Filamento - Todo lo que necesitas saber.

¿Cuál es la historia del filamento de impresora 3D?

El primer proceso de impresión 3D, llamado estereolitografía, se desarrolló en la década de 1980. Este proceso utilizaba un láser para endurecer la resina líquida y, de ese modo, imprimir una pieza. Pronto se desarrolló el modelado por deposición fundida (FDM), que marcó el comienzo del filamento para impresoras 3D. A mediados de la década de 2000, comenzó el proyecto RepRap. A este proyecto se le atribuye principalmente el mérito de popularizar la impresión 3D al producir numerosos diseños de impresoras 3D de código abierto y, por lo tanto, hacer que las impresoras 3D fueran mucho más asequibles. A continuación, puede ver una impresora 3D de código abierto que surgió del proyecto RepRap y probablemente le resulte bastante familiar.

Inicialmente, solo había unos pocos materiales disponibles para su uso con impresoras FDM, incluidos ABS (acrilonitrilo butadieno estireno) y PLA (ácido poliláctico), que siguen siendo materiales de filamento muy populares en la actualidad. Desde entonces, se han desarrollado docenas de tipos diferentes de filamentos para su uso con impresoras 3D, incluidos PETG, TPU, nailon, varios copolímeros e incluso compuestos de metal y madera. Estos materiales ofrecen una amplia gama de propiedades y características, que incluyen resistencia, dureza, flexibilidad, textura e incluso olor. La demanda de impresión 3D crece en numerosas industrias y esto impulsa la innovación continua en el mercado de filamentos de impresión 3D.

¿Por qué hay diferentes diámetros de filamentos en la impresión 3D y cuál es el mejor?

Las primeras impresoras 3D FDM usaban filamento de 3 mm (en realidad, filamento de 2,85 mm, pero los 3 mm se mantuvieron) simplemente porque estaba fácilmente disponible en un producto llamado varilla de soldadura de plástico. El filamento de 3 mm de diámetro tiene algunas ventajas sobre el de 1,75 mm, pero en última instancia, el filamento de 1,75 mm se volvió más popular que el de 3 mm por algunas razones:

Mayor precisión : una ventaja del filamento de 1,75 mm es su diámetro más pequeño. Esto permite un uso más sencillo con boquillas de diámetro más pequeño que proporcionan mayor precisión y detalle. Además, como el diámetro más pequeño del filamento permite un control más preciso del proceso de extrusión, porque se mueve menos plástico por paso del extrusor de filamento. El uso de boquillas más pequeñas, que es posible gracias al filamento de menor diámetro, permite obtener capas más delgadas, lo que dará como resultado impresiones más suaves y detalladas en general.

Extrusión más sencilla : el filamento de 1,75 mm se derrite con mayor facilidad, porque el calor no tiene que conducirse tan lejos para llegar al centro del filamento. Además, es más flexible y más fácil de introducir en el extrusor y el hot end. En definitiva, estas características hacen que el filamento de 1,75 mm requiera menos fuerza de extrusión para empujarlo a través de la boquilla de la impresora, lo que da como resultado impresiones más suaves y menos obstrucciones.

Mayor disponibilidad : a medida que la impresión 3D fue creciendo en popularidad, cada vez más empresas comenzaron a producir impresoras 3D que utilizan filamento de 1,75 mm. El cambio de popularidad se produjo a principios de la década de 2010, cuando las impresoras 3D de escritorio se hicieron más populares. Esto hizo que estuvieran más disponibles y fueran más fáciles de conseguir que el filamento de 3 mm.

Más opciones : debido a su popularidad, existen muchas más opciones para el filamento de 1,75 mm que para el de 3 mm. Esto incluye una gama más amplia de materiales, colores y acabados, lo que ofrece a los usuarios más opciones para encontrar el filamento perfecto para su aplicación.

Si bien el filamento de 3 mm todavía se utiliza en algunas impresoras 3D de gama alta, el filamento de 1,75 mm se utiliza en la mayoría de las impresoras 3D de consumo debido a estas ventajas.

¿Qué materiales de filamento FDM están disponibles hoy en día?

La siguiente lista no es exhaustiva, pero incluye ocho de los materiales de filamento para impresoras 3D FDM más populares que se pueden imprimir con impresoras 3D de consumo junto con sus ventajas, desventajas y facilidad de uso:

PLA (ácido poliláctico)
Ventajas: El PLA tiene baja deformación, alta resistencia a la tracción, es biodegradable y está hecho a partir de recursos renovables. Debido a que el PLA es tan fácil de imprimir, es el material de filamento para impresión 3D más popular.

Desventajas: El PLA no es tan resistente y tiene una resistencia a la temperatura menor que otros materiales.

ABS (Acrilonitrilo Butadieno Estireno)
Ventajas: El ABS es fuerte, resistente y tiene buena resistencia a la temperatura, lo que lo hace adecuado para piezas funcionales y prototipos.

Desventajas: Puede resultar difícil de imprimir debido a la deformación y requiere una cama caliente. Además, emite gases desagradables durante la impresión que son perjudiciales para la salud si se inhalan en exceso.

PETG (tereftalato de polietileno glicol)
Ventajas: PETG es fuerte y duradero, tiene buena resistencia a la temperatura y es fácil de imprimir.

Desventajas: Puede ser propenso a encordarse y requiere una cama caliente.

TPU (Poliuretano Termoplástico)
Ventajas: El TPU es flexible y elástico, lo que lo hace ideal para crear piezas suaves y similares al caucho.

Desventajas: Puede ser difícil de imprimir (especialmente con una configuración de extrusor Bowden) debido a su flexibilidad y puede requerir configuraciones especiales o modificaciones en la impresora.

Nylon
Ventajas: El nailon es fuerte, duradero y tiene buena resistencia a la temperatura, lo que lo hace ideal para crear piezas funcionales y prototipos.

Desventajas: El filamento de nailon debe secarse antes de imprimirlo. También puede resultar difícil de imprimir debido a la deformación y requiere una cama calentada y un recinto.

Policarbonato (PC)
Ventajas: El PC es fuerte y tiene resistencia a altas temperaturas, lo que lo hace ideal para crear piezas funcionales y prototipos que requieren dureza y resistencia al calor.

Desventajas: Puede ser difícil de imprimir debido a la deformación, requiere una cama y un recinto calentados y puede emitir humos nocivos durante la impresión.

PVA (alcohol polivinílico)
Ventajas: El PVA es un material de soporte que se puede disolver en agua, lo que lo hace ideal para impresiones complejas con voladizos y estructuras internas.

Desventajas: Puede resultar difícil de imprimir debido a su tendencia a absorber la humedad del aire y requiere un extrusor independiente o una impresora de doble extrusión para su uso. Las nuevas funciones de corte para estructuras de soporte también han facilitado la impresión de estructuras de soporte sin PVA.

ASA (Acrilonitrilo Estireno Acrilato)
Ventajas: El ASA es similar al ABS, pero con resistencia mejorada a los rayos UV y a la intemperie, lo que lo hace ideal para aplicaciones en exteriores.

Desventajas: Puede resultar difícil imprimir debido a la deformación y requiere una cama caliente y un recinto.

En general, la facilidad de uso de estos materiales depende en gran medida de la impresora 3D y del tamaño de la pieza que se va a imprimir. Algunos materiales pueden requerir una cama caliente, un recinto o configuraciones especiales para imprimir de manera eficaz, mientras que otros son más flexibles. Es importante investigar y realizar experimentos con los materiales y las configuraciones específicas de la impresora para lograr los mejores resultados.

¿Qué nuevos materiales de filamento FDM es probable que surjan en el futuro?

Existen muchas direcciones posibles que podrían tomar los filamentos de las impresoras 3D en el futuro y varias tendencias emergentes que darán forma al futuro de esta tecnología. A continuación, se presentan algunas posibilidades:

Propiedades del material : A medida que los procesos de impresión 3D se integren en la fabricación en masa, aumentará la demanda de filamentos para impresoras 3D que puedan producir piezas funcionales con propiedades específicas, como resistencia, flexibilidad o conductividad. Algunos ejemplos actuales de materiales funcionales incluyen filamentos reforzados con fibra de carbono, filamentos conductores e incluso filamentos que pueden cambiar de color en respuesta a la temperatura o la luz.

Facilidad de uso : probablemente el mayor problema al que se enfrenta la impresión 3D es que se trata de un proceso complejo, propenso a errores y difícil. Por lo tanto, los futuros materiales de filamentos para impresoras 3D deberán abordar este problema facilitando la extrusión y la adhesión uniformes del filamento.

Sostenibilidad : Ante la creciente preocupación por los residuos plásticos y el impacto medioambiental de la impresión 3D, es posible que se preste más atención al desarrollo de filamentos para impresoras 3D más sostenibles. Esto podría incluir el uso de materiales biodegradables o compostables, así como el desarrollo de filamentos fabricados a partir de plástico reciclado.

Personalización : una de las mayores ventajas de la impresión 3D es su capacidad de producir piezas y productos altamente personalizados. A medida que avance la tecnología de impresión 3D, es posible que veamos el desarrollo de filamentos que permitan una personalización aún mayor, como filamentos que puedan cambiar de color o textura durante el proceso de impresión, o filamentos que se puedan programar para producir piezas con propiedades o funciones específicas.

En general, es probable que el futuro de los filamentos para impresoras 3D esté determinado por una combinación de tecnologías emergentes, demandas del mercado y consideraciones ambientales. Las posibilidades de innovación son prácticamente infinitas y será emocionante ver cómo los filamentos para impresión 3D continúan evolucionando y mejorando en el futuro.