Materiales de impresión

Obtener excelentes resultados de impresión a veces puede ser más un arte que una ciencia. Sin embargo, existen varios métodos para aumentar sus posibilidades de éxito y obtener impresiones de alta calidad. Esta guía de filamentos le ayuda a elegir el filamento correcto.

Algunas de las variables con las que tendrá que trabajar son las propias impresoras, el software, el filamento, la configuración y, por último, pero no menos importante, el destello personal. En este punto, probablemente ya tengas una impresora 3D o una en mente, así que comenzaremos eligiendo un buen filamento para impresora 3D .

Filamentos de alto rendimiento

Por qué no deberías elegir el filamento más barato

Con la gran selección de filamentos que llegan al mercado y la variedad de proveedores, puede ser difícil encontrar el que más le convenga sin perder dinero y tiempo para encontrarlo. No puedo decirte con qué compañía ir, simplemente no vayas demasiado barato, obtendrás lo que pagas y es más veces que no, barato por una razón.

Algunas de las cosas que debe tener en cuenta al elegir el filamento son:

1. Consistencia del diámetro
2. Humedad
3. Viscosidad y suciedad constantes

Consistencia del diámetro del filamento

Comencemos con el diámetro del filamento; 3 mm frente a 2,85 mm frente a 1,75 mm. Personalmente, creo que 1,75 mm es superior y he aquí por qué. Es más común en el mercado y es un plástico de calidad más fresca. Por lo general, es más nuevo y sale del inventario de los minoristas más rápido, lo que da como resultado que se fabrique y reemplace un producto más nuevo en los estantes. Parece tener una mejor extrusión y retracción y, en general, un mejor flujo de plástico. Ahora, esto tiene sentido ya que el motor paso a paso de la extrusora requiere más revoluciones para extruir la misma cantidad de plástico que 3 mm / 2,85 mm, lo que da como resultado una mayor precisión y un mejor control del flujo. Independientemente del tamaño que elija, el diámetro debe ser consistente y redondo en todo momento. Muchas impresoras ahora tienen tensores de resorte en las extrusoras, por lo que pequeñas variaciones de diámetro como – / +. 03 mm no son un gran problema.

Humedad del filamento

Otra preocupación es la humedad y esto generalmente se debe a un empaque deficiente o al almacenamiento demasiado tiempo fuera del empaque. El plástico absorberá la humedad de la atmósfera en relación con la humedad y la duración de la exposición. Reconocerá la humedad en el filamento si salpica y escupe en el extremo caliente debido a que el agua se convierte muy rápidamente en pequeñas bolsas de vapor en expansión. En última instancia, esto conduce a impresiones deficientes y una mala adhesión de las capas.

Filamento sin humedad

Ciertos materiales de impresión 3D como PLA y Nylon absorben fácilmente la humedad de la atmósfera. Es esta absorción la que puede causar problemas como afectar la calidad de impresión y causar daños a su hot-end a través del bloqueo.

• Daño en el extremo caliente: la absorción de humedad hace que el filamento se hinche. Si la hinchazón es suficiente, el plástico simplemente bloqueará la boquilla y puede causar daños permanentes en el extremo caliente.
• Calidad de impresión: durante la fusión del plástico, la humedad atrapada se convierte en vapor y genera algunas burbujas. Es este burbujeo lo que interfiere con la velocidad de extrusión y da como resultado un modelo que carece de resistencia y calidad … ¡sin mencionar que no se ve bien!
• Solución: para combatir la absorción de humedad del filamento y los daños graves a su equipo, una solución económica es comprar bolsas de vacío. Coloque su carrete de filamento en la bolsa, tire un par de paquetes de gel de sílice y aspire todo el aire.

Encontrará más consejos sobre cómo mantener los filamentos libres de humedad en nuestra guía de almacenamiento de filamentos .

Impurezas de filamentos

Las impurezas en el plástico son el mayor problema al elegir el filamento. Las impurezas químicas conducen a una mala viscosidad del plástico derretido y los desechos taponan la boquilla del extrusor. ¡Una boquilla tapada es un gran revés! No solo fallará la impresión, lo que le costará tiempo y dinero, sino que también podría significar desarmar la extrusora y limpiarla. Parece haber una correlación directa entre el filamento barato y las boquillas tapadas. Aunque es comprensible que esté tratando de ahorrar dinero en filamentos, los filamentos baratos pueden costarle inadvertidamente más dinero al final. Por lo general, si elige un filamento bien calificado a un precio decente, estará bien y se ahorrará muchos dolores de cabeza.

FlashForge se está preparando para lanzar una línea completamente nueva de filamentos especiales para impresoras 3D con mucho que ofrecer. La nueva línea agregará 16 filamentos en total, cubriendo todo tipo de funcionalidades y características para satisfacer todo tipo de necesidades de impresión 3D, desde dureza hasta flexibilidad, resistencia al impacto y estética. La gama estará disponible en todo el mundo muy pronto.

Al mirar la lista, se puede ver que comparten 2 similitudes generales. Por ejemplo, todos están disponibles en 1,75 mm, y algunos también están disponibles en versiones de 3 mm. La mayoría tiene la tenacidad como característica principal, según la descripción de FlashForge de sus atributos. Aparte de eso, varían en casi todas las temperaturas, colores y funciones que se puedan imaginar.

Desglose de los filamentos

PLA, ABS, ABS Pro, HSPLA y PLABS

Comencemos con los clásicos, PLA y ABS, y los giros especiales de FlashForge en ellos. La compañía está lanzando filamentos ABS y ABS pro. Hay algunas diferencias interesantes entre estos dos, con el profesional entre más resistente y con más termoestabilidad. El ABS Pro también requiere una temperatura mínima del lecho más baja (50 ° C en comparación con los 80 ° C del ABS). Del mismo modo, PLA viene en 2 formas: regular y HSPLA. FlashForge diseñó la HSPLA no solo para la impresión de alta velocidad, sino también para una fusión, solidificación y fluidez más rápidas.

Luego está el filamento PLABS que combina las fortalezas de ABS y PLA pero sin el humo o los vapores que obtiene del ABS. Como tal, esto lo convierte en un gran filamento para impresiones complejas de alta precisión. Con una temperatura de impresión de 200 – 240 ° C, requiere un rango de temperatura un poco más alto que el PLA pero definitivamente más bajo que el ABS. Es lo mejor de ambos mundos. Aunque, actualmente, solo viene en un solo color.

Flexibilidad y dureza

En términos de características, algunos probablemente querrán algo menos rígido. Para ellos, FlashForge tiene los filamentos «Elastic» y «Flexible». El filamento flexible presenta colores brillantes, fácil alimentación a la extrusora y gran resiliencia. El filamento elástico es aún más flexible, además de ofrecer resistencia a la corrosión y al rayado.

Otro criterio que aparece a menudo son los termoplásticos más duros y resistentes a los impactos. El nailon llena esta categoría, siendo mejor para prototipos industriales y artículos de uso diario. De manera similar, los filamentos HIPS brindan resistencia al impacto, al mismo tiempo que son un gran material de soporte debido a su capacidad para disolverse en limoneno.

Los plásticos de calidad alimentaria

Imprimir Tupperware y otros artículos del hogar puede ser una tarea ardua. ¿Qué plásticos debería utilizar y cumplen con los estándares de calidad alimentaria? Ahí es donde entran en juego la PC, PETG y polipropileno. Aprobados por la FDA, resistentes y resistentes al calor, los 3 proporcionan algunas capacidades industriales. Tanto el PC como el PETG también aportan una tasa bastante alta de transmisión de luz al pliegue (85% para el primero, 90% para el segundo).

Cada uno tiene sus ventajas individuales, por supuesto. PETG es mejor para imprimir materiales transparentes, imprimiendo con muy pocas marcas y abrasiones notables. El PC, por otro lado, es retardante de llama y el PP tiene la viscosidad suficiente para limpiar realmente la extrusora.

Tenga en cuenta que estos filamentos son aptos para alimentos en su forma cruda. Para mantener la seguridad alimentaria de estos materiales, todo el proceso de producción debe seguir estos estándares. Cuando procesa estos materiales a través de una impresora 3D que también se utiliza para imprimir con materiales no aptos para alimentos (como ABS, PLA o Nylon), el producto final ya no puede etiquetarse como apto para alimentos.

Perla, Madera y Termocrómico

Lo que une a estos 3 filamentos es que aportan cierto destello estético a sus diseños. El filamento de madera es solo eso: parece madera fina y pulida. Es una mezcla de álamo, PLA ambiental y texturas de madera reales. Del mismo modo, Pearl es otro filamento con un brillo perlado, más adecuado para objetos de alta precisión. Pearl es una mezcla de PLA, PHS y PBS biodegradables.

El material termocrómico cambia de color en reacción a la temperatura. Cuando cruza el umbral de 33 ° C, cambia de naranja (a la temperatura más baja) a amarillo. Puede agregar una dimensión agradable a cualquier impresión o obra de arte que los usuarios deseen.

Todas las imágenes son cortesía de FlashForge.

El almacenamiento de filamentos plantea un gran problema para los entusiastas de la impresión 3D. Un almacenamiento incorrecto da como resultado que la humedad del aire ingrese a los filamentos, lo que, como verá pronto, es una mala noticia. Siga leyendo para obtener su guía para almacenar filamentos correctamente para que no termine perdiendo dinero en filamentos que le brindan impresiones de baja calidad.

Almacenamiento de filamentos

Antes de entrar en el almacenamiento de filamentos, se necesita una breve nota sobre lo que sucede con los filamentos mal almacenados.

Los filamentos utilizados para la impresión 3D son polímeros, lo que significa que se pueden descomponer en un proceso conocido como hidrólisis . Como resultado de la humedad del aire que entra en contacto con los filamentos cuando están mal almacenados, el polímero se descompone cuando se calienta en el punto de extrusión, debilitando el filamento.

Cualquier pieza impresa con este filamento «húmedo» no se verá tan pulida o impecable como usted quisiera. Además, el filamento «húmedo» necesita una temperatura más alta para una extrusión adecuada. Los filamentos de nailon, policarbonato y copoliéster son muy susceptibles a la hidrólisis cuando se mojan y se calientan.

Los filamentos de impresión 3D tienden a ser higroscópicos, que es una forma elegante de decir que absorben fácilmente la humedad. Entonces, el problema del almacenamiento se reduce a evitar el contacto con el aire húmedo. El resto de este artículo se centra en cómo lograrás este ambiente seco para tus filamentos.

Sugerencia: la siguiente imagen es un excelente ejemplo de cómo no almacenar sus filamentos. Lo cierto es que dejarlos al aire libre garantiza bastante el contacto con la humedad, lo que podría arruinar el producto impreso.

Bolsas de vacío

Hay muchas soluciones de almacenamiento disponibles para sus filamentos, pero una proporción significativa son costosas, poco prácticas o consumen demasiado tiempo. Como aficionado, desea que las cosas sean lo más baratas y sencillas posible.

Entra en el humilde vacío. O para ser más específico; bolsas de vacío. Las bolsas de vacío de alta calidad brindan un entorno sin aire para sus filamentos. Querrá comprar bolsas que tengan una válvula de vacío para succionar el aire. Además, deberá optar por bolsas con un mecanismo de doble cremallera para una máxima impermeabilidad al aire. Crear un ambiente sin aire en las bolsas es tan fácil como usar una aspiradora doméstica normal para aspirar el aire.

Cabrá alrededor de 4 carretes de filamento en una bolsa de vacío. Los paquetes que contienen seis bolsas están disponibles por aproximadamente € 20. Esto debería ser más que suficiente para cualquier aficionado a la impresión 3D. En resumen, esta es una solución barata y fácil para el problema del almacenamiento de filamentos y una que debe considerar.

Consejo profesional . Con las bolsas de vacío, inevitablemente queda algo de humedad dentro de la bolsa. No hay vacío absoluto, aunque la cantidad de humedad restante suele ser casi insignificante. Para asegurarse de deshacerse de la humedad restante, use algunas perlas de gel de sílice. Casi todo el mundo está familiarizado con estos. Vienen en paquetes pequeños con productos como zapatillas y productos alimenticios porque son increíbles para absorber la humedad. Simplemente coloque los paquetes de perlas de sílice dentro de las bolsas de vacío junto con su filamento. Estos paquetes secos de gel de sílice tienden a ser relativamente baratos, con 20 bolsas que se venden en Amazon por aproximadamente € 10.

Otro consejo adicional es usar clips de filamento cuando guarde sus carretes en bolsas de vacío. Los extremos de los filamentos pueden ser bastante afilados y perforar fácilmente un agujero en las bolsas de la aspiradora, exponiendo el filamento al aire húmedo del que está tratando de protegerlo. Los clips de filamentos son baratos y no usarlos equivaldría a correr un riesgo realmente innecesario.

Caja seca

Otra gran solución para crear un entorno sin humedad para el almacenamiento de filamentos es una caja seca. Estos gabinetes brindan el tipo de ambiente de baja humedad que es perfecto para el almacenamiento de filamentos. La tecnología funciona a través de un sistema deshumidificador electrónico que deshumidifica constantemente el interior de la caja. Como resultado, limitará el contacto que tiene su filamento con el aire húmedo a prácticamente nada. Para usted, esto significa impresiones más fuertes y confiables.

Cajas de almacenamiento

Las cajas de almacenamiento transparentes con tapas selladas presentan otra excelente manera de almacenar correctamente sus filamentos de impresión 3D. La idea detrás de las tapas selladas es que ninguna nueva humedad pueda llegar al filamento desde el exterior. La necesidad de transparencia surge desde una perspectiva práctica. Si no puede ver dentro de las cajas, nunca sabrá qué filamento hay dentro de qué cajas.

En términos de tamaño, querrá apuntar a algo lo suficientemente grande como para apilar algunos carretes de al menos 20 cm de diámetro. Un buen tamaño de base para apuntar es de aproximadamente 40 cm de largo y 30 cm de ancho. La altura depende de la cantidad de bobinas de filamento que planee apilar, pero alrededor de 40 cm debería estar bien.

Deshumidificadores

El único problema con las cajas de almacenamiento es la necesidad de reducir la humedad del aire que permanece dentro de la caja una vez que colocas el filamento en ella. Para resolver este enigma, puede comprar un deshumidificador. Se podría perdonar por pensar que esta solución ya carece de practicidad. Pero no se preocupe; Los deshumidificadores no requieren baterías ni cables para funcionar. Y son completamente renovables. En otras palabras, son la definición misma de práctica.

Un buen deshumidificador debería costarle tan solo € 15-20 en algún lugar como Amazon. Consulte el Eva Dry E-333 para ver un buen ejemplo. Estos deshumidificadores deben renovarse aproximadamente una vez al mes. Para renovar su deshumidificador, simplemente conéctelo a una toma de corriente cuando las perlas de gel de sílice cambien de color. La mayoría de los deshumidificadores vienen con un indicador de color que le ayuda a identificar cuándo necesita renovarse.

Al igual que con las bolsas de vacío, las perlas de gel de sílice se utilizan para absorber la humedad. Dado que cabe un máximo de alrededor de 5 o 6 carretes en cada caja, dos cajas de almacenamiento y dos deshumidificadores deberían ser suficientes para las necesidades de la mayoría de las personas. El hecho de que su deshumidificador sea renovable compensa esa inversión inicial. Cuando esté seguro de que su deshumidificador está completamente cargado, simplemente colóquelo dentro de la caja de almacenamiento con el indicador hacia afuera de la caja.

Si desea ser elegante o tiene problemas para verificar de qué color son las cuentas en su deshumidificador, puede comprar algunas tarjetas indicadoras de humedad. En última instancia, este paso no es necesario, pero puede ser útil para medir fácilmente el nivel de humedad. Simplemente coloque las tarjetas dentro de su caja y estará listo.

Secado al horno

Hasta ahora, hemos analizado algunas soluciones prácticas y económicas para almacenar filamentos. Pero también tiene sentido abordar el problema del secado del filamento que ya está saturado de humedad. Imprimir con filamento húmedo significa utilizar un filamento más débil e inconsistente de lo normal. En otras palabras, es probable que arruine la calidad de su producto impreso.

Para secar su filamento, puede usar ese útil electrodoméstico: el horno doméstico. Más específicamente, necesitará un horno con ventilador porque este tipo de horno distribuye el aire de manera uniforme por todo el interior. El flujo uniforme de aire significa que el aire caliente circula constantemente alrededor del carrete.

Un factor crucial a considerar al decidir si su filamento es adecuado para el secado en horno es la temperatura de transición vítrea (Tg) del material. Esta es la región de temperatura donde el polímero cambia de un material duro y vítreo a un material blando y gomoso.

El PLA, por ejemplo, tiene una Tg de solo 60 grados Celsius, lo que lo hace inadecuado para secar en el horno a menos que su horno no tenga un ajuste de calor mínimo. Por el contrario, otros tipos de filamentos como el ABS tienen una Tg de 100 grados. Lo importante si decide secar cualquier filamento es investigar la temperatura de transición vítrea de ese filamento. Si está alrededor de 80 grados o más, debería estar bien allí durante una hora a 60-70 grados. Si la Tg es inferior a 80 grados Celsius, puede intentar secar el filamento a una temperatura más baja de alrededor de 30-40 grados Celsius, pero quizás dejarlo allí por más tiempo.

Resumen

Cuando el filamento de impresión 3D absorbe la humedad del aire que lo rodea, pueden ocurrir los siguientes problemas:

• El filamento se vuelve quebradizo y más propenso a romperse.
• La temperatura de extrusión aumenta
• El filamento pierde su resistencia a la tracción.
• Habrá vapor o burbujas una vez que el filamento pase por el extremo caliente de la extrusora, lo que dará lugar a un acabado no deseado.

Para almacenar correctamente el filamento para que no entre en contacto con el aire húmedo, tienes tres opciones prácticas y relativamente económicas:

1. Utilice bolsas de vacío de doble cremallera con una válvula para aspirar el aire con una aspiradora estándar. Coloque perlas de gel de sílice dentro de las bolsas para absorber la humedad restante.
2. Guarde sus bobinas de filamento en cajas de almacenamiento transparentes con tapas selladas. Use un deshumidificador renovable barato para absorber la humedad restante dentro de las cajas.

Cualquier filamento que sospeche que ha entrado en contacto con aire húmedo debe secarse en el horno.

Con la guía anterior, debería poder almacenar su filamento correctamente a partir de ahora y mejorar la calidad de sus impresiones 3D.

Un grupo de investigadores acaba de descubrir un medio para crear filamentos antibacterianos con propiedades antimicrobianas. Este filamento consta de una variedad de resinas de origen vegetal y partículas de nanoóxidos metálicos. Tiene el potencial de desarrollar todo tipo de implementos médicos, vendajes y herramientas que también son resistentes a las bacterias desde el primer momento.

Si bien las bacterias desarrollan resistencia a muchos antibióticos, todavía hay muchos que sirven como buen material de base. Los investigadores utilizaron resinas de oleo-goma de plantas de benjuí, mirra y olíbano y luego se mezclaron en partículas de nano óxido al 10%. A continuación, mezclaron las resinas y las nanopartículas metálicas y las imprimieron en discos. Las resinas evitan el crecimiento asociado a la superficie, mientras que las partículas de óxido evitan el crecimiento planctónico de microorganismos. Los discos, a su vez, evitan la proliferación de patógenos clínicos.

Podría servir como una excelente manera de hacer vendajes más eficientes. Otra posibilidad está en la creación de herramientas quirúrgicas resistentes a las infecciones desde el principio. O quizás para contenedores para herramientas médicas esterilizadas. Hay una plétora de posibilidades detrás de esta investigación.

Resinas de origen vegetal

En términos de calidad, las resinas de origen vegetal exhibieron características térmicas similares a las del poliéster y la poliurea. Según el estudio, “ las moléculas dispuestas en una matriz amorfa obtienen suficiente libertad de movimiento para reorganizarse espontáneamente en formas cristalinas ”.

Pasaron de un sólido amorfo a un sólido cristalino, mostrando picos exotérmicos distintos. Esto sucedió cuando la temperatura aumentó a 500 ° C en las muestras, alcanzando finalmente el punto de fusión. Es un comportamiento interesante que los materiales de resina comparten con los polímeros cristalinos. Puede ser indicativo de la capacidad de crear también otros tipos de filamentos a partir de los mismos materiales.

La información del estudio está presente aquí , bajo el título Potencial bioactivo de los discos de resina de oleo-goma impresos en 3D: B. papyrifera, C.myrrha y S. benzoína que cargan nanoóxidos: TiO2, P25, Cu2O y MoO3. Los autores del estudio son Diogo José Horst, Sergio Mazurek Tebcerhani, Evaldo Toniolo Kubaski y Rogério de Almeida Vieira.

Imagen destacada cortesía del estudio y sus autores.

Una gran parte de los suministros de impresión 3D que llegan a EE . UU. Provienen de China . Esto es especialmente cierto para el filamento de impresora 3D PLA y ABS, que ocupan un lugar destacado en las listas de importaciones. Después de todo, son más baratos que la competencia. Sin embargo, esto puede estar a punto de cambiar con un nuevo conjunto de aranceles impuestos por la administración actual como parte de su guerra comercial con China. El arancel del 25% sobre las importaciones de polímeros en bruto y monofilamentos podría afectar a la industria de la impresión 3D a largo plazo.

Si bien esta ronda de aranceles ha sido alcista en muchos productos electrónicos y repuestos chinos, también han atrapado muchos plásticos. La declaración de la oficina comercial no parece mencionar los filamentos de impresión 3D directamente, sin embargo, una vez que los lectores profundizan, pueden notar que se menciona un aumento en los aranceles sobre los filamentos de plástico de más de 1 mm, excluyendo etileno, cloruro de vinilo y polímeros acrílicos. Esto significaría que cualquier filamento de plástico de 1,75 mm fuera de estos sufrirá.

La lista también incluye importaciones de polímeros en bruto, lo cual es una mala noticia para los fabricantes de filamentos en los EE. UU. En caso de que pensaran que eran seguros. Muchos de ellos pueden no traer filamentos completos, pero aún pueden usar materias primas chinas. Los aranceles estadounidenses también podrían estar sacudiendo las cadenas de producción de muchas otras industrias, considerando lo vagos que son.

El mercado chino

El mercado chino se ha mantenido estable en términos de precio desde hace un tiempo. A medida que las tarifas entren en vigor el 23 de agosto, eso puede cambiar. Lo que no podemos predecir es el efecto sobre los precios promedio al consumidor. El efecto exacto de las tarifas en el consumidor promedio puede ser muy difícil de predecir, ya que las empresas pueden encontrar mercados alternativos o cargar un poco los costos para mitigar los aumentos de precios en el corto plazo.

El comercio global puede ser difícil de navegar tal como está, por lo que no podríamos dar esas respuestas definitivas. Si bien China es el mayor proveedor de este tipo de productos en EE. UU., Todavía es difícil decir qué tan arraigados están en el mercado y si sería fácil cambiar acuerdos y alianzas entre empresas.

Imagen destacada cortesía de Hackaday.