Punto de fusión del ABS: todo lo que necesita saber

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El ABS tiene un punto de fusión entre 220 y 230 °C. Esto le da al ABS una muy buena resistencia térmica, pero también significa que el ABS es más propenso a deformarse durante la impresión 3D. Con una temperatura de transición vítrea superior a 100 °C, el ABS es uno de los filamentos de impresión 3D más utilizados para aplicaciones de alta temperatura. Sin embargo, la impresión a alta temperatura también presenta complicaciones al usar ABS como filamento.

La fusión de termoplásticos es uno de los mecanismos centrales de la impresión 3D. Al derretir el plástico, se vuelve lo suficientemente maleable como para darle la forma de cualquier modelo que introduzcamos en la rebanadora. ¿Qué sucede a nivel molecular cuando se funde un termoplástico como el ABS? ¿Qué tiene el ABS que lo convierte en un material difícil de trabajar?

El mecanismo de fusión de ABS.

El ABS se ha vuelto increíblemente popular en el mundo de la impresión 3D debido a su superior resistencia térmica, estabilidad química y propiedades mecánicas. También es un plástico muy barato por ser fácil de sintetizar. El ABS se considera uno de los plásticos sintéticos de alto rendimiento más utilizados en el mundo.

A pesar de sus muchas ventajas, el ABS sigue siendo un termoplástico como el ABS o el PETG. Por definición, esto significa que el ABS puede fundirse y volver a solidificarse sin perder ninguna de sus propiedades físicas o químicas. Esta es la esencia misma del uso de ABS para la impresión 3D.

Cuando un termoplástico se expone al calor, sus enlaces intermoleculares comienzan a estirarse hasta que el material se vuelve más flexible o maleable. Sin embargo, el material en sí permanece intacto a nivel molecular. En este estado, un termoplástico se puede manipular para adaptarse a cualquier forma. Además de la impresión 3D, esta característica única también se aprovecha en procesos como el moldeo por inyección y la fundición al vacío.

En la impresión 3D, la fusión del ABS permite que se extruya como hebras muy finas y controladas. Estos se colocan uno encima del otro, lo que permite que una capa fundida forme «enredos» de hebras de polímero con la capa anterior. Estos no son tan fuertes como los enlaces intermoleculares, razón por la cual los límites de las capas se consideran los puntos débiles de una impresión 3D.

Aparte de la temperatura de fusión relativamente alta, el ABS tiene propiedades térmicas bastante similares a las de otros materiales termoplásticos. Sin embargo, estas propiedades térmicas también pueden presentar complicaciones para el proceso de impresión 3D.

Los retos de la impresión 3D con ABS

ABS se ha ganado una gran reputación como un filamento difícil. Muchos profesionales de la impresión 3D lo consideraron la puerta de entrada a la impresión 3D de alta temperatura, principalmente porque se necesita un nivel de habilidad considerable para construir proyectos ABS perfectos.

El problema común que se encuentra cuando se trabaja con ABS es la deformación. Esto normalmente se manifiesta cuando las primeras capas de la impresión se levantan de la cama de impresión. Esto reduce severamente la adhesión a la cama, disminuye la precisión dimensional de la impresión y hace que el producto final sea menos atractivo visualmente.

El problema con la deformación se puede asociar principalmente con su alta temperatura de fusión. Dado que el ABS debe calentarse a altas temperaturas, se enfría muy rápidamente en el momento en que sale de la boquilla del extremo caliente. Este enfriamiento rápido da como resultado una rápida acumulación de tensión térmica en la pieza impresa en 3D.

El estrés térmico se acumula a medida que el ABS se contrae durante el enfriamiento. En algún momento, esta tensión térmica se acumula hasta el punto de que supera las fuerzas adhesivas que mantienen la capa base de la impresión en su lugar.

Para ser justos, el ABS no es el único filamento que exhibe este comportamiento, ni es el material más difícil de trabajar. Los filamentos que imprimen a temperaturas muy altas, como PEEK, son mucho más problemáticos. El polipropileno también es muy propenso a deformarse, pero debido a diferentes motivos, como la baja energía superficial y una estructura altamente cristalina.

Mitigar los problemas del ABS a menudo solo implica mejorar la adhesión a la cama y reducir la velocidad de enfriamiento. La mejor forma de hacerlo es utilizar una cama caliente, aplicar un adhesivo adecuado a la cama, desactivar el ventilador de refrigeración y colocar un recinto alrededor de la cámara de impresión. Esto puede parecer mucho trabajo, pero los beneficios de imprimir con ABS generalmente valen el esfuerzo adicional.

Comparando ABS con otros filamentos de impresión 3D

El ABS es uno de los dos filamentos más populares en la impresión 3D. El otro, PLA, imprime a una temperatura mucho más baja, de unos 180 °C, pero es mucho más fácil trabajar con él. Otro filamento de impresión 3D bastante popular es el PETG, que se funde a una temperatura comparable a la del ABS, de 230 a 260 °C.

Una de las cosas que hace que el ABS sea un material de impresión 3D ideal es su alta temperatura de transición vítrea de 105 °C. Esto significa que una impresión de ABS no se deformará incluso a la temperatura estándar a la que el agua empieza a hervir. Esto es mucho más alto que la temperatura de transición vítrea de PLA (65 °C) y PETG (85 °C). Si desea crear un proyecto impreso en 3D que pueda soportar una temperatura de 100 C, entonces el ABS es probablemente su opción más accesible.

Existen varias alternativas al ABS para la impresión 3D a alta temperatura, aunque estos filamentos no se utilizan con tanta frecuencia. Los ejemplos incluyen nailon (260 a 280 °C), policarbonato (265 a 300 °C), ánfora (240 a 260 °C) y PEEK (360 a 400 °C). Cada uno de estos filamentos tiene una estabilidad térmica incluso mejor que el ABS, pero también son propensos a sufrir fuertes deformaciones.

Un punto especial de comparación es el polipropileno (PP). El PP imprime entre 210 y 230 °C, un rango que es casi el mismo que el del ABS. Sin embargo, el PP se considera uno de los filamentos más difíciles en la impresión 3D. La estructura semicristalina del PP hace que sea menos capaz de redistribuir el estrés térmico a medida que se enfría el material. Junto con la mala adherencia a la cama, el PP es un material que lleva la deformación a un nivel completamente nuevo.

Para ir finalizando

El ABS es uno de los filamentos más conocidos en la impresión 3D. También es bastante notorio como un filamento difícil, aunque está lejos de ser el más difícil. No se puede cuestionar la utilidad del ABS, es uno de los plásticos de alto rendimiento más utilizados en la actualidad.

La alta temperatura de fusión del ABS es una de sus características más distintivas. Esto le da al ABS su distintiva estabilidad térmica. Sin embargo, también introduce deformaciones en la ecuación. Este no es un problema exclusivo del ABS: todos los filamentos que imprimen a altas temperaturas plantean este desafío. Si desea realizar impresiones en 3D que puedan soportar temperaturas extremas, tendrá que aprender a lidiar con la deformación.

Advertencia; Las impresoras 3D nunca deben dejarse desatendidas. Pueden representar un peligro de seguridad contra incendios.