Guía de 4 tipos comunes de filamento para alimentar correctamente tu impresora

Actualmente existen aparentemente innumerables tipos y variantes de materiales de impresión 3D FDM, en comparación con hace solo unos años, cuando el ABS era prácticamente la única opción. Una guía única que los cubriera todos sería extremadamente exhaustiva, no solo de leer, sino también de recopilar y redactar. 

Por ello, nos centraremos en los 4 materiales más comunes utilizados actualmente: PLA, ABS, PETG y TPU. 

El objetivo de esta guía es proporcionarles a ustedes, entusiastas de la impresión 3D, una mejor comprensión de estos materiales: su composición y propiedades, así como los ajustes de impresión y las aplicaciones habituales. 

Esta guía ofrecerá una descripción general del material, sus usos tanto dentro como fuera de la impresión 3D, sus propiedades físicas, los ajustes de impresión recomendados y, por último, las ventajas y desventajas de cada material. 

El resultado final es que pueda disfrutar de la mejor experiencia de impresión 3D posible, eliminando las conjeturas sobre qué materiales usar, cómo imprimirlos y cuándo utilizarlos. 

Avisos legales

De ninguna manera se trata de una guía exhaustiva, ni siquiera para estos 4 tipos de materiales. Como no existen estándares industriales para la composición o los aditivos de ningún material determinado, las variaciones en sus propiedades (incluso entre productos del mismo fabricante) son habituales. Por ello, las propiedades de los materiales y los ajustes de impresión son generalizados; sus experiencias pueden variar.

Y una última observación antes de comenzar sobre los materiales «aptos para alimentos»: en opinión personal de este autor (actuando con extrema precaución), NINGÚN material de impresión 3D FDM debería considerarse «apto para alimentos». 

Aunque los elementos químicos básicos de algunos materiales FDM pueden estar «aprobados por la FDA», no existen normativas gubernamentales de seguridad sobre estos materiales y sus aditivos, ni sobre los equipos de impresión 3D por los que pasan, que garanticen el uso de ingredientes o equipos aptos para el contacto con alimentos.  

Además, debido a las propiedades de la impresión 3D FDM, las impresiones 3D contienen abundantes espacios, grietas y agujeros. Esto provoca que partículas y residuos de alimentos queden atrapados en esos objetos, que son muy difíciles, si no imposibles, de limpiar adecuadamente. Con el tiempo, pueden producirse proliferación de bacterias, virus y moho. Todo ello puede provocar una rápida visita al baño (en el mejor de los casos) o al hospital (en el peor). 

Ahora que hemos aclarado eso, comencemos. 

Entrada de filamentos JGMAKER: https://www.jgmaker3d.com/collections/filament 

PLA – Ácido poliláctico 

Descripción general

El PLA es actualmente el filamento de impresión 3D más popular disponible. Esto se debe en gran medida a su bajo coste de fabricación, ya que utiliza principalmente recursos orgánicos como el maíz y la caña de azúcar. Ofrece la gama más amplia de colores y aditivos de todos los tipos de filamento FDM. También es uno de los filamentos más fáciles de usar y produce excelentes resultados en un amplio rango de temperaturas comparativamente bajas, a menudo sin necesidad de una cama calefactada ni de un recinto.

JGMaker PLA disponible: 

https://www.jgmaker3d.com/collections/filament/products/3d-printer-pla-filament

Usos fuera de la impresión 3D

El PLA tiene usos limitados fuera de la impresión 3D. Puede degradarse en ácido láctico y utilizarse en implantes médicos que se disuelven con el tiempo. También puede emplearse como material de embalaje desechable. 

Usos en la impresión 3D

El PLA es excelente para la fabricación de modelos y piezas mecánicas sometidas a bajos esfuerzos. Su baja temperatura de transición vítrea, escasa resistencia a la intemperie y fragilidad impiden que se utilice mucho en entornos calurosos, húmedos o sometidos a grandes esfuerzos. Sin embargo, se utiliza ampliamente en esculturas mediante el «moldeo a la cera perdida con PLA», en el que se crea un molde a partir de la impresión 3D y luego el PLA se derrite y se elimina, de forma similar al «moldeo a la cera perdida». 

Propiedades

Facilidad de impresión: Fácil

Resistencia: Media

Densidad: 1,24 g/cm³

Flexibilidad: baja

Fragilidad: alta

Durabilidad: media

Abrasividad: Baja – dependiendo de los aditivos

Deformaciones: mínimas; puede despegarse de la cama y curvarse en los voladizos
Contracción: 0,2-0,25%

Hilos: Bajos – dependiendo de los aditivos y la refrigeración

Temperatura de transición vítrea: 55-60 °C

Resistencia a la intemperie: baja. Susceptible a los rayos UV, el calor y la humedad.

Vapores: mínimos, según los aditivos.

Disolventes: acetato de etilo, carbonato de propileno

Biodegradable: sí, en condiciones óptimas

Higroscópico: Moderado

Apto para uso alimentario: Generalmente no 

Ajustes de impresión

Temperatura de la boquilla: 180-230 °C

Temperatura de la cama: apagada-50 °C

Ventilador de refrigeración: 50-100%

Cerramiento: ninguno

Superficie de impresión: cinta azul, PEI, vidrio, barra de pegamento, etc.

Velocidad de impresión: 30-90 mm/s recomendada

Extrusor de accionamiento directo: Sí

Extrusor Bowden: Sí 

Variaciones

El PLA puede encontrarse con una gran variedad de aditivos, además de los simples colores. Algunos ejemplos son: fosforescentes, madera, metal, carbono, etc. Otros aditivos pueden aumentar la resistencia, flexibilidad y durabilidad del PLA. Todas estas variaciones pueden afectar a la temperatura de impresión y de la cama, la velocidad, los vapores, la higroscopicidad y las propiedades biodegradables, entre otros aspectos. 

Almacenamiento

Tiene una larga vida útil si se almacena correctamente y, aunque solo es moderadamente higroscópico, se recomienda guardarlo en un lugar fresco y seco, protegido de la luz solar directa. 

Ventajas

El PLA es uno de los filamentos de impresión 3D más fáciles y económicos del mercado actual. Su amplia gama de colores y aditivos, así como su facilidad de impresión, lo hacen extremadamente versátil y agradable de utilizar. 

Desventajas

Debido a su fragilidad, baja temperatura de transición vítrea y escasa resistencia a la intemperie, el PLA no se considera una buena opción para aplicaciones exteriores, húmedas o sometidas a grandes esfuerzos.

 

 ABS – Acrilonitrilo butadieno estireno 

Descripción general

El ABS fue uno de los primeros materiales utilizados en la impresión 3D industrial y personal, lo que lo convirtió en el plástico más popular de aquella época. Sin embargo, con la introducción de materiales adicionales, su popularidad ha disminuido. El ABS está compuesto de acrilonitrilo, butadieno y estireno (también conocido como ABS), todos ellos hidrocarburos producidos a partir de combustibles fósiles. Debido a su alto grado de deformación, la necesidad de una cama y una cámara calefactadas, su olor penetrante y su contracción significativa, es un material de impresión 3D moderadamente difícil de utilizar.  

Usos fuera de la impresión 3D

El ABS se utiliza ampliamente en la industria como un plástico moldeado por inyección muy común. Su alta temperatura de transición vítrea, resistencia a la intemperie, durabilidad y flexibilidad moderada le proporcionan una gama muy amplia de aplicaciones, desde piezas de automóviles y electrodomésticos de cocina hasta bloques LEGO y dispositivos médicos.  

Usos en la impresión 3D

El ABS es excelente para modelos, piezas de repuesto y aplicaciones en exteriores, gracias a su resistencia a los rayos UV y a las condiciones meteorológicas, superiores a la media, así como a su resistencia y durabilidad superiores a la media y su flexibilidad moderada. Se lija, pega y pinta fácilmente, lo que amplía sus aplicaciones y utilidad. 

Propiedades

Facilidad de impresión: Media

Resistencia: Media

Densidad: 1,01 g/cm³

Flexibilidad: Media

Fragilidad: Baja

Durabilidad: Alta

Abrasividad: Baja – dependiendo de los aditivos

Deformaciones: Moderadas – se despega fácilmente de la cama, se curva y se separa entre capas durante la impresión
Contracción: 0,8 % - 8 %

Hilos: Bajos – dependiendo de los aditivos y la refrigeración

Punto vítreo: ~105c

Resistencia a las condiciones meteorológicas: Moderada – resistente a los rayos UV, al calor y a la humedad

Vapores: Moderados – vapores penetrantes y posiblemente perjudiciales

Disolventes: ésteres, cetonas (acetona), cloroformo y dicloruro de etileno

Biodegradable: No

Higroscópico: Moderado

Apto para uso alimentario: No 

Ajustes de impresión

Temperatura de la boquilla: 210-250c

Temperatura de la cama: 50-100c

Ventilador de refrigeración: 0 %

Cerramiento: Recomendado – para regular la temperatura y evitar deformaciones

Superficie de impresión: cinta Kapton, lechada de ABS

Velocidad de impresión: se recomiendan 40-60 mm/s

Extrusor de accionamiento directo: Sí

Extrusor Bowden: Sí 

Variaciones

El ABS puede encontrarse con una gran variedad de aditivos, más allá de los simples colores. Algunos ejemplos son: cambio de color, fluorescente, fosforescente, policarbonato, etc. Otros aditivos pueden aumentar la resistencia, flexibilidad y durabilidad del ABS. Todas estas variaciones pueden afectar a la temperatura de impresión y de la cama, la velocidad, los vapores, las propiedades higroscópicas y biodegradables, etc. 

Almacenamiento

Tiene una larga vida útil si se almacena correctamente y, aunque es moderadamente higroscópico, se recomienda guardarlo en un lugar fresco y seco, alejado de la luz solar directa. 

Ventajas

El ABS es uno de los materiales más duraderos disponibles para la impresión 3D, lo que le proporciona una amplia variedad de aplicaciones, desde modelos hasta piezas funcionales tanto para interiores como para exteriores. 

Desventajas

Con una deformación y contracción moderadas, además de la necesidad de una cama calefactada y una cámara recomendada, el ABS es un material más difícil de imprimir. Sumado a su olor penetrante y posiblemente peligroso, puede no ser la mejor opción según tus necesidades.

 PETG – Tereftalato de polietileno con glicol 

Descripción general

El PETG es PET con glicol añadido. A menudo se considera una alternativa mejor al ABS, ya que es más fácil de imprimir y produce menos vapores. Al igual que el ABS, es más duradero y flexible que el PLA, pero no requiere una cámara para controlar la temperatura y se deforma menos que el ABS. Sin embargo, sigue necesitando una cama calefactada para lograr una buena adhesión, aunque normalmente no tan caliente como la del ABS. 

Usos fuera de la impresión 3D

El PET (sin glicol) es uno de los plásticos más utilizados en el entorno laboral y se emplea ampliamente para fabricar botellas de agua, fibras para ropa y recipientes para alimentos, mientras que el PETG (con glicol) no es muy común fuera de la impresión 3D, ya que se le añadió específicamente para hacerlo más transparente, menos frágil y más fácil de imprimir. 

Usos en la impresión 3D

El PETG es excelente para modelos, piezas de repuesto y algunas aplicaciones en exteriores, aunque no se considera resistente a los rayos UV. Sin embargo, es más resistente a las condiciones meteorológicas que el PLA y ofrece una resistencia y durabilidad superiores a la media, con una flexibilidad moderada. 

Propiedades

Facilidad de impresión: Fácil

Resistencia: Media

Densidad: 1,23 g/cm³

Flexibilidad: Media

Fragilidad: Baja

Durabilidad: Alta

Abrasividad: Baja – dependiendo de los aditivos

Deformaciones: Baja; deformación y curvatura mínimas durante la impresión
Contracción: ~0,8 %

Formación de hilos: Moderada

Punto de transición vítrea: ~80 °C

Resistencia a la intemperie: Moderada; resistente al calor y la humedad

Emisiones: Mínimas; depende de los aditivos

Disolventes: diclorometano, tolueno, ciclohexanona y metiletilcetona

Biodegradable: No

Higroscópico: Alto

Apto para uso alimentario: Generalmente no 

Ajustes de impresión

Temperatura de la boquilla: 220-250 °C

Temperatura de la cama: 50-75 °C

Ventilador de refrigeración: 0 % - 30 %

Cerramiento: No

Superficie de impresión: barra de pegamento sobre vidrio, cinta de pintor

Velocidad de impresión: se recomiendan 40-60 mm/s

Extrusor de accionamiento directo: Sí

Extrusor Bowden: Sí 

Variaciones

El PETT (tereftalato de polietileno cotrimetileno) es una variante común del PETG. Es ligeramente más rígido que el PETG y casi transparente. 

Almacenamiento

Tiene una larga vida útil si se almacena correctamente, pero es muy higroscópico. Se recomienda guardarlo en un lugar fresco y seco, en un recipiente hermético con desecante y alejado de la luz solar directa. 

Ventajas

El PETG es conocido por su superficie lisa y brillante y su buena adherencia a la cama. Al imprimirse, es prácticamente inodoro, dependiendo de los aditivos. Su baja tasa de contracción lo convierte en uno de los mejores materiales para impresiones funcionales con tolerancias estrictas. 

Desventajas

Los puentes deficientes son un problema común del PETG, por lo que se necesita más soporte que con otros tipos de filamento FDM. La formación de hilos es otro problema frecuente. Estos problemas pueden gestionarse ajustando correctamente la retracción, el ventilador de refrigeración y la limpieza de la boquilla antes de los desplazamientos.

TPU – Poliuretano termoplástico 

Descripción general

El TPU es el tipo más común de material flexible para impresión FDM. Aunque puede soportar el desgaste físico ante el que fallarían el PLA, el ABS y el PETG, también es blando y flexible, lo que le proporciona propiedades de las que carecen esos otros materiales. Dependiendo de los aditivos, el TPU puede ser extremadamente flexible (y más difícil de imprimir) o más rígido (y más fácil de imprimir), sin dejar de conservar su durabilidad. 

Usos fuera de la impresión 3D

El TPU y los TPE (elastómeros termoplásticos) se utilizan ampliamente en la industria para piezas de automóviles, electrodomésticos y suministros médicos. Su alta durabilidad, flexibilidad y resistencia a la intemperie les proporcionan una amplia variedad de usos. 

Usos en la impresión 3D

El TPU es excelente para piezas impresas sometidas a mucho desgaste, flexión, doblado, estiramiento, exposición a la intemperie, etc. Esto puede incluir piezas para drones, fundas para teléfonos, piezas de juguetes (como ruedas) y artículos ponibles, como pulseras e incluso zapatos. 

Propiedades

Imprimibilidad: Difícil

Resistencia: Alta

Densidad: ~1,2 g/cm³

Flexibilidad: Alta

Fragilidad: Baja

Durabilidad: Alta

Abrasividad: Baja

Deformaciones: Baja; deformación y curvatura mínimas durante la impresión
Contracción: ~0,6-1,0 %

Formación de hilos: Moderada

Punto de transición vítrea: ~-53 a -27 °C (¡porque es flexible!)

Resistencia a la intemperie: Alta; muy resistente al calor y la humedad

Emisiones: Bajas; depende de los aditivos

Disolventes: dimetilformamida, dimetilsulfóxido, N-metilpirrolidina y tetrahidrofurano

Biodegradable: No

Higroscópico: Bajo

Apto para uso alimentario: No  

Ajustes de impresión

Temperatura de la boquilla: 210-230 °C

Temperatura de la cama: Apagada - 60 °C (a menudo no es necesaria; depende de la superficie de la cama)

Ventilador de refrigeración: 0 % - 50 %

Cerramiento: No

Superficie de impresión: PEI, cinta de pintor

Velocidad de impresión: se recomiendan 20-40 mm/s

Extrusor de accionamiento directo: Sí

Extrusor Bowden: No recomendado 

Variaciones

El TPC (copoliéster termoplástico) ofrece una mayor resistencia a los productos químicos y a los rayos UV, así como una resistencia térmica de hasta 150 °C. 

Almacenamiento

Tiene una larga vida útil si se almacena correctamente y no es significativamente higroscópico. Se recomienda guardarlo en un lugar fresco y seco, dentro de un recipiente hermético y alejado de la luz solar directa. 

Ventajas

El TPU tiene una excelente resistencia al impacto, es muy duradero, blando y flexible. Gracias a estas propiedades, destaca en aplicaciones que requieren mucho maltrato y flexibilidad, en las que otros materiales FDM fallarían. 

Desventajas

El TPU es uno de los materiales más difíciles de imprimir debido a su flexibilidad. Sin un recorrido del filamento muy bien restringido desde el engranaje del extrusor hasta la boquilla, con mucha frecuencia se saldrá de ese recorrido y se atascará. Por este motivo, no se recomiendan los extrusores tipo Bowden, mientras que sí se recomiendan los extrusores de accionamiento directo con doble engranaje. También deben reducirse las velocidades de impresión, ya que es muy difícil imprimir a las velocidades normales utilizadas con filamentos más rígidos.

Conclusión

Como indicamos al principio, esta era solo una guía general de los 4 materiales de impresión 3D FDM más comunes que se utilizan actualmente. Cada uno de ellos presenta innumerables variaciones según el color, los aditivos, las propiedades de impresión y del material, y los usos, que sería abrumador intentar abarcar, y mucho más leer.

Las propiedades y los ajustes de impresión deben utilizarse como una «guía inicial» para tu impresora y tu filamento. Cada impresora es diferente y cada rollo de filamento puede ser distinto, incluso si es del mismo fabricante. Por eso, se recomienda encarecidamente realizar algunas impresiones de prueba pequeñas con cada rollo para ajustar la temperatura, la refrigeración, la velocidad y la retracción, y asegurarte de obtener la mejor impresión posible en cada ocasión. 

Y, finalmente, aquí tienes un gráfico fácil de consultar con todas las propiedades y ajustes de impresión de los tipos de filamento tratados en esta publicación. 

Disfruta. 

Propiedad	PLA	ABS	PETG	TPU
Imprimibilidad	Fácil	Medio	Fácil	Difícil
Resistencia	Medio	Medio	Medio	Alto
Densidad	1.24 g/cm3	1.01 g/cm3	1.24 g/cm3	1.2 g/cm3
Flexibilidad	Bajo	Medio	Medio	Alto
Fragilidad	Alto	Bajo	Bajo	Bajo
Durabilidad	Medio	Alto	Alto	Alto
Abrasividad	Bajo	Bajo	Bajo	Bajo
Deformaciones	Mínimo	Moderado	Bajo	Bajo
Contracción	0.2 - 0.25%	08. - 8%	0.8%	0.6 – 1.0%
Formación de hilos	Bajo	Bajo	Moderado	Moderado
Punto de vitrificación	55-60c	105 °C	80 °C	< 27 °C (¡es flexible!)
Resistencia a la intemperie	Deficiente	Moderado	Moderado	Alto
Vapores	Mínimo	Moderado	Mínimo	Bajo
Disolventes	acetato de etilo, carbonato de propileno	ésteres, cetonas (acetona), cloroformo y dicloruro de etileno	diclorometano, tolueno, ciclohexanona y metiletilcetona	dimetilformamida, dimetilsulfóxido, N-metilpirrolidina y tetrahidrofurano
Biodegradable	Sí	No	No	No
Higroscópico	Moderado	Moderado	Alto	Bajo
Conservación de alimentos	No	No	No	No

  

Ajustes de impresión	PLA	ABS	PETG	TPU
Temperatura de la boquilla	180 - 230c	210 - 250c	220 - 250c	210 - 230c
Temperatura de la cama	0 - 50c	50 - 100c	50 - 75c	Apagado - 60 °C
Ventilador de refrigeración	50 - 100%	0%	0 – 30%	0 – 50%
Cerramiento	Ninguna	Recomendado	Ninguna	Ninguna
Superficie de impresión	Cinta azul, PEI, vidrio, barra de pegamento, etc.	Cinta Kapton, suspensión de ABS	Barra de pegamento sobre vidrio, cinta de pintor	PEI, cinta de pintor
Velocidad de impresión	30 - 90 mm/s	40 - 60 mm/s	40 - 60 mm/s	20 - 40 mm/s
Extrusor de accionamiento directo	Sí	Sí	Sí	Sí
Extrusor Bowden	Sí	Sí	Sí	No recomendado