En las partes uno y dos de nuestra serie sobre materiales de impresión 3D, analizamos una amplia variedad de temas relacionados con los materiales, desde el propio proceso FFF hasta casos de uso específicos y propiedades mecánicas. En la tercera y última entrega, cubriremos todo lo relacionado con los filamentos, desde los aditivos y las mezclas que otorgan propiedades mecánicas a los materiales hasta una descripción general de la producción de filamentos.
¿Qué es el filamento de impresión 3D?
Desde la primera parte de nuestra serie de materiales de impresión 3D, sabemos que la impresión 3D FFF utiliza termoplástico, un polímero plástico que se vuelve flexible y moldeable cuando se calienta y se solidifica cuando se enfría.
Un polímero («poli» que significa «muchos») es una sustancia que consta de múltiples moléculas llamadas monómeros («mono» que significa «uno) que pueden unirse en largas cadenas en un proceso conocido como «polimerización». Las cadenas de monómeros repetitivos dan a los polímeros propiedades únicas como flexibilidad o rigidez.
Una ilustración de un monómero
Una ilustración de un polímero.
Un copolímero, por otro lado, es una sustancia que consta de múltiples monómeros de diferentes tipos unidos entre sí. En la impresión 3D FFF, los copolímeros pueden ofrecer diferentes propiedades mecánicas necesarias para aplicaciones y casos de uso específicos.
Una ilustración de un copolímero
Cómo se hace el filamento
El proceso de creación de filamentos de impresión 3D se denomina «composición». En primer lugar, se produce resina plástica en bruto en forma de gránulos. Estos gránulos se pueden mezclar con aditivos para obtener las propiedades mecánicas deseadas. Luego, la mezcla se seca, se extruye al ancho deseado (generalmente 1,75 o 2,85 mm) y se enrolla en un carrete. Una vez enrollado, el material está listo para ser utilizado en la impresión 3D.
El proceso de producción del filamento.
Aditivos y mezclas
Como sabemos, a la resina plástica se le añaden aditivos para obtener propiedades mecánicas específicas. Los rellenos, incluidas las fibras de vidrio o de carbono, pueden hacer que el filamento sea más resistente y pesado. Los pigmentos añaden color. Los antioxidantes se pueden utilizar para crear filamentos con resistencia UV y química. Los agentes antiestáticos ofrecen protección contra descargas electrostáticas (ESD). Los aditivos también se pueden usar para reducir la resistencia al impacto, crear propiedades ignífugas o aumentar la flexibilidad.
Mientras tanto, las mezclas se crean cuando dos o más polímeros se mezclan y se usan para crear filamentos de impresión 3D. Los gránulos de polímeros se combinan al comienzo del proceso de fabricación del filamento. Las mezclas se utilizan para combinar las fortalezas de diferentes polímeros para crear un filamento que se adapte mejor a sus aplicaciones.
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