DIMA 3D - Materiales para impresión 3D En esta presentación hablaremos de los materiales que pueden utilizarse en la tecnología FFF, previo vistazo al funcionamiento térmico del extrusor de las máquinas. Detallaremos propiedades de una selección de los materiales más utilizados, así como de algunos materiales especiales que van apareciendo poco a poco.

1. Materiales en impresión 3D
Materiales en impresión 3D

2. Materiales de impresión
¿Qué es un termoplástico?
• Polímero de estructura amorfa
• Material que permite el paso repetido entre el
estado de cristalización y el de fusión
• Degradación en los continuos procesos de
transición vítrea
• Temperatura de degradación
• Temperatura de trabajo
Materiales en impresión 3D

3. Materiales de impresión
Procesado del material: Extrusión
• Composición
del Hot-End
Aleteado de
disipación
Bloque de
conducción
de flujo de
calor
Resistencia
de potencia
Termistor Boquilla
Materiales en impresión 3D

4. Materiales de impresión
Análisis térmico del Hot-End
Materiales en impresión 3D
Convección
turbulenta
Conducción
multidimensional
Disipación
por convección

5. Materiales de impresión
Importancia de una correcta refrigeración
Materiales en impresión 3D
-Convección correcta -Disipación excesiva
Mala lectura del
termistor
Control fidedigno de
temperaturas

6. Materiales de impresión
Análisis térmico del Hot-End
Materiales en impresión 3D
-Fases del polímero en
extrusión
·Sólido (polímero estable)
·Líquido
·Transición Vítrea
-Caracterización del flujo
-Tipo de Fluido

7. Materiales de impresión
Principales termoplásticos para impresión 3D
• ABS
• PLA
• Nylon
• HIPS
• PVA
• ABS- PC
• Laywoo-D3
• Laybrick
• Filaflex
• Poikilotermal
Materiales en impresión 3D

8. Materiales de impresión
ABS – Características mecánicas
• Resistente ante cargas
[Módulo elástico: 2,03GPa]
• Buena resistencia ante impactos
[Impacto Charpi: 11,4 J/cm2]
• Resistente en trabajo a fatiga
Materiales en impresión 3D

9. Materiales de impresión
Termoelasticidad y adherencia a la base
Materiales en impresión 3D
Gradiente no-lineal de
temperaturas
Carga térmica
Distribución de
tensiones internas

10. Materiales de impresión
ABS – Caracterización térmica
• Temperatura de transición vítrea
[Tg: 170-228 ºC]
• Temperatura de extrusión
[Te: 230-260 ºC]
• Temperatura de degradación
[Td: 290 ºC]
Materiales en impresión 3D

11. • Permite tratamiento químico
200 micras
300 micras
Tratado
Materiales de impresión
ABS – Otras propiedades
Materiales en impresión 3D

12. Materiales de impresión
PLA – Características mecánicas
• Menor resistencia ante cargas
[Módulo elástico: 3,63 GPa]
• Menor resistencia ante impactos
[Impacto Charpi: 4,32 J/cm2]
• Mayor dureza
• Menor deformación elástica
Materiales en impresión 3D

13. Materiales de impresión
PLA – Caracterización térmica
• Temperatura de transición vítrea
[Tg: 170-228 ºC]
• Temperatura de extrusión
[Te: 180-205 ºC]
• Temperatura de degradación
[Td: 245 ºC]
Materiales en impresión 3D

14. Materiales de impresión
PLA – Otras características
• Apto para contacto con alimentos
• No derivado del petróleo
• Olor característico en fusión
Materiales en impresión 3D

15. Materiales de impresión
Nylon – Características mecánicas
• Resistente ante cargas
[Módulo elástico: 2,07 GPa]
• Buena resistencia ante impactos
[Impacto Charpi: 13,07 J/cm2]
• Resistente en trabajo a fatiga
• Hasta un 135% de deformación elástica
Materiales en impresión 3D

16. Materiales de impresión
Nylon – Caracterización térmica
• Temperatura de transición vítrea
[Tg: 195-229 ºC]
• Temperatura de extrusión
[Te: 235-260 ºC]
• Temperatura de degradación
[Td: 310 ºC]
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17. Materiales de impresión
Nylon – Otras características
• Higroscopicidad
• Desecado anterior a la impresión
• Gran deformación termoelástica
• Tensiones internas
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18. Materiales de impresión
 Soluble en agua
 Temperatura de extrusión
[Te: 150-190 ºC]
 Baja resistencia mecánica
 Óptimo para soportes y material
desechable
PVA – Caracterización
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19. Materiales de impresión
• Filamento conductor, de baja
resistividad eléctrica
• Permite introducir sensores
directamente en las geometrías
• Importante aplicación en
sensores de contacto
Carbomorph
Materiales en impresión 3D

20. Materiales de impresión
Composites – Laywoo-d3 y Laybrick
• 60% material termoplástico, 40%
polvo de yeso (Laybrick) o viruta de
madera (Laywoo-d3)
• Varían su color y textura a
diferentes temperaturas de
extrusión
• Aplicaciones estéticas
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21. Materiales de impresión
Elastómeros – Filaflex, NinjaFlex, TPE, TPU…
• Permiten una deformación
elástica de hasta un 250%
• Más difíciles de imprimir
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22. Materiales de impresión
T-glase – Filamento de PET
• Propiedades ópticas
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