Filamento para impresoras 3D: tipos y características

El filamento es un elemento básico entre los accesorios para impresoras 3D, ya que es el material de aporte con el que se realizan las piezas y figuras. A continuación vemos qué tipos de filamentos para impresoras 3D existen y cuáles son sus principales características.

filamento impresoras 3d

Tipos de filamentos para impresoras 3D

La inmensa mayoría de impresoras 3D están diseñadas para trabajar por deposición de filamento fundido. Los filamentos para impresoras 3D pueden estar hechos de diversos materiales con distintos comportamientos y características. Pero, ¿qué tipos de filamentos hay? ¿Qué diferencias existen entre ellos?

Filamento PLA

El PLA o poliácido láctico es, sin duda, alguna, el material más empleado actualmente en los filamentos para impresión 3D.

Se trata de un material con un origen natural (su principal materia prima es el maíz) y que es biodegradable.

Entre sus cualidades destacan el ser un material reciclable, muy estable y que resulta fácil de imprimir, sobre todo para usuarios principiantes.

Otra de las grandes ventajas del PLA es que no se necesita emplear cama caliente para su impresión. La temperatura del extrusor debe rondar los 200º, dependiendo de la impresora.

Por contra, el filamento PLA tiene menor resistencia térmica y mecánica que otros materiales de impresión 3D. Esto hace que se pueda deformar a partir de temperaturas de 60ºC  y que no resulte apto para realizar cortes o perforaciones.

Filamento ABS

Tras el PLA, el más utilizado probablemente sea el filamento ABS (Acrilonitrilo Butadieno Estireno).

Se trata de un material más robusto que el PLA y más resistente al mecanizado, por lo que se le pueden hacer cortes y perforaciones. También es uno de los plásticos más resistentes a las altas temperaturas.

Sin embargo, el ABS también resulta un material más complejo que el PLA y que puede dar más problemas durante la impresión. Es necesario tener una cama calentada a unos 60ºC-80ºC y la temperatura del extrusor debe ser superior a la del PLA (unos 235ºC).

Conseguir que las condiciones de temperatura del entorno sean adecuadas será esencial para evitar que la pieza se resquebraje. Por ello con filamentos ABS no se recomienda emplear ventiladores de capa.

Filamento flexible

Dentro de los filamentos para impresoras 3D también nos podemos encontrar los denominados filamentos flexibles. Los más habituales son el TPE y TPU.

Estos materiales están compuestos en base a elástómeros que les confieren una gran elasticidad. Además, son resistentes a la abrasión, tienen gran durabilidad y no se encojen al enfriarse. Tampoco se necesita que la impresora 3D posea cama caliente.

Por contra, este tipo de filamento para impresión 3D resulta más difícil de imprimir ya que es necesario ajustar muy bien la temperatura y el caudal de aporte.

Entre el TPE y el TPU también existen algunas diferencias. Por ejemplo, el TPE es más transparente, mientras que el TPU tiene una mejor resistencia a grasas y aceites, por lo que suele ser usado en automoción.

Filamento de fibra de carbono

El filamento de fibra de carbono se emplea como material de apoyo para filamentos PLA, ABS o PETG. Gracias al aporte de pequeñas partículas de fibra de carbono, los materiales principales obtiene mejores propiedades en cuanto a dureza y resistencia.

Una de las ventajas de la fibra de carbono es que a la hora de ajustar los parámetros de la impresión éstos serán similares a los del material principal de aporte, ya sea PLA, ABS o nylon.

Hay que tener en cuenta que las partículas de fibra de carbono tienen a atascarse con mayor facilidad y a producir un mayor desgaste por abrasión en la boquilla. Para paliar esta desventaja se recomienda usar boquillas para impresoras 3D  de acero inoxidable de más de 0,4 mm. de diámetro.

Filamento PET

El tereftalato de polietileno (PET) es otro de los materiales más empleados para filamentos de impresoras 3D. Se trata de un plástico inodoro y transparente en su origen que va perdiendo estas propiedades cuando se le aplica calor o frío.

Sus principales ventajas son su elasticidad (superior a la del PLA o ABS), resistencia o facilidad para la impresión. Por contra, es higroscópico, es decir, absorbe la humedad del ambiente, por lo que es necesario guardarlo en un lugar con las condiciones de humedad adecuadas.

Dentro de los filamentos de tereftalato de polietileno podemos encontrar diferentes variantes.

Filamento PETG

Es una de las variantes de filamento PET. La “G” viene por el glicol, un elemento que le otorga mayor transparencia.

Este tipo de filamento para impresora 3D se caracteriza por su capacidad para ser curvado en frío. Por su resistencia y flexibilidad es apto para un gran número de aplicaciones. Es uno de los plásticos más utilizados del mundo, por ejemplo se utiliza para envases de alimentos o botellas de agua.

Filamento PETT

El PETT es muy similar al PETG, con la salvedad de que es un poco más rígido y no tiene el aporte de glicol, por lo que no es tan transparente. Al igual que el PETG,  es inodoro y bastante duradero.

Se podría decir que el filamento PET, junto con el PLA y ABS, es el más utilizado en el mundo de las impresoras 3D.

Filamento de nylon o poliamida

Si hablamos de la combinación de flexibilidad, resistencia o duración, probablemente el nylon no tenga competencia en el ámbito de los filamentos para impresoras 3D. Otra de sus grandes ventajas es que las piezas se pueden volver a calentar y deformar una vez impresas, sin que el nylon pierda ninguna de sus propiedades originales.

El filamento de nylon tiene una dificultad de impresión media. Uno de los principales factores que hay que tener en cuenta es que el nylon tiene una temperatura de fusión muy alta, por lo que es necesario que la boquilla esté a unos 250º y que la cama esté precalentada a unos 80º (estas cifras pueden variar dependiendo de la impresora 3D),

Entre sus desventajas está que, al contrario que otros filamentos para impresión 3D como el PLA o el PET, no es un material biodegradable. Además, al calentarse el nylon emite vapores tóxicos por lo que hay que tomar precauciones durante la impresión. También hay que tener en cuenta que, al igual que el PETG es higroscópico, absorbe la humedad del aire.

NylonX

Al añadirle al nylon un pequeño aporte de fibra de carbono obtenemos este filamento para impresoras 3D denominado NylonX. Se trata de un tipo de filamento que combina la flexibilidad y durabilidad del nylon con la dureza y resistencia de la fibra de carbono.

Filamento PC

Este filamento para impresoras 3D está compuesto de un material translúcido llamado policarbonato. Es uno de los materiales más fuertes y resistentes, bastante por encima del nylon. De hecho se suele utilizar para elementos que requieren de una gran resistencia a impactos, como pantallas de dispositivos electrónicos o incluso para fabricar cristales a prueba de balas.

Filamento PVA

Hay algunos tipos de filamentos para impresoras 3D que no se suelen utilizar como material principal, sino como aporte complementario. Para ello sería necesario emplear impresoras 3D con doble extrusor.

Este es el caso de filamento PVA, uno de los filamentos para impresoras 3D solubles en agua (por lo que es  especialmente importante guardarlo en un lugar seco). El PVA o alcohol polivinílico se puede emplear como material de aporte junto a otros filamentos como PLA, ABS o nylon.

Filamento HIPS

El filamento HIPS (poliestireno de alto impacto) combina diferentes cualidades que lo hacen muy interesante como estructura de soporte. Es un polímero que tiene gran resistencia y elasticidad y que se emplea como material secundario junto con el ABS.

Sin embargo, la principal cualidad es que el HIP es soluble en un líquido llamado limoneno. Esto le permite ser utilizado como material de relleno en estructuras que necesiten un apoyo para las capas de ABS. Una vez terminada la impresión, la figura se sumerge en limoneno y se disuelven las partes de HIPS, dando como resultado la pieza definitiva de ABS.

Al contrario que el PVA, que puede ser usado con ABS, PLA o nylon, el fllamento HIPS tan solo puede ser empleado con ABS ya que el resto de materiales pueden deteriorarse al ser sumergidos en limoneno.

Filamento PP

Este filamento para impresoras 3D está compuesto de polipropileno. Es un plástico fuerte y flexible que se emplea bastante en la industria textil y en la fabricación de envases. También es el plástico con menor densidad, por lo que es útil para reducir el peso de las piezas.

Lo malo de este filamento para impresión 3D es que es un material que resulta difícil de imprimir ya que la adhesión de las capas resulta complicada y tiende a deformarse bastante.

Filamento de cera

El filamento de cera se suele emplear como molde para fabricar objetos de metal en sectores como la joyería. Gracias a un proceso denominado fundiciòn a la cera perdida se obtiene un molde de cera que se derrite al ser calentada en un horno. De esta forma, se obtiene un molde que se puede rellenar con el material definitivo, normalmente un metal.

Glow-In-The-Dark (Ácido poliláctico)

Básicamente, se trata de una variante del filamento PLA. Este tipo de filamento para impresión 3D se caracteriza por absorber la luz y brillar en la oscuridad durante largo tiempo. Es el que conocemos como filamento fosforescente, ideal para figuras o decoraciones de carnaval o Halloween.

Filamento nGen (Amphora AM3300) 

El nGen es un filamento para impresoras 3D de reciente creación. Llega al mercado como un filamento de lujo, con unas propiedades similares a las del PETG o el PLA, pero superiores en muchos aspectos.

El filamento nGen ha sido diseñado especialmente para la impresión 3D. Una de sus grandes ventajas radica en su gran resistencia a las temperaturas extremas. También es un materia muy ligero y resistente a los impactos. Cada vez se emplea con mayor frecuencia en la construcción de piezas y elementos mecanizados.

Se puede decir que es una especie de mezcla de las mejores propiedades del PLA y el ABS. La temperatura ideal de la boquilla es de unos 240ºC mientras que la cama debe estar a unos 80-85ºC. Como siempre, estos valores varían en función de la impresora 3D.

Filamento conductivo

Los filamentos conductivos son filamento que pueden soportar pequeñas cargas eléctricas y que, por tanto, suelen ser usados para la construcción de circuitos electrónicos.

El filamento se puede combinar con PLA o ABS es una impresora 3D con doble extrusión para crear circuitos eléctricos o diversas piezas conductoras de electricidad, por lo que es ideal par makers con nociones de ingeniería eléctrica.

Filamento de PLA reforzado

Cabe destacar que el filamento PLA, además de ser el más usado, cuenta con numerosas variantes. Estos tipos de filamento PLA le añaden un nuevo material de aporte que le confiere algunas características más específicas.

Existen numerosas tipos de filamentos PLA reforzados, aunque algunos de los mas frecuente son aquellos a los que se le añade acero, fibra de carbono, hierro magnético o polvo de metal.

Por ejemplo, al combinar PLA con polvo de metal nos da como resultado el filamento de metal, que permite imprimir en 3D piezas con la apariencia del latón, bronce o cobre.

Filamento Laybrick

Es un tipo de filamento para impresión 3D bastante reciente, que se usa especialmente para decoración. Su característica principal es que confiere a los objetos un aspecto de piedra, una especie de textura de arenisca.

Dependiendo de la temperatura de extrusión, el filamento Laybrick puede tener una apariencia más o menos rugosa. Como consejo de uso, se recomienda cargar e imprimir filamento PLA después de haber usado Laybrick, para eliminar los restos que pudieran quedar en la boquilla y evitar atascos de filamento.

Filamento Laywood

Es un tipo de filamento para impresoras 3D compuesto por madera reciclada, a la cual se le añade un polímero de unión. Esto hace que, aunque no sea madera 100%, las figuras hechas con Laywood parezcan (e incluso huelan) como madera.

Este tipo de filamento se utiliza básicamente para decoración y figuras de artesanía.

Filamento LayCeramic

El filamento LayCeramic emplea la arcilla para crear objetos de cerámica, por lo que es ideal para la impresión 3D de platos, tazas o figuras.

El gran problema de este material es que hay pocas impresoras 3D en el mercado que sean capaces de trabajar con él. Para poder imprimir cerámica en 3D se necesita una impresora 3D de altas prestaciones con hotend de metal, un calentador de filamentos muy potente (ya que la arcilla se puede quebrar con facilidad) y un horno para el tratamiento post-impresión de la figura.

Destacar que en la actualidad ya nos podemos encontrar filamentos capaces de imitar a muchos materiales, por ejemplo arcilla u hormigón.

Consejos antes de comprar filamento para tu impresora 3D

Algunos de estos filamentos pueden ser empleados en la práctica mayoría de impresoras 3D, como es el caso de filamento PLA.

Otros requieren que la impresora 3D tenga ciertas características, por ejemplo que tenga cama caliente. En este caso tenemos los ejemplos del ABS o el nylon.

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También existen filamentos bastante comunes pero que exigen tener una boquilla y un hotend preparados para ellos, caso del filamento flexible.

Otros, se suelen utilizar como material secundario de aporte, para los cual es necesario tener una impresora 3D con doble extrusor, como el PVA o el HIPS.

Con todo esto queremos decir que cada impresora 3D es distinta y que los filamentos que pueden imprimir dependen de muchos factores. Es importante que antes de comprar una impresora 3D te informes de qué filamentos son compatibles con ella.

Nuestra recomendación es que si comienzas en esto de la impresión 3D empieces con filamento PLA. La práctica totalidad de impresoras 3D a nivel de usuario son compatibles con este material, que resulta además uno de los más sencillos, seguros y ecológicos para imprimir.

Imágenes:

  • https://www.flickr.com/photos/creative_tools/9321684392
  • https://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing_filament#/media/File:3D_Printing_Materials_(16863368275).jpg
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