Filamentos ASA, PETG y PC comparados: Rendimiento, durabilidad y mejores usos

Los filamentos de impresión 3D son la materia prima, o filamento, específicamente usada en conjunto con modelado por deposición fundida (FDM), uno de los métodos de manufactura aditiva más comúnmente usados. Los filamentos son termoplásticos que se vuelven líquidos cuando se calientan — permitiéndoles ser moldeados y formados — y sólidos cuando se enfrían. Hay una variedad de diferentes tipos de filamentos, cada uno de los cuales garantiza un conjunto específico de propiedades de material — algunos son extremadamente flexibles y similares al caucho, otros son rígidos, y algunos incluso son solubles o biodegradables.

El proceso de creación de filamento de impresión 3D comienza con resina granulada cruda — como PLA o ABS. Dependiendo de la aplicación de la pieza, la resina primero se mezcla con pigmento y otros aditivos para dar al filamento el color y las propiedades de material deseadas. Para maximizar la calidad, el filamento generalmente se seca a alrededor de 60–80 °C para reducir el contenido de agua del material, mitigando la ocurrencia de defectos dimensionales.

La resina se coloca luego en un extrusor de tornillo único que calienta y mezcla el material en un solo monofilamento, que luego se pasa por un tanque de agua caliente y se enfría suavemente, dando al filamento su forma redonda. Temperaturas de agua inadecuadas pueden resultar en filamento plano u ovalado — y, por extensión — menor calidad de pieza. El filamento pasa por un baño final de agua fría antes de bobinado. El material está entonces listo para usarse en producción.

Dado que los filamentos varían en sus características de material — y por lo tanto impactarán la funcionalidad y estética de la pieza final — es importante elegir el filamento de impresión 3D más adecuado para una aplicación particular. Aquí está lo que los equipos de producto necesitan saber.

Cómo elegir un filamento de impresión 3D

Durante la producción, una impresora FDM calentará el filamento termoplástico a su punto de fusión, luego lo extruirá siguiendo la trayectoria de herramienta trazada por el archivo CAD de la pieza. El método funciona creando la pieza una capa de material a la vez.

Al elegir un material para una pieza dada:

1. Es importante asegurar que el diámetro del filamento sea físicamente compatible con la impresora FDM.
2. Seleccione materiales de alta calidad de proveedores confiables; en muchos casos, las piezas de mala calidad pueden rastrearse a filamentos de baja calidad o una coincidencia inadecuada entre material, impresora y aplicación de uso final.

Tres de los filamentos de impresión 3D más comúnmente usados son ASA, PETG y policarbonato, cada uno de los cuales viene con beneficios y consideraciones de manufactura específicas.

Filamento ASA

El filamento de acrilonitrilo estireno acrilato (ASA) ofrece una mezcla única de resistencia, estabilidad dimensional y resistencia a UV, humedad y químicos, lo que lo hace una opción ideal para prototipado 3D, aplicaciones exteriores, componentes de carcasa y piezas automotrices. El ASA es más costoso y tiene un punto de fusión más alto que otros termoplásticos comunes, y solo debe imprimirse en áreas extremadamente bien ventiladas, ya que el proceso de producción puede liberar humos tóxicos. Es un material extremadamente sensible a la temperatura, y una configuración inadecuada de la cámara de calentamiento de la impresora FDM puede causar deformación (warp) o separación de capas.

Filamento PETG

El filamento PETG se elabora incorporando glicol en tereftalato de polietileno (PET), una forma de poliéster usada en muchos bienes de consumo empaquetados, incluyendo botellas de agua y contenedores de alimentos. Esto crea un filamento más claro, más flexible que es más fácil de imprimir y tiene mejores propiedades térmicas, resultando en significativamente menos deformación (warp) o contracción a medida que el material se enfría. El PETG también es extremadamente resistente al impacto, lo que lo hace ideal para herramental, así como para fabricar piezas mecánicas, prótesis y componentes diseñados para proteger otras piezas.

Sin embargo, el PETG es higroscópico, lo que significa que absorbe humedad de su entorno, y por lo tanto debe almacenarse en un lugar fresco y seco. Si la impresora no está configurada adecuadamente, el PETG también puede ser propenso a hilado (stringing), lo que afecta negativamente la precisión de impresión. El PETG también resiste adhesivos y por lo tanto requiere tratamiento adicional si se requiere pintar o pegar.

Filamento PC

El policarbonato (PC) es uno de los filamentos de impresión 3D más fuertes disponibles, ofreciendo alta resistencia al calor e impacto, así como estabilidad dimensional impresionante. Esto lo hace adecuado para piezas que necesitarán soportar alto estrés o entornos de carga. El PC es naturalmente transparente y por lo tanto a menudo se usa para fabricar artículos como lentes de gafas de sol y pantallas de dispositivos electrónicos. Al igual que el PETG, el PC también es higroscópico.

El PC tiene un punto de fusión muy alto, lo que puede llevar a una serie de complicaciones durante la producción, incluyendo deformación (warping), agrietamiento (splitting) y deslaminación (delaminating). Por esta razón, una impresora FDM completamente cerrada y con control de temperatura es ideal para imprimir piezas de PC.

Selección del filamento de impresión 3D adecuado

El FDM es una de las formas más comunes de impresión 3D tanto para aficionados como para fabricantes profesionales, y puede usarse para crear una variedad de piezas de uso final viables. ASA, PETG y PC se encuentran entre los filamentos más comunes y cada uno proporciona un conjunto distinto de características de material. Determinar el filamento ideal para una aplicación dada es crítico para crear piezas de alto rendimiento y superiores.

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