbonato (PC) los supera a todos. 

Policarbonato (PC) es el material de consumo más resistente disponible antes de pasar a los costosos polímeros industriales como PEEK y PEKK. Es el mismo material que se utiliza en los cristales antibalas y en los escudos antidisturbios. En la impresión FDM, ofrece un gran avance tanto en resistencia al calor como en resistencia al impacto en comparación con el ABS y el nailon. Es un material difícil de imprimir y, a menudo, se mezcla con otros materiales para facilitar la impresión, lo que también reducirá el rendimiento de resistencia.

• Ventajas :Dureza extrema (resistencia al impacto), resistencia al calor muy alta, claridad óptica (en mezclas translúcidas específicas) y alta resistencia a la tracción.

• Desventajas: Difícil de imprimir (requiere temperaturas de boquilla muy altas de ~270-310 °C), higroscópico (absorbe la humedad) y propenso a deformaciones y delaminación severas sin una carcasa calentada.

• Resistencia a la tracción: Alta (60-70 MPa). Es más resistente que el nailon y el ABS y es capaz de soportar cargas importantes.

• Rigidez: Moderado (2-2,5 GPa) Similar al ABS, pero no tan rígido como el PLA.

• Fuerza del impacto: Muy alto. Podría decirse que el PC es el filamento no flexible más resistente. Puede soportar fuertes y repetidos golpes de martillo sin romperse.

• Resistencia al calor: Excelente. Con una HDT de ~110-130 °C, permanece rígido en entornos donde el PLA y el ABS se ablandarían.

• Ideal para: Piezas funcionales de alta temperatura, componentes automotrices (debajo del capó), cajas eléctricas y cubiertas transparentes duraderas.

En general, si su impresora 3D puede soportar el calor necesario para imprimir, el policarbonato es la mejor opción para piezas que deben ser fuertes y resistentes al calor.

Filamentos reforzados con fibra de carbono (CF-Nylon/CF-PETG)

Los filamentos de fibra de carbono suelen ser un plástico base (como nailon, PETG o ABS) relleno de fibras de carbono cortadas o fresadas. Estos rellenos aumentan la rigidez del material, pero normalmente no mejoran significativamente la resistencia a la tracción a menos que se utilicen fibras cortadas más largas que pueden provocar obstrucciones en las boquillas. La adición de relleno de fibra de carbono tiende a reducir la deformación en materiales como PC y nailon. Cuando se agregan rellenos a materiales amorfos como ABS, PC y PETG, el HDT genera mejoras mínimas, mientras que agregar rellenos al nailon puede generar un HDT justo por debajo de la temperatura de procesamiento del material. 

• Ventajas: Rigidez extrema (alto módulo), alta estabilidad dimensional (resiste la deformación mejor que el material base), peso ligero, buen acabado superficial.

• Desventajas: Abrasivo (requiere una boquilla de acero endurecido para imprimir), costoso y puede ser más quebradizo y difícil de imprimir que el material base no reforzado.

• Resistencia a la tracción: Alto (50-100+ MPa, dependiendo de la base). La fuerza puede ser mayor que la base con fibras largas a una carga mayor, pero con fibras pequeñas la fuerza puede disminuir. 

• Rigidez: Extremadamente (3 - 6 GPa), las fibras evitan que el plástico se estire, reduciendo significativamente la deflexión bajo carga.

• Fuerza del impacto: Moderado a bueno. Si bien es fuerte, la rigidez adicional significa que absorbe menos energía que el nailon puro antes de fallar.

• Resistencia al calor: Excelente. Las fibras ayudan a que la pieza mantenga su forma bajo calor, lo que a menudo aumenta la temperatura de deflexión del calor más que la del plástico base solo y alcanza 150-160 °C.

• Ideal para: Piezas estructurales, marcos de drones, componentes de automóviles, plantillas y accesorios donde la rigidez es fundamental.

Los filamentos de fibra de carbono son en general los filamentos de impresora 3D más fuertes disponibles para FDM, en términos de rigidez y rigidez estructural.

PEEK (polieteretercetona)

PEEK pertenece a la familia PAEK de termoplásticos de alto rendimiento y es ampliamente considerado uno de los materiales poliméricos más resistentes. Utilizado a menudo en implantes médicos y aeroespaciales, sirve como un legítimo sustituto ligero del metal.

• Ventajas: Resistencia química extrema, biocompatible (seguro para implantes), relación resistencia-peso superior y resistente al fuego

• Desventajas: Extremadamente costoso (a menudo cientos de dólares por kg), requiere impresoras industriales especializadas (temperaturas de la boquilla ~400 °C o más, temperaturas de la cámara ~100 °C o más) y difíciles de procesar.

• Resistencia a la tracción: Extremo (90-100 MPa). PEEK se acerca a la resistencia de algunas aleaciones de aluminio y al mismo tiempo es significativamente más liviano.

• Rigidez: El PEEK de muy alto contenido (3,5-4,5 GPa) es uno de los polímeros sin carga más rígidos.

• Fuerza del impacto: Alto. Es increíblemente resistente y resiste bien la fatiga y el agrietamiento por tensión.

• Resistencia al calor: Superior. Puede soportar un uso continuo a temperaturas de hasta 260 °C (si está recocido), lo que lo hace adecuado para piezas de motores y válvulas aeroespaciales.

• Ideal para: Reemplazo de metales, componentes aeroespaciales, implantes médicos y equipos de procesamiento químico

En definitiva, PEEK es un material de ingeniería industrial de alto rendimiento.

PEKK (polietercetonacetona)

PEKK es un pariente cercano del PEEK, pero a menudo se prefiere en la impresión 3D porque es un poco más fácil de procesar. Su estructura molecular permite una velocidad de cristalización más lenta, lo que reduce las tensiones internas que causan deformaciones durante el proceso de impresión.

• Ventajas: Menor deformación de impresión que PEEK, excelente adhesión de capas, extrema resistencia química y al calor, baja desgasificación (crucial para aplicaciones espaciales).

• Desventajas :Extremadamente caro, requiere hardware industrial de alta temperatura, requiere recocido (horneado) para desbloquear todas las propiedades térmicas.

• Resistencia a la tracción: Muy alta (80-93 MPa). Aunque a veces es ligeramente inferior que el PEEK en tensión bruta, a menudo presenta una mejor resistencia a la compresión.

• Rigidez: Alto (2,5-4 GPa) ligeramente menos rígido que el PEEK, pero aún más rígido que la mayoría de los polímeros sin relleno.

• Fuerza del impacto: Alto. Al igual que PEEK, es duradero y resistente, adecuado para entornos hostiles.

• Resistencia al calor: Superior. Al igual que el PEEK, soporta temperaturas muy por encima de los 150 °C y hasta ~250 °C o más después del recocido.

• Ideal para: Piezas aeroespaciales (debido a la baja desgasificación), componentes de petróleo y gas y piezas estructurales donde el PEEK se deforma demasiado. 

PEKK suele ser la alternativa más resistente y fiable al PEEK a la hora de producir piezas que puedan deformarse.

PLA (ácido poliláctico)

PLA es el material predeterminado para la mayoría de las impresoras FDM. Imprime fácilmente y produce piezas rígidas con buen detalle, pero baja durabilidad general.

Tiene una resistencia a la tracción de media a alta (50 a 60 MPa), a menudo superior a la del ABS o el PETG. Sin embargo, esta resistencia es engañosa, ya que el PLA es extremadamente frágil.

• Ventajas: Alta rigidez, fácil de imprimir y asequible.

• Desventajas: Muy baja resistencia al impacto, baja resistencia al calor (se deforma alrededor de 50 °C), biodegradable (puede degradarse con los rayos UV/humedad).

• Fuerza: La resistencia máxima a la tracción es alta (53 MPa). 

• Rigidez: El PLA alto (2,5-3,5 GPa) es muy rígido y se desvía menos bajo carga que el ABS o el PETG. 

• Dureza:  La resistencia al impacto es muy baja, con un Izod con muescas de 16 J/m. El PLA es frágil; se rompe en lugar de doblarse cuando se golpea.

• Resistencia al calor: Bajo. El PLA se ablanda entre ~55 y 60 °C, lo que lo hace inutilizable para aplicaciones de alta temperatura. El PLA a menudo se puede recocer de manera muy similar a PEKK y PEEK para mejorar las propiedades térmicas al permitir que se produzca una cristalización adicional del polímero. El PLA tratado térmicamente de esta manera tendrá una resistencia a temperaturas de entre 110 °C y 130 °C.

• Ideal para: Modelos estéticos, prototipos sin carga, modelos rápidos de apariencia.

En general, el PLA es bueno para objetos rígidos y estáticos (como un portalápices), pero demasiado frágil para piezas mecánicas resistentes y funcionales.

PETG  (tereftalato de polietileno modificado con glicol)

PETG es una versión modificada del material PET común que se utiliza para fabricar botellas de agua y envases de alimentos y tiene el número "1" como código de reciclaje. El PETG tiene la columna vertebral del polímero modificada para mejorar la procesabilidad, lo que lo hace adecuado para aplicaciones como moldeo por inyección e impresión 3D.

PETG es uno de los filamentos de impresión 3D más utilizados. 

• Ventajas: Más resistente que el PLA y mucho más fácil de imprimir que el ABS o el nailon.

• Desventajas: Puede tener artefactos de "encordado" en las impresiones. 

• Resistencia a la tracción: Alto:(45-55 MPa) cercano al del PLA.

• Rigidez: Moderado - Alto (2,0 - 3,0 GPa) Más rígido que el ABS y casi tan rígido como el PLA.

• Fuerza del impacto: Baja a moderada; normalmente más alto que el PLA, pero más bajo que el ABS.

• Resistencia al calor :Bajo. Normalmente ~70 °C

PETG ofrece una opción de uso general que se ubica entre PLA y ABS en términos de rendimiento de impacto y temperatura. 

ABS (acrilonitrilo butadieno estireno)

El ABS es el estándar de la industria para bienes de consumo moldeados por inyección (como los ladrillos LEGO®). En la impresión 3D, ofrece un perfil de resistencia equilibrado. Tiene una resistencia a la tracción menor que el PLA (~34-36 MPa), pero una resistencia al impacto y ductilidad significativamente mayores.

• Ventajas: Rinde antes de romperse (dúctil), soporta temperaturas de hasta ~85 °C, se puede alisar con acetona.

• Desventajas: Propenso a deformarse durante la impresión, emite vapores cancerígenos y menor resistencia a la tracción en bruto.

• Resistencia a la tracción :Más bajo que el PLA, pero suficiente para muchas piezas de plástico.

• Rigidez: Moderado. 

• Fuerza del impacto: Moderado. El ABS puede resistir el impacto mejor que el PLA, pero tiende a tener una mala adhesión de las capas, lo que provoca fracturas más fáciles en la dirección Z.

• Resistencia al calor: Moderado. Soporta temperaturas de hasta ~85–95 °C.

• Ideal para: Bienes de consumo duraderos, carcasas y piezas que requieren resistencia al calor.

El ABS es una respuesta común cuando se pregunta cuál es el filamento de impresora 3D más resistente para uso general, ya que es una opción confiable para piezas funcionales que necesitan sobrevivir a una caída o a un ambiente caluroso. Pero emite humos y puede resultar difícil imprimir de forma fiable en máquinas económicas.

Nailon (Poliamida)

El nailon (poliamida) es ampliamente considerado como uno de los termoplásticos más resistentes. A diferencia del PLA (que es rígido) o del ABS (que es dúctil), el nailon ofrece una combinación única de fuerza, flexibilidad y resistencia al desgaste.

El nailon es el material elegido para piezas funcionales que necesitan resistir tensiones mecánicas repetitivas, fricción o fatiga sin romperse. Es autolubricante, lo que lo hace ideal para engranajes y piezas móviles. Las propiedades del nailon varían significativamente según el grado y muchos filamentos son mezclas de diferentes nailon como PA6, PA12 y PA11.

• Ventajas: Alta resistencia al impacto, bajo coeficiente de fricción, excelente resistencia química y alta resistencia a la fatiga.

• Desventajas :Altamente higroscópico (absorbe la humedad del aire rápidamente, arruinando las impresiones), propenso a deformarse, requiere altas temperaturas de impresión. Los filamentos de nailon suelen rellenarse con fibra de carbono para reducir la contracción y facilitar la impresión del material.

• Resistencia a la tracción: Alto (40-80 MPa). Esto varía mucho según el grado y el acondicionamiento de la humedad. El nailon seco es más fuerte y rígido, pero el contenido de humedad “plastificará” o suavizará el material.

• Rigidez: Moderado a bajo (1,5-2,0 GPa). Normalmente menos rígido que el ABS

• Fuerza del impacto :Bien. El nailon puede ser más resistente que el ABS, según el grado y el contenido de humedad de la pieza final.

• Resistencia al calor: Muy bien. Dependiendo de la mezcla específica (PA6, PA12), generalmente soporta temperaturas de hasta 120 °C o más.

• Ideal para: Engranajes, cojinetes, bisagras activas, cierres rápidos y mangos de herramientas.

El nailon es una excelente opción para piezas duraderas y resistentes a impactos que necesitan cierta flexibilidad. Cuando se pregunta cuál es el filamento de impresora 3D más resistente para engranajes y bisagras funcionales, la respuesta suele ser nailon.

Se añaden fibra de vidrio y carbono picada o fresada al filamento para aumentar la resistencia a la temperatura, así como la rigidez. La polieterimida (PEI) es uno de esos materiales que entra en esta categoría. Comúnmente conocido como Ultem® (una marca), el filamento PEI es conocido por su resistencia al calor, resistencia y estabilidad química.

Resina rígida 10K

La Rigid 10K Resin es el material más rígido de la cartera de Formlabs. Este material es también uno de los más resistentes al calor. Está relleno de vidrio y está diseñado para simular las propiedades de los termoplásticos reforzados con fibra de vidrio. El "10K" se refiere a su módulo de tracción de más de 10.000 MPa. Se siente como cerámica o piedra en la mano.

• Ventajas: Rigidez extrema, acabado mate suave, alta precisión dimensional, resistente al calor.

• Desventajas: Muy frágil. Al igual que la cerámica, se romperá si se cae o se dobla.

• Resistencia a la tracción: Muy alta (88 MPa). Uno de los materiales más resistentes de Formlabs.

• Rigidez: Extremo (10 GPa). Resiste la deformación bajo carga mejor que casi cualquier otra resina. Más rígido que la mayoría de los filamentos y polvos, incluso aquellos con rellenos de fibra de carbono.

• Fuerza del impacto: Muy bajo. Casi no tiene ductilidad.

• Resistencia al calor: Extremo. Soporta cargas pesadas a altas temperaturas (HDT ~238 °C).

• Ideal para: Moldes de inyección, modelos de prueba aerodinámicos y piezas industriales resistentes al calor y accesorios de soldadura.

En general, la resina Rigid 10K es la mejor opción para piezas que no deben desviarse ni doblarse, como moldes, plantillas y troqueles.

Resina rígida 4000 

La Rigid 4000 Resin es una resina rellena de vidrio con un módulo de 4000 MPa, inferior a la Rigid 10K Resin. Es similar al PEEK (polieteretercetona) en resistencia y rigidez. Proporciona una alta rigidez y al mismo tiempo conserva más durabilidad y dureza que la resina Rigid 10K similar a la cerámica.

• Ventajas: Rígido y fuerte, acabado pulido, mayor resistencia al impacto que la Rigid 10K Resin.

• Desventajas: Sigue siendo frágil en comparación con la familia Tough Resin y abrasivo para los tanques de impresión con el tiempo.

• Resistencia a la tracción: Alta (69 MPa). Es un plástico estructural fuerte.

• Fuerza del impacto: Bajo. Es frágil, pero es menos probable que se rompa que la Rigid 10K Resin.

• Resistencia al calor: Moderado. HDT es de aproximadamente 77 °C a 0,45 MPa.

• Ideal para: Paredes delgadas, soportes, montajes, plantillas y accesorios que necesitan rigidez pero que pueden enfrentar vibraciones menores. 

En general, la Rigid 4000 Resin es un material rígido de uso general que ofrece un equilibrio entre la extrema rigidez de la Rigid 10K Resin y la durabilidad de las resinas de uso general.

Resinas de uso general 

Las resinas de uso general son materiales versátiles con una amplia gama de aplicaciones de usuario que incluyen creación de prototipos de forma y ajuste, modelos y accesorios, patrones o moldes impresos en 3D, y más. 

Las resinas de uso general (incluidas, entre otras, la resina de color, la resina negra, la resina gris, la resina transparente y la resina blanca) son resinas versátiles, rígidas y resistentes, con un módulo de alrededor de 2600 MPa según el color y el protocolo de poscurado. 

• Ventajas: Disponible en una variedad de colores, impresión rápida, buenas características finas, menos frágiles que los filamentos PLA y comparables al PETG en términos de dureza, pero totalmente anisotrópico con mejores propiedades en la dirección Z.

• Desventajas: No es tan fuerte ni rígido como las resinas cargadas, pero no tan resistente como la familia Tough Resin o los termoplásticos resistentes como el ABS. Más caro que los filamentos de uso general.

• Resistencia a la tracción: Alto (~62 MPa)

• Rigidez: Moderado - Alto (2600 MPa)

• Fuerza del impacto: Moderado. El Izod con muescas de 32 J/m es superior a la resina Rigid 4000. 

• Resistencia al calor: Bajo. HDT es de aproximadamente 71 °C a 0,45 MPa.

• Ideal para: Creación y ajuste de prototipos, modelos, plantillas y accesorios listos para presentar.

Resina resistente 1000

La Tough 1000 Resin es la más flexible y resistente a los impactos de la familia Tough Resin. Está formulado para tener una dureza comparable a la del polietileno de alta densidad (HDPE) o Delrin (POM). Ofrece un módulo bajo (rigidez) de ~1000 MPa, lo que lo hace increíblemente resistente y resistente al desgaste. Al igual que las otras resinas de la familia Tough Resin, la Tough 1000 Resin lleva el nombre de su módulo. 

• Ventajas: Resistencia extrema al impacto (la más alta de la familia de resinas resistentes), alto alargamiento (180 %), excelente resistencia al desgaste y una superficie lisa y de baja fricción.

• Desventajas: Muy flexible (no apto para piezas estructurales rígidas), menor resistencia al calor.

• Resistencia a la tracción: Bajo (26,3 MPa). Cede y se estira en lugar de soportar una carga estática pesada.

• Rigidez: Bajo. Uno de los materiales no elastoméricos más flexibles de la cartera de Formlabs.

• Fuerza del impacto: Extremo. Con un Izod con muescas de 72 J/m, rivaliza con los termoplásticos industriales y, con un alto trabajo de fractura, es posiblemente la resina más difícil de romper.

• Resistencia al calor: Bajo. HDT es de aproximadamente 55 °C a 0,45 MPa.

• Ideal para: Plantillas resistentes a impactos, prototipos comprimibles, conjuntos de baja fricción (como engranajes y rótulas). 

En general, la resina Tough 1000 es la mejor resina para piezas duraderas que pueden resistir caídas altas.

Resina resistente 1500

La resina Tough 1500 es un material resistente con resistencia, rigidez y tenacidad comparables al polipropileno (PP), y ofrece una resistencia excepcional a fracturas, impactos y roturas. Tiene un gran equilibrio entre rigidez y ductilidad.

• Ventajas: Ubicado entre la resina Tough 1000 y la resina Tough 2000, combina alta tenacidad, resistencia y rigidez, y también es seguro para el contacto con la piel a corto plazo.

• Desventajas: Menor resistencia a la tracción que la Tough 2000 Resin, aunque no es tan dura y resistente a los impactos como la Tough 1000 Resin. 

• Resistencia a la tracción: Moderado (34 MPa). Es menos resistente a las fuerzas de tracción que la Tough 2000 Resin pero más dúctil.

• Rigidez: Baja a moderada (1,5 GPa). Si bien es más rígida que la resina Tough 1000, se encuentra en el extremo más flexible del espectro y es comparable a algunos materiales de nailon.

• Fuerza del impacto: Muy alto. Con una alta resistencia al impacto Gardner y trabajo de fractura, absorbe energía excepcionalmente bien sin romperse.

• Resistencia al calor: Baja a moderada. HDT es de alrededor de 66 °C a 0,45 MPa.

• Ideal para: Pestillos, flexiones, amortiguadores, cierres y hebillas, resaltes de tornillos autorroscantes y bisagras. 

En general, la resina Tough 1500 es la mejor para piezas que necesitan una combinación de rigidez y ductilidad.

Resina resistente 2000

Tough 2000 Resin es el material más resistente y rígido de la familia Tough Resin de Formlabs. Formulada para rivalizar con las propiedades del plástico ABS moldeado por inyección, es la resina ideal para la creación de prototipos funcionales cuando se necesita una pieza que sea resistente y mantenga su forma pero que no se rompa bajo tensión y que sea lo suficientemente fuerte para plantillas y accesorios funcionales.

• Ventajas: Excelente equilibrio rigidez-flexibilidad, resiste cargas cíclicas (fatiga), propiedades similares al ABS moldeado por inyección.

• Desventajas:  Menos resistente que la Tough 1000 Resin y la Tough 1500 Resin.

• Resistencia a la tracción: Moderado (40,4 MPa). Es lo suficientemente fuerte para plantillas funcionales, accesorios y conectores mecánicos y piezas que normalmente se moldean por inyección en ABS.

• Fuerza del impacto: Alto. Ofrece una alta tenacidad a la fractura, lo que la hace capaz de soportar caídas y golpes repentinos mucho mejor que las resinas estándar.

• Resistencia al calor: Moderado. Tiene un HDT de 70 °C @ 0,45 MPa.

• Ideal para: Gabinetes, plantillas y accesorios, y prototipos funcionales que funcionan como ABS. 

En general, la resina Tough 2000 es ideal para piezas que necesitan ser rígidas pero no quebradizas.

Resina de alta temperatura

Elija High Temp Resin para imprimir prototipos detallados y precisos y piezas de uso final que requieren una alta estabilidad térmica, como moldes e inserciones, piezas expuestas a aire caliente, gas y flujo de fluidos, así como soportes, carcasas y accesorios resistentes al calor.

High Temp Resin tiene el HDT más alto que cualquier resina de Formlabs. Está diseñado específicamente para ofrecer estabilidad térmica, lo que le permite resistir el calor de los procesos de moldeo o el flujo de aire/fluido caliente.

• Ventajas: Resistencia extrema al calor (la más alta de su clase), detalle preciso.

• Desventajas: Muy quebradizo (similar al vidrio), absorbe la humedad con el tiempo y es difícil de curar posteriormente.

• Resistencia a la tracción: Moderado (~49 MPa). Good for holding shapes, but not for mechanical loading.

• Stiffness: Moderate to high (2.8GPa) 

• Impact strength: Very low. Parts will shatter if dropped.

• Heat resistance: Superior. It has an HDT of 238 °C @ 0.45 MPa, making it among the most temperature-resistant 3D printing materials. 

• Best for: Molds and inserts, parts exposed to hot air, gas, and fluid flow, as well as heat-resistant mounts, housings, and fixtures.

Overall, High Temp Resin is a specialty material used almost exclusively for applications where standard plastics would melt or deform.

Nylon 12 Powder

A 3D printed drone frame in Nylon 12 Powder is strong and lightweight. 

Nylon 12 Powder is the industry's gold standard for SLS. It offers a versatile balance of strength, stiffness, and detail, with very low moisture absorption. It is the easiest powder to print with, reliably producing parts with tight tolerances and complex geometries.

• Pros: Excellent dimensional accuracy, easy to print, balanced mechanical properties, and has a good refresh rate.

• Cons: Less ductile than Nylon 11 Powder. It is stiffer and will snap sooner if bent aggressively.

• Tensile strength: High (50 MPa). It offers excellent general-purpose structural strength suitable for most engineering tasks.

• Stiffness: Moderate (1.9 GPa)

• Impact strength: Moderate (32 J/m Notched Izod). While tough, it is significantly less impact-resistant than Nylon 11 Powder or Nylon 12 Tough Powder.

• Heat resistance: Excelente. It withstands temperatures up to 171 °C @ 0.45 MPa.

• Best for: High-detail prototypes, permanent jigs and fixtures, housings, and general end-use parts.

Overall, Nylon 12 Powder offers the best balance of printability and performance for general prototyping and production where extreme ductility isn't required.

Nylon 12 Tough Powder

Drone parts can be SLS 3D printed in Nylon 12 Tough Powder. 

Nylon 12 Tough Powder is a specialized formulation designed to offer improved ductility and toughness while providing the same versatility and easy workflow as standard Nylon 12. It is less brittle than standard Nylon 12 Powder and offers the best refresh rate in the industry (reusing up to 80% of old powder).

• Pros: High ductility (flexes without breaking), excellent dimensional accuracy (reduced warping), and very cost-effective due to low refresh rate.

• Cons: Lower tensile strength than standard Nylon 12 Powder. Lower heat resistance under heavy mechanical loads.

• Tensile strength: Moderate (42 MPa). While slightly weaker than standard Nylon 12 Powder (50 MPa), it makes up for this with flexibility.

• Stiffness: Low to Moderate (1.5 GPa)

• Impact strength: Good (60 J/m Notched Izod). It absorbs shock well and is ideal for parts that need to snap or bend.

• Heat resistance: Excelente. It withstands temperatures up to 161 °C @ 0.45 MPa, though it softens at lower temperatures under high loads (HDT @ 1.8 MPa is 46°C).

• Best for: Snap-fit enclosures, ratchets, hinges, functional prototypes, and long parts susceptible to warping.

Overall, Nylon 12 Tough Powder is the go-to powder for difficult geometries that tend to warp, or for parts that need more flexion than standard Nylon 12 Powder.

Nylon 12 GF Powder

Nylon 12 GF Powder can print high tolerance threads, sockets, and moving elements within the part. 

Nylon 12 GF Powder is a glass-filled composite material designed for applications where stiffness and thermal stability are critical. By incorporating glass beads into the standard Nylon 12 base, this powder produces parts that are significantly stiffer and flatter than unreinforced nylon, making it ideal for maintaining structural rigidity under load or heat.

• Pros: High stiffness (high tensile modulus), excellent thermal stability (high HDT), and produces very flat parts with minimal warping.

• Cons: More brittle than unfilled Nylon 12; abrasive to post-processing equipment over time.

• Tensile strength: Moderate (38 MPa). While the raw tensile breaking point is slightly lower than pure Nylon 12, it resists stretching (deformation) much better.

• Stiffness: Moderate to high (2.8 GPa).

• Impact strength: Low to Moderate (23 J/m Notched Izod). The glass reinforcement adds rigidity at the cost of ductility, meaning it is more likely to snap than bend under sudden impact.

• Heat resistance: Excelente. It offers improved heat deflection compared to standard Nylon 12 (175 °C @ 0.45 MPa), maintaining its shape better in hot environments.

• Best for: Stiff housings, fixtures, tooling, threads, and parts requiring high sustained load-bearing capacity without creeping.

Overall, Nylon 12 GF Powder is the choice for stiff and stable parts. It is the go-to material when you need the printability of Nylon 12 but require increased rigidity.

Nylon 11 Powder

Nylon 11 Powder is a high-performance, bio-based material tailored for parts that need to bend and flex without snapping. While standard nylons are tough, Nylon 11 Powder offers superior ductility and impact resistance, making it the ideal choice for applications where the part might be dropped, twisted, or subjected to sudden shocks.

• Ventajas: Exceptional ductility (40% elongation at break), high impact strength, and excellent long-term stability. It is bio-based (derived from castor oil) and ideal for thin features.

• Cons: Can be more prone to warping than Nylon 12 Powder parts if not oriented correctly; printing in an inert nitrogen atmosphere is recommended for the best material properties and refresh rate.

• Tensile strength: High (49 MPa). It holds heavy loads well but is defined by its ability to stretch before failing.

• Stiffness:Low to moderate (1.6 GPa)

• Impact strength: Very high (71 J/m Notched Izod). It absorbs energy efficiently, making it one of the most shatter-resistant powders available.

• Heat resistance: Excelente. It has an HDT of 182 °C @ 0.45 MPa.

• Best for: Snap-fits, living hinges, orthotics, prosthetics, and thin-walled ducts that need to withstand abuse. 

Overall, Nylon 11 Powder is the specialist choice for durability and performance. If your part needs to survive real-world impacts or constant flexing, this is the material to use.

Nylon 11 CF Powder

Nylon 11 CF Powder is the strongest and most heat-resistant material in the Formlabs SLS material library. By reinforcing Nylon 11 Powder with carbon fiber, this material bridges the gap between plastic and metal. It offers the high impact resistance of Nylon 11 Powder combined with the extreme stiffness of carbon fiber, resulting in parts that are rigid, lightweight, and capable of handling repeated structural loading.

• Pros: Excellent strength-to-weight ratio, extreme stiffness (high modulus), and superior thermal stability.

• Desventajas: Requires printing with an inert nitrogen atmosphere; parts are rigid and will not yield much before breaking compared to unfilled nylon.

• Tensile strength: Very high (69 MPa). It is significantly stronger than standard nylons and resists deformation under heavy loads.

• Stiffness: Up to 5.3 GPa, but depends on part orientation since the fiber aligns with the X-axis. 

• Impact strength: High (74 J/m Notched Izod). Unlike many carbon-fiber filaments that become brittle, this powder retains the underlying toughness of Nylon 11 Powder, resisting shattering well.

• Heat resistance: Excelente. It has an HDT of ~188 °C @ 0.45 MPa, making it suitable for under-hood automotive applications and high-temp tooling.

• Best for: Metal replacement, high-impact equipment, aerodynamic components, and rigid jigs and fixtures.

Overall, Nylon 11 CF Powder is the top-tier choice for structural parts that need to be stiff, light, and heat-resistant all at once.

Depending on what strength means to your use case:

• Impact resistance (parts that will be dropped or hammered): Choose Tough 1000 Resin (SLA) for prototyping impact-resistant parts, and Nylon 11 Powder (SLS) for end-use impact-resistant parts. Tough 1000 Resin is chemically designed to absorb high-energy impacts. Nylon 11 Powder is the superior choice for ductility if you need parts like living hinges or orthotics that must bend repeatedly and stretch significantly without ever snapping. 

• Highest strength (load bearing): Choose CF-Nylon (FDM), Rigid 10K Resin (SLA), or Nylon 11 CF Powder (SLS). These offer the highest tensile strengths, making them strong enough to replace metal components in structural applications.

• Stiffness (parts that must not bend): Choose Rigid 10K Resin (SLA), CF-Nylon (FDM), or Nylon 12 GF Powder (SLS). Rigid 10K Resin provides glass-like stiffness (10 GPa modulus) for precision tooling, while Carbon Fiber reinforced Nylons (both FDM and SLS) offer extreme structural rigidity for lightweight functional parts.

• Heat resistance: Choose High Temp Resin (SLA), Rigid 10K Resin (SLA), or PEEK (FDM). For pure heat deflection (resisting deformation at ~238 °C), the SLA resins are superior. For continuous use in harsh chemical/hot environments, PEEK is the industrial standard. In SLS, Nylon 11 Powder and Nylon 12 GF Powder are excellent "mid-range" heat performers, handling ~170–180 °C, which is significantly higher than standard ABS or tough resins.

• Overall, balanced strength profile: Choose ABS/ASA (FDM), Tough 2000 Resin (SLA), or Nylon 12 Powder (SLS). These offer the best balance of performance and price.

  • FDM: ABS is the reliable, affordable standard for basic functional FDM prints.

  • SLA: Tough 2000 Resin is best for simulating ABS properties with a smooth surface finish.

  • SLS: Nylon 12 Powder is the gold standard for functional, end-use production parts that need to last.

Interactive

Need some help figuring out which 3D printing material you should choose? Our new interactive material wizard helps you make the right material decisions based on your application and the properties you care the most about from our growing library of resins.

Recommend Me a Material

Choosing the optimal material and technology to produce a strong part is only half of the equation. Factors such as printing infills, layer height, orientation, and post-processing will also dictate the final mechanical performance.

In addition to material choice, the following factors greatly impact part performance.

A hollow part is obviously weaker than a solid one. Generally, higher infill density increases strength, but requires more material and, especially in FDM 3D printing, more time to print.

General recommendation for stronger parts when printing with FDM 3D printers:

• 50% infill for moderate loads

• 80–100% infill for structural parts

The infill pattern for FDM 3D printing also plays a big role in strength. Cubic or gyroid patterns offer high strength, while rectilinear or grid patterns are generally weaker. Therefore, to make strong parts, the general recommendation is cubic or gyroid patterns.

The shell (wall) thickness often contributes more to part strength than infills. Increasing your wall count from two to four usually adds more strength than jumping from 50% to 80% infill.

General recommendation for stronger parts:

• FDM:three to five perimeters for functional parts

• SLA:0.2 mm minimum wall thickness

• SLS:0.6 mm (vertical) and 0.3 mm (horizontal) minimum wall thickness

As discussed, FDM parts are anisotropic, so print orientation is one of the biggest factors for FDM 3D printing strength. SLA and SLS parts are isotropic, so print orientation doesn’t compromise structural integrity.

General recommendations for stronger parts:

• FDM:Weakest between layers (Z-axis), therefore orient parts so the mechanical load runs along the layer lines, not across them. For example, if printing a hook, print it lying flat on its side, not standing up.

• Because SLA and SLS prints are isotropic, parts can be oriented to reduce print time or to minimize support marks for SLA, without compromising structural integrity.

Post-processing 3D printed parts can have a high impact on performance.

In FDM, materials like PLA and Nylon can be annealed (baked) in an oven. This re-crystallizes the polymer chains, potentially increasing strength and heat resistance, though it can cause dimensional shrinkage.

In SLA, UV curing is required for resin prints to achieve full strength. An uncured or green part has significantly lower tensile properties.

In SLS, post-processing techniques such as vibratory tumbling and vapor smoothing can improve surface hardness.

Interactive

Try our interactive ROI tool to see how much time and cost you can save when 3D printing on Formlabs 3D printers.

Calculate Your Savings

There is no single strongest material. For pure tensile strength and stiffness, carbon fiber reinforced nylon (FDM) or Rigid 10K Resin (SLA) are top contenders. For impact strength and durability, Nylon 12 Tough Powder (SLS) or Tough 2000 Resin (SLA) are superior.

Carbon fiber reinforced nylon and polycarbonate (PC) are widely considered the strongest filaments available for prosumer FDM printers. PEEK and PEKK are stronger but require expensive industrial high-temperature printers.

Formlabs’ wide range of engineering resins delivers high tensile strength and stiffness. Some suggestions include: 

• Tough 2000 Resin provides strength and stiffness comparable to ABS. 

• Tough 1500 Resin provides strength, stiffness, and toughness comparable to polypropylene (PP).

• Tough 1000 Resin provides strength, stiffness, and toughness comparable to HDPE. 

• Rigid 10K Resin provides comparable stiffness to glass and fiber-filled thermoplastics. 

• Rigid 4000 Resin provides comparable stiffness to PEEK and PEKK thermoplastics. 

• High Temp Resin provides thermal stability up to 238 °C @ 0.45 MPa.

Overall, for stiff, load-bearing parts, Rigid 10K Resin (glass-filled) is the strongest. For parts that need to survive drops and impacts, Formlabs Tough 1000 Resin is the strongest option.

Nylon 11 CF Powder is the best-performing SLS powder when it comes to strength. It is a carbon fiber-filled material, perfect for applications that require both superior stiffness and strength. It produces lightweight, strong parts that remain structurally stable even at elevated temperatures.

Resins are generally more brittle than standard filaments like PLA or ABS. However, engineering resins can outperform filaments in metrics like stiffness and tensile strength, while offering the added benefit of isotropic (uniform) strength and smoother surface finish.

They can be as strong as molded plastics when printed with the right technology, material, and orientation.

FDM nylon and carbon fiber reinforced composites filaments, SLA Tough Resin Family, and SLS Nylon powders are top choices.

Sí. More infill means stronger parts, especially with strong outer walls.

SLA and SLS parts printed in engineering resins can reach similar strength to injection-molded plastics.

Plastic 3D prints are generally weaker than machined aluminum or steel. However, for metal-like strength, you can use SLS printers to print Nylon 11 CF Powder, which is incredibly robust, or SLA 3D printers to print parts in Rigid 10K Resin to replace tools such as aluminum molds for injection molding, or SLA casting resins to produce casting molds for metalmaking.

There is no single strongest 3D printing material because no single material excels in every category. The strongest part is the one that survives the intended application and environment. By understanding the difference between tensile strength (pulling) and impact resistance (shattering), and by leveraging the isotropic advantages of SLA and SLS technologies for complex geometries, you can produce parts that rival traditional manufacturing.

Strongest 3D Printing Materials Based on Print Technology

FDM

• PAEK (PEKK and PEEK)

• PLA

• Polycarbonate

Explore the Formlabs Materials Library to find the optimal material for yourself, or request a free sample part to evaluate Formlabs materials for yourself.

Compare materials to determine the best material for your application or contact a 3D printing expert.