Materiales de impresión 3D Proveedores

Los materiales de impresión 3D se clasifican principalmente según el proceso de fabricación en filamento FDM, resina fotocurable SLA, polvo para sinterización selectiva por láser SLS, polvo para fusión multijet MJF y ciertos materiales de impresión metálica, con características, condiciones de impresión y aplicaciones adecuadas muy variadas entre las distintas categorías.

El filamento FDM es el material más común para las impresoras de escritorio; se construye capa a capa mediante extrusión de material fundido calentado, con una barrera de entrada baja en cuanto a equipos y un manejo sencillo. El PLA es un filamento de nivel básico: presenta baja temperatura de impresión, mínima deformación, calidad de construcción uniforme, buen acabado superficial, olor suave, está elaborado a partir de materias primas de origen biológico y resulta económico. Sus desventajas son la escasa resistencia al calor (empieza a deformarse a partir de unos 50 °C), la dureza insuficiente (propenso a la fractura frágil) y la pobre resistencia a la intemperie (se degrada al aire libre). Se utiliza principalmente para modelos manuales, artesanías decorativas y muestras de apariencia, pero no es adecuado para piezas sometidas a carga ni para aplicaciones a altas temperaturas. Las versiones modificadas del PLA —con fibra de vidrio, con fibra de carbono o de alta tenacidad— mejoran la rigidez y la estabilidad dimensional en los compuestos, aunque a costa de reducir la tenacidad y acelerar el desgaste de la boquilla; son apropiadas para prototipos simples de herramientas.

El ABS es un filamento de ingeniería clásico que ofrece excelente resistencia al impacto, buena tenacidad, resistencia a disolventes y mayor resistencia al calor que el PLA; las piezas terminadas pueden lijarse y pintarse posteriormente. Por otro lado, tiende a deformarse y encogerse fácilmente durante la impresión y emite un olor bastante penetrante, por lo que es recomendable utilizar una cámara cerrada. Se emplea ampliamente en carcasas de electrodomésticos, juguetes y prototipos funcionales; muchos prototipos de productos de consumo se fabrican en ABS. El ASA presenta un comportamiento similar al ABS, pero su principal ventaja es la resistencia a los rayos UV y a la intemperie —mantiene sus propiedades sin amarillearse ni agrietarse al exterior—, conservando además una buena resistencia al impacto. También requiere una cámara cerrada para reducir la deformación y resulta idóneo para carcasas de equipos de uso exterior, accesorios exteriores y piezas relacionadas con la energía fotovoltaica.

El PETG ofrece un equilibrio entre tenacidad, resistencia y facilidad de impresión: bajo riesgo de deformación, fuerte adhesión entre capas, olor reducido, transparencia opcional y resistencia a aceites y algunos productos químicos. El PETG estándar es adecuado para carcasas, piezas de apariencia y algunas muestras en contacto con alimentos. Las versiones modificadas —con fibra de vidrio, fibra de carbono, retardantes de llama, resistentes a los rayos UV o de alta tenacidad— ganan rigidez, estabilidad dimensional y resistencia a la fluencia tras la incorporación de refuerzos, lo que las hace aptas para accesorios y piezas estructurales ligeras. Sus desventajas incluyen una resistencia moderada al calor, desgaste de la boquilla en las versiones reforzadas y tendencia a absorber humedad, por lo que deben secarse antes de la impresión.

Los filamentos de nylon (PA) —comúnmente PA6, PA12 y PA66— son extremadamente resistentes, antidesgaste, resistentes a la fatiga, químicamente estables y mecánicamente robustos por sí mismos; las versiones reforzadas con fibra de carbono o de vidrio elevan aún más su resistencia y rigidez, siendo adecuadas para engranajes, rodamientos y piezas estructurales sometidas a carga. La principal debilidad del nylon es su gran capacidad para absorber humedad: imprimir con filamento húmedo provoca burbujas y una adhesión intercapas deficiente, y una vez que la pieza terminada absorbe humedad, se hincha dimensionalmente y pierde resistencia. La mayoría de los nylons deben imprimirse en una cámara cerrada; es esencial secarlos previamente y tener en cuenta los cambios en sus propiedades debido a la absorción de humedad cuando se utilizan en ambientes de alta humedad.

PPA, PEEK y PEKK son materiales FDM de alto rendimiento y alta temperatura, con temperaturas de deflexión térmica muy elevadas, buena resistencia química y a la fatiga, y adecuados para entornos exigentes de alta temperatura y alta corrosividad; el PEEK también presenta buena biocompatibilidad para aplicaciones médicas. Sin embargo, las temperaturas de impresión son extremadamente altas, requiriendo una boquilla de alta temperatura, una cama caliente y una cámara de construcción sellada para altas temperaturas —lo que implica costos de equipamiento elevados y un material costoso—. Estos materiales se emplean principalmente en la industria aeroespacial, en implantes médicos y en piezas funcionales industriales de gama alta.

TPU y TPE son filamentos flexibles y elásticos con rebote similar al caucho, y su dureza varía enormemente según el grado: desde una textura muy suave, parecida a la silicona, hasta elastómeros mucho más rígidos. Resisten el desgarro, se doblan bien y pueden imprimirse como amortiguadores, juntas, almohadillas para los pies y cubiertas protectoras. Su impresión es bastante sensible a la retracción y a la velocidad de extrusión, y tienden a formar hilos o a obstruirse.

La resina fotocurable SLA se cura bajo luz ultravioleta, ofreciendo alta precisión y gran detalle con superficies lisas, lo que la hace idónea para figuritas finas, joyería y prototipos de apariencia de alta precisión. Las resinas presentan numerosos subtipos: la resina rígida de uso general tiene alta dureza y es adecuada para muestras de apariencia; la resina resistente posee mejor resistencia al impacto y es menos propensa a romperse, siendo ideal para prototipos funcionales; la resina de alta temperatura soporta mayores temperaturas y se utiliza para muestras moldeadas por inyección; la resina flexible imita la sensación del caucho; la resina para fundición deja poca ceniza tras la combustión y se emplea en la fundición de joyas por el método de cera perdida; la resina biocompatible puede usarse para muestras médicas y dentales. La resina fotocurable requiere un postcurado adecuado y el material líquido resulta irritante, por lo que es importante tomar medidas de protección durante su manipulación.

Los materiales en polvo SLS y MJF no requieren soportes y pueden imprimir directamente estructuras huecas complejas, utilizando principalmente polvo de nylon, polvo de nylon modificado con fibra de vidrio o de carbono y polvo flexible de TPU. Las piezas terminadas presentan propiedades mecánicas homogéneas, sin las marcadas diferencias de dirección de capas típicas del FDM, lo que las hace adecuadas para prototipos funcionales en serie, herramientas complejas, engranajes y piezas ligeras —aunque los costos de equipamiento son elevados y los materiales resultan relativamente caros.

Los materiales de impresión 3D metálicos consisten principalmente en polvos metálicos, incluyendo acero inoxidable, aleaciones de aluminio, aleaciones de titanio y superaleaciones de alta temperatura; las piezas impresas alcanzan una resistencia comparable a la de piezas forjadas y se emplean principalmente en la industria aeroespacial, en la fabricación de moldes y en implantes ortopédicos, con costos tanto de equipamiento como de material elevados.

Elegir entre estos materiales depende principalmente de la temperatura de operación, los requisitos de carga, si la pieza se utilizará en exteriores y las necesidades de precisión, además de ajustarse a las capacidades del equipo. Algunos filamentos de ingeniería exigen condiciones estrictas de secado, cámaras cerradas y boquillas resistentes al desgaste, y la mayoría de los materiales reforzados o modificados desgastan las boquillas más rápidamente, por lo que es necesario contar con los accesorios adecuados para imprimirlos de manera confiable.