¿Puede una impresora 3D imprimir vidrio? ¡Para qué se usa esto! (Pros contras)

La impresión 3D admite una variedad de materiales que satisfacen diferentes casos de uso. Las industrias aeroespacial y automotriz requieren materiales duraderos con alta resistencia química, al calor y a la humedad. Aquí es donde entra en juego un material como el policarbonato, que es casi tan resistente como el metal pero mucho más ligero.

La industria de la salud requiere implementos médicos que puedan esterilizarse en baños calientes hirviendo sin desintegrarse. Aquí es donde se utilizan materiales de nailon reforzado con alta resistencia al calor y a los productos químicos.

El desarrollo de materiales más nuevos y resistentes es posiblemente la mayor fuerza impulsora detrás del crecimiento de la impresión 3D. Los diferentes materiales, como el metal y los filamentos compuestos, amplían el caso de uso de la impresión 3D en una amplia gama de industrias.

El filamento de vidrio es un ejemplo de filamento compuesto que se ha aplicado de formas únicas.

La impresión 3D llegó para quedarse

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Es posible imprimir objetos en 3D usando vidrio como material de impresión, pero no es un proceso sencillo. La impresión 3D con vidrio requiere equipos y técnicas especializados y, por lo general, no es algo que se pueda hacer con una impresora 3D estándar de consumo.

Pero, ¿qué es el filamento de vidrio y cómo se puede utilizar?

¿Qué es un filamento de vidrio?

El filamento de vidrio es un filamento de plástico infundido con pequeños fragmentos de fibras de vidrio para imitar la apariencia y algunas de las cualidades del vidrio. Los filamentos de vidrio son parte de una familia de filamentos conocidos como compuestos. Estas son mezclas que tienen PLA o nailon como material principal al que se agrega otro material.

¿Qué es un compuesto?

Los filamentos compuestos constan de más de un material. Un compuesto tendrá un polímero base al que se le agrega otro material como vidrio, metal o carbono para mejorar una característica particular del material base. Fuente

El segundo material suele estar en forma de polvo y constituye entre el 30 y el 40 % del compuesto, mientras que el plástico constituye la diferencia. La base de plástico hace posible que el material añadido se imprima como cualquier otro filamento.

El PLA es el material base más utilizado para los compuestos, aunque se pueden utilizar otras bases y mezclas. Por ejemplo, también puede obtener compuestos que utilizan ABS, nailon o policarbonato como polímero base. También puede encontrar compuestos que combinan polímeros como nailon, policarbonato y ABS.

Los composites se pueden utilizar para crear características más fuertes, más flexibles, más transparentes o cualquier otra característica deseada. Gracias a los compuestos, puede tener una impresión 3D que se ve y se siente como vidrio, madera, arenisca, mármol e incluso cobre.

¿Para qué se utiliza el filamento de vidrio?

Dependiendo del polímero base utilizado, el filamento de vidrio puede producir una impresión más fuerte que compita y reemplace una impresión de metal. Como produce un acabado transparente, el filamento de vidrio también se puede usar cuando se desea una apariencia similar al vidrio transparente.

La impresión con filamento de vidrio tiene varias ventajas y desventajas sobre los polímeros convencionales como PLA, ABS o nailon.

Ventajas del filamento de vidrio

Desempeño mejorado

Los compuestos combinan las cualidades de diferentes polímeros y materiales para producir una impresión 3D con un rendimiento general mejorado. Por ejemplo, el PLA estándar es frágil y tiene poca flexibilidad. El PLA infundido con vidrio es hasta un 150 % más fuerte, tiene el doble de flexibilidad y es más resistente a los impactos.

El PLA infundido con vidrio es casi tan flexible como el nailon y es más duradero que el ABS. Esto lo convierte en un reemplazo adecuado para usos al aire libre como herramientas, por ejemplo.

El nailon es conocido por ser uno de los filamentos que más absorben la humedad. Agregar fibra de vidrio al nailon mejora su resistencia a la humedad.

Facilidad de uso

Los filamentos fuertes como el policarbonato son notoriamente difíciles de imprimir. Un compuesto como el PLA infundido con vidrio puede brindarle un material de resistencia comparativa y, al mismo tiempo, es mucho más fácil de imprimir.

Pandeo

Los materiales como el ABS son propensos a deformarse. Los compuestos con infusión de vidrio, por otro lado, son menos propensos a deformarse.

Contras de filamento de vidrio

Muy caro

La principal desventaja de trabajar con filamentos de vidrio es el costo. En promedio, el PLA o el nailon con infusión de vidrio pueden costar hasta el doble que el PLA y el nailon estándar.

¿Se puede imprimir vidrio puro?

El vidrio se funde a temperaturas de hasta 1500°C. Las impresoras de alta temperatura utilizadas para imprimir PEEK, ULTEM y otros plásticos de alto rendimiento alcanzan un máximo de 500°C.

Hasta el momento, se han realizado intentos para producir impresiones 3D utilizando diferentes tecnologías como la deposición sin mucho éxito. Esto se debe principalmente a las altas temperaturas involucradas. Derretir vidrio a temperaturas tan altas requeriría una impresora con una increíble tolerancia al calor sostenido.

¿Cómo se llama la impresión de vidrio? (Tipos comparados)

La impresión de vidrio puede tomar una de dos formas. La cristalería como botellas, exhibidores o escaparates se puede imprimir mediante serigrafía o impresión digital. La serigrafía es el más antiguo de los dos procesos.

Impresión de pantalla

De los dos procesos de impresión de vidrio, la serigrafía es la más sencilla. La serigrafía implica el uso de plantillas y pantallas de malla. La tinta se esparce por la pantalla mientras la plantilla perfila el diseño en la superficie de cristal. Después de esto, la tinta se “cuece” para que se adhiera al vidrio.

La principal ventaja de la serigrafía es que produce impresiones muy duraderas. La desventaja de este método es que la serigrafía está limitada a un máximo de cuatro colores. Cada color debe prepararse individualmente en un largo proceso de configuración. En general, la serigrafía requiere más preparación y tiempo en comparación con la impresión digital.

Impresión digital

La impresión digital se puede realizar mediante UV o impresión cerámica digital. La impresión digital tiene una paleta de colores más amplia que la serigrafía. En general, la impresión digital es más rápida, económica y versátil que la serigrafía.

La desventaja es que la impresión digital es menos duradera que la serigrafía, especialmente para las impresiones exteriores.

¿Existe alguna impresora que imprima sobre vidrio?

Hay tres tipos de impresoras que imprimen sobre vidrio. Las serigrafías son las más comunes. Las impresoras UV y las impresoras cerámicas digitales son tecnologías más nuevas para la impresión de vidrio.

Las serigrafías producen una impresión más duradera y se pueden aplicar tanto para interiores como para exteriores. Ellos, sin embargo, tardan más. Las impresoras UV y de cerámica tienen tiempos de impresión más cortos pero producen una impresión menos duradera.

Impresoras UV

Las impresoras UV digitales utilizan tintas orgánicas. La tinta se seca o «cura» en la superficie del vidrio usando luz ultravioleta de manera muy similar a como se cura la resina en la impresión 3D SLA.

Impresoras de cerámica

Las impresoras cerámicas digitales producen una impresión más duradera que las impresoras UV. Esto se debe a que las impresoras de cerámica utilizan tintas que contienen frita de cerámica. Esta es tinta que contiene vidrio. El resultado final cuando se imprime con impresoras de cerámica es que la tinta se fusiona con el vidrio. Las impresoras UV digitales colocan la tinta sobre el vidrio.