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Uno de los objetivos finales de la impresión 3D es poder recrear cualquier modelo 3D utilizando una variedad de materiales utilizados en productos industriales y comerciales reales. Por supuesto, no todos estos materiales son compatibles con la impresión 3D, pero podemos utilizar alternativas que los imiten. El TPE es un ejemplo de alternativa: un filamento flexible que tiene propiedades similares al caucho.
Los filamentos flexibles pueden ser bastante difíciles de manejar, pero los resultados suelen valer la pena. Lo mismo puede decirse del TPE. ¿Cuáles son las mejores configuraciones de impresora para aprovechar al máximo su filamento TPE? ¿Cuáles son los mejores filamentos TPE que puedes comprar hoy?
¿Qué es el TPE?
TPE significa elastómero termoplástico, que es un término general para un grupo de plásticos que exhiben propiedades similares al caucho. El TPE no sólo es muy flexible, sino que también tiene una impresionante resistencia al impacto y características antideslizantes. Básicamente, imita casi todas las propiedades deseables del caucho en una forma que puede fundirse y extruirse en una impresora 3D.
Puede haber cierta confusión entre el TPE y otro filamento flexible, el TPU o el poliuretano termoplástico. Técnicamente, el TPU es sólo otro tipo de TPE. Después de todo, TPE es un término no específico para una amplia gama de polímeros flexibles. Sin embargo, en el lenguaje de la impresión 3D, TPU se utiliza normalmente para referirse a un filamento que es un poco más rígido que el TPE.
Estos dos términos todavía pueden usarse indistintamente por diferentes marcas de filamentos. Para comprobar si está comprando el tipo de filamento que necesita, lo mejor es comprobar el índice de dureza del filamento. El TPE es más flexible (y un poco más difícil de trabajar), por lo que cualquier cosa con una dureza inferior a 90 A puede considerarse TPE.
Propiedades del TPE
1. Flexibles
El TPE blando es el material de filamento que más se asemeja a la suavidad del caucho real. Una impresión hecha con TPE se puede aplastar a un tamaño muy pequeño y estirar hasta el doble de su longitud y aún así poder volver a su tamaño y forma originales sin sufrir daños.
La flexibilidad puede ser una característica muy deseable de una impresión terminada, pero también puede hacer que trabajar con el filamento del TPE sea muy difícil. Como veremos con más detalle más adelante, la extrema flexibilidad y suavidad del TPE son dos de las razones por las que continúa eclipsado por su contraparte ligeramente más rígida, el TPU.
2. Durable y resistente a impactos
El TPU es un material extremadamente resistente que puede deformarse ante un impacto repentino o sostenido y volver a sus dimensiones originales sin sufrir daños. Esto hace que el TPE sea un material excelente para piezas funcionales que sufren regularmente impactos, vibraciones y abrasión.
3. Alto coeficiente de fricción
Al igual que el caucho, una impresión hecha con TPE tiene una superficie naturalmente antideslizante. Esto hace que el TPU sea una excelente opción para revestimientos de contenedores o secciones de montaje para adornos y otros artículos del hogar. Uno de los usos más comunes del TPU en la impresión 3D es para la creación de fundas para teléfonos personalizadas: la superficie antideslizante no solo evita que el teléfono se deslice, sino que el TPU también proporciona una excelente resistencia al impacto.
4. Propenso a deformarse y pandearse
La flexibilidad del TPE es excelente para los productos terminados, pero también puede provocar muchos dolores de cabeza durante la impresión. El filamento de TPE puede deformarse o pandearse fácilmente dentro del conjunto extrusor, normalmente en la trayectoria del filamento desde el carrete hasta el extrusor y en la boquilla. Para evitar este problema, hay que asegurarse de que el camino del filamento no esté obstruido y no tenga curvas cerradas.
Muchos profesionales de la impresión 3D evitan el uso de extrusores Bowden cuando trabajan con filamentos flexibles, prefiriendo la simplicidad del recorrido del filamento en los extrusores de accionamiento directo. Para asegurarse de que no se produzcan deformaciones entre el extrusor y la boquilla, es necesario perfeccionar cuidadosamente los ajustes de velocidad de impresión y temperatura.
5. Mala adherencia a la cama
No se sabe exactamente que el TPE tenga una excelente adhesión de capas, por lo que es posible que necesites bastante ayuda para lograr que la primera capa se adhiera a la plataforma de construcción. Se recomienda una impresión calentada y también deberá aplicar algún tipo de ayuda para la adhesión a la cama. Puede producirse deformación, pero no es tan grave con el TPE como con el ABS o el nailon.
6. Propenso a encordarse
El TPE puede ser muy suave y fluido cuando se funde, por lo que puedes esperar que se formen muchos hilos si imprimes un modelo con muchos espacios para que se mueva el extrusor. Nuevamente, este es un problema que puede evitarse ajustando la temperatura de impresión al valor correcto. También puede ayudar a habilitar la retracción al imprimir con TPE; la distancia y la velocidad pueden variar según la dureza del filamento que esté utilizando.
Las mejores aplicaciones para TPE
La flexibilidad, durabilidad y capacidad del TPE para deformarse sin sufrir daños son algunas de sus características más deseadas. Todas las aplicaciones de TPE aprovechan estas propiedades. En un hogar estándar, puedes utilizar TPE para colocar almohadillas antideslizantes en las bases de los artículos del hogar o para hacer tus propias alfombras de ducha antideslizantes. Las fundas para teléfonos móviles son algunos de los productos más comunes fabricados con TPE impreso en 3D.
Las posibilidades para el uso de TPE en entornos industriales son enormes. Con el filamento TPE, las instalaciones de fabricación pueden personalizar sus propios componentes de ingeniería, lo que les brinda una manera sencilla de reemplazar piezas de equipos. El TPE es un excelente amortiguador y estabilizador en equipos que sufren mucha vibración e impacto. Los sellos, revestimientos y juntas que generalmente están hechos de caucho también se pueden reemplazar con TPE. El TPE tiene una estabilidad de temperatura moderada de hasta 140 °C, por lo que es posible utilizar piezas impresas con TPE para aplicaciones de alta temperatura.
El TPE es un material aprobado por la FDA como seguro para el contacto con alimentos. Se ha utilizado para boquillas en botellas de agua potable, tazas para niños pequeños y artículos de alimentación para bebés. También es posible utilizar TPE para aplicaciones médicas, ya que puede soportar las altas temperaturas necesarias durante el autoclave. En algunos casos, el TPE se ha utilizado como sustituto del látex o la silicona en instrumentos médicos y prótesis.
Configuración de la impresora para TPE
TPE imprime a temperaturas algo altas, entre 210 y 230 °C. Para evitar problemas de deformación y mejorar la adhesión de la cama, se recomienda una cama de impresión calentada a entre 40 y 50 °C. Evite permitir que la temperatura del lecho calentado suba a 60 °C, ya que puede causar que la adherencia del material al lecho disminuya. Para obtener mejores resultados, recomendamos utilizar un agente adhesivo adecuado para una cama caliente, como cinta Kapton o laca para el cabello.
Se recomienda una velocidad de impresión lenta debido a la tendencia del TPE a combarse entre el extrusor y la boquilla. Es mejor comenzar con una velocidad extremadamente baja, como 5 mm/s. Luego puede aumentarlo gradualmente siempre que no encuentre ningún problema de sobreextrusión. Aun así, se recomienda un ajuste máximo de 30 mm/s para cualquier tipo de filamento flexible.
Las personas que utilizan filamentos flexibles por primera vez suelen encontrarse con cierto grado de encordado. Esto sucede cuando el filamento fundido sale de la boquilla, creando «hilos» de filamento donde no debería haber ninguno. El TPE y otros filamentos flexibles son especialmente propensos a encordarse debido a lo suaves que son.
Para evitar encordados, es posible que tengas que habilitar la retracción en tu impresora 3D. La retracción invirtió la rotación del engranaje del extrusor, tirando de un segmento corto del filamento para aliviar la presión sobre el plástico fundido en la punta de la boquilla. Es posible que aún necesites modificar la configuración de velocidad y distancia de retracción. Si el problema del encordado persiste, es posible que también deba reducir aún más la temperatura de impresión.
Debido a la lentitud con la que imprimirá con TPE, se recomienda apagar el ventilador de refrigeración de la impresora para mantener la adhesión capa a capa.
Las mejores marcas de filamentos TPE
Si buscas un filamento TPE, tendrás que conformarte con el hecho de que la mayoría de las marcas no hacen ninguna distinción entre TPE y TPU. Por el bien de esta lista, nos atenemos a nuestra definición técnica de lo que es un filamento TPE: cualquier filamento flexible con una dureza Shore A inferior a 90.
1. Filamento Ninjaflex TPU
Con una calificación de dureza de 85 A, el filamento Ninjaflex TPU vuela justo por debajo de nuestro umbral de dureza para calificarlo como un filamento TPE. Dado que la marca NinjaTek es una de las marcas más populares de filamentos de impresión 3D, no sorprende verlos en la parte superior de esta lista. La calidad del filamento NinjaFlex es simplemente asombrosa, y se complementa con el hecho de que hay una gran variedad de colores elegantes disponibles.
NinjaTek afirma que NinjaFlex puede estirarse hasta un impresionante 660% sin desgastarse ni agrietarse. Sus características de baja adherencia reducen algunos de los problemas asociados con la alimentación del filamento a la extrusora y se puede imprimir en una cama calentada sin ningún tipo de ayuda para la adhesión. Este es un gran esfuerzo por parte de NInjaTek para eliminar la mayoría de las dificultades asociadas con el uso de filamentos flexibles.
2. Filamento para impresora 3D eSun Elastic TPE
El filamento TPE de eSun es una alternativa ligeramente más económica que NinjaFlex, que presenta propiedades comparables. Tiene una dureza Shore A de 85 y una resistencia a la tracción de 30 MPa. No tiene la misma resistencia que Ninjaflex en cuanto a deformación, por lo que notarás que se estira un poco más fácilmente. eSun no garantiza que pueda imprimir su filamento TPE directamente sobre una cama de vidrio calentada, por lo que podría ser necesario aplicar una capa de laca para el cabello.
Puedes ahorrar unos cuantos euros comprando el filamento eSun, pero prepárate para pasar por un proceso de impresión que es un poco más complicado. Por supuesto, no es imposible obtener buenos resultados, así que no hay por qué dejarse intimidar.
3. Filamento de copolímero TPE y nailon PCTPE Taulman
Sólo por el nombre, puedes deducir que este no es el filamento TPE habitual. PCTPE significa Copoliamida TPE plastificada, que es simplemente una forma elegante de decir que este filamento está hecho de un copolímero de nailon y TPE. El copolímero combina la flexibilidad del TPE con la durabilidad superior del nailon, creando un filamento de impresión 3D verdaderamente único.
Taulman recomienda el uso de PCTPE en carcasas de teléfonos móviles, prendas y accesorios portátiles y piezas industriales y de servicios públicos. Su combinación única de utilidad y resistencia es ciertamente útil, pero también significa que tendrás que lidiar con las dificultades combinadas de trabajar con TPE y Nylon: una temperatura de impresión alta, una alta probabilidad de deformarse y un filamento que es propenso a deformarse.
el resumen
| Material | TPE (elastómero termoplástico) |
| Aplicaciones | Fundas para móviles, almohadillas antideslizantes, alfombrillas antideslizantes para duchas, amortiguadores de vibraciones, juntas y revestimientos de tuberías |
| Temperatura de impresión | 210 a 230°C |
| temperatura de la cama | 40 a 50 ºC |
| Adhesión a la cama | Cinta Kapton o laca para el cabello |
| Velocidad de impresión | 10 – 20 mm/s |
| Enfriamiento | No es necesario enfriar |
TPE es uno de los filamentos de impresión 3D más exclusivos. Su flexibilidad lo distingue fácilmente, lo que lo convierte a la vez en un material difícil de trabajar y en un filamento muy útil y versátil. Aunque su contraparte más rígida, el TPU, es mucho más popular, es bueno saber que la versión TPE está ahí para cuando necesitas que tus impresiones sean un poco más suaves y flexibles.
Advertencia; Las impresoras 3D nunca deben dejarse desatendidas. Pueden representar un peligro para la seguridad contra incendios.