¿Cuál es el punto de fusión del PLA?

Ser bueno en la impresión 3D significa comprender las propiedades físicas y químicas de los materiales con los que está trabajando. Una característica importante es cómo responde el material al calor. Un ejemplo de esto es conocer la temperatura de fusión del PLA.

El PLA tiene una temperatura de fusión entre 160 y 180 °C, aunque esta puede variar en función de la presencia de aditivos o colorantes en el filamento. Sin embargo, el PLA puede comenzar a deformarse muy por debajo de su temperatura de fusión. Es igual de importante conocer la temperatura de transición vítrea del PLA (60 a 65 °C), donde el material comienza a perder rigidez.

Simplemente saber los números no es suficiente. Para obtener una mejor apreciación de los plásticos de impresión 3D, echemos un vistazo más de cerca a la mecánica de cómo PLA responde a temperaturas elevadas.

¿Qué sucede cuando el PLA se derrite?

Al igual que otros materiales utilizados para la impresión 3D basada en FDM, el PLA es un termoplástico. La característica única de un termoplástico es que puede fundirse y solidificarse sin comprometer ninguna de sus características esenciales.

A nivel molecular, los enlaces intermoleculares de un termoplástico simplemente se estiran o se vuelven más flexibles cuando se aplica calor. Incluso a la temperatura de fusión, estos enlaces permanecen intactos. Sin embargo, los enlaces se vuelven lo suficientemente largos para hacer que el material sea muy flexible o fluido. En este estado, un termoplástico se puede manipular mediante moldeo o extrusión.

En la impresión 3D, el filamento PLA debe exponerse a temperaturas lo suficientemente altas como para que se derrita. Esto sucede en la «zona de fusión» del extremo caliente. Esto permite que la extrusora empuje el PLA fundido a través de una pequeña boquilla. Luego, el PLA se coloca sobre la placa de construcción de una manera altamente controlada y precisa.

¿Por qué el PLA se derrite dentro de un automóvil caliente?

Un consejo común en la impresión 3D es nunca dejar una impresión PLA dentro de un automóvil en un día soleado. Algunos incluso llegarían a decir que las impresiones hechas de PLA no son adecuadas para uso en exteriores, especialmente si están expuestas al calor directo del sol.

Si bien no hay forma de que la temperatura interna de un automóvil alcance la temperatura de fusión del PLA, la temperatura de transición vítrea del PLA es mucho más alcanzable. Esta es la temperatura a la cual el material se vuelve menos sólido, perdiendo su rigidez y volviéndose más viscoso. Para PLA, la temperatura de transición vítrea está dentro del rango de 60 a 65 °C.

Si desea evitar que sus impresiones PLA se deformen, asegúrese de que no estén expuestas a temperaturas dentro del rango mencionado anteriormente. Es por eso que las impresiones PLA a menudo se recomiendan como piezas de exhibición para espacios interiores.

En el proceso de impresión 3D, la temperatura de transición vítrea de un material es importante, ya que suele ser la base para la temperatura recomendada de la placa de construcción. Mantener la capa base de la impresión cerca oa la temperatura de transición vítrea ayuda enormemente a la adhesión a la cama. La flexibilidad del material en este estado también ayuda a prevenir la deformación al permitir una distribución más uniforme de la tensión térmica.

Comparando PLA con otros filamentos de impresión 3D

El PLA se considera un filamento de impresión 3D que tiene uno de los valores de resistencia térmica más bajos. En comparación, el ABS tiene una temperatura de fusión de 220 °C, el PETG se funde a unos 230 °C y el HIPS a unos 225 °C.

La falta de resistencia térmica del PLA se vuelve aún más evidente cuando se comparan las temperaturas de transición vítrea. Mientras que el PLA comienza a perder rigidez a los 60 °C, el ABS puede soportar el calentamiento hasta alrededor de 105 °C antes de que comience a exhibir propiedades similares a las de un fluido. Del mismo modo, PETG tiene una temperatura de transición vítrea de 80 °C, HIPS de alrededor de 90 °C y policarbonato de unos impresionantes 140 °C.

Mirando los números, está claro por qué PLA es el filamento de impresión 3D menos preferido para cualquier aplicación que implique exposición a temperaturas extremas. Por lo general, el PLA no es apropiado para uso en exteriores y ciertamente se deformará si se coloca dentro de un lavavajillas.

El recocido es una técnica que se puede realizar para mejorar las propiedades térmicas del PLA. Este proceso consiste en calentar PLA ligeramente por encima de su temperatura de transición vítrea y dejar que se enfríe muy lentamente. Esto fomenta la formación de estructuras cristalinas en PLA, lo que le otorga una mejor estabilidad térmica y resistencia mecánica.

Para ir finalizando

A pesar de no ser conocido por su buena estabilidad térmica, el PLA sigue siendo uno de los materiales más utilizados en la impresión 3D basada en filamentos. Esto se debe principalmente a lo fácil que es trabajar con el material. Ayuda enormemente que el PLA no sea propenso a deformarse, no requiera una cama caliente y sea mucho más indulgente en comparación con otros filamentos.

Conocer los puntos de fusión de los diferentes filamentos de impresión 3D es fácil, pero comprender cómo reaccionan los materiales al calor es mucho más importante. En el caso del PLA, es esta comprensión más profunda la que ha llevado al descubrimiento del recocido como técnica para cerrar algunas de sus brechas de rendimiento.

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