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Material Science•9 min read

La guía maestra de comparación de filamentos: PLA, PETG, ABS, TPU y nailon

Deja de adivinar qué plástico comprar. La verdadera guía para fabricantes sobre temperaturas, resistencias mecánicas, deformación de los automóviles en verano y por qué a PETG le encanta destruir las camas de vidrio.

1.Deje de desperdiciar carretes: por qué la elección del polímero hace o deshace su pieza

Puede pasar dos días afinando sus cinturones, ajustando su compensación Z e imprimiendo el Benchy más limpio de la historia de la humanidad, pero si imprime un conector de manguera de jardín exterior en PLA estándar, se deformará, tendrá fugas y se agrietará en la primera semana de verano.

La selección de filamentos no se trata de qué es más barato o qué colores quedan bonitos en Amazon. Se trata de la física de los polímeros: temperatura de transición vítrea (Tg, el punto exacto donde el plástico rígido se convierte en fideos cocidos blandos), dureza al impacto, estabilidad a los rayos UV y cuánto se contrae el plástico a medida que se enfría en la cama.

Analicemos los cinco materiales que componen el 95% de todo lo que los fabricantes realmente imprimen, sin tonterías y con cifras reales de taller.

2.Matriz de referencia del material maestro

Así es como se comparan los principales termoplásticos cuando se prueban bajo cargas mecánicas reales en hardware de consumo:

Tipo de filamentoResistencia a la tracciónResistencia al calor (Tg)Resistencia al impactoResistencia a los rayos UV/solDificultad de impresión¿Se necesita un recinto?
PLA60 MPa (Muy rígido)55°C (Se derrite en un auto caliente)Bajo (Se rompe fácilmente)Pobre (Se desvanece y se agrieta)1/10 (Más fácil)No (Mantiene la cama abierta)
PETG50 MPa (Se dobla primero)75°C (Excelente para interiores)Alto (Dúctil y resistente)Bueno (Soporta la lluvia)3 / 10 (Propenso a formar cuerdas)No (cama abierta fina)
ABS42 MPa (Resistente al impacto)105°C (Seguro en el compartimento del motor)Muy alto (rebota)Pobre (Amarillo al sol)7 / 10 (Se deforma mucho)Sí (Obligatorio)
ASA45 MPa (Resistente a la intemperie)100°C (Seguro para climas cálidos)Muy alto (Rey al aire libre)Excelente (desvanecimiento cero)6/10 (se deforma como ABS)Sí (Obligatorio)
TPU (95A)30 MPa (goma flexible)-40 °C (permanece flexible)IndestructibleMuy bueno (resistente al aceite)5 / 10 (Ir lento)No (cama abierta fina)
Nylon (PA-CF)100 MPa (similar al acero)120°C - 150°CExtremadamente resistenteBueno8 / 10 (Debe secarse en caliente)Sí (Cámara + Secadora)

3.PLA: El rey de los prototipos (y su debilidad en verano)

El PLA (ácido poliláctico) se elabora a partir de almidones de plantas fermentadas (como el maíz y la caña de azúcar). Es el campeón indiscutible de la facilidad de uso: imprime a bajas temperaturas (boquilla de 200 °C a 215 °C, cama de 50 °C a 60 °C), apenas se contrae cuando se enfría (contracción inferior al 0,3 %), no huele a productos químicos y ofrece esquinas más nítidas y texto más nítido que casi cualquier otro plástico.

El truco: Su temperatura de transición vítrea es de alrededor de 55 °C (130 °F). Si deja un soporte de teléfono de PLA, un estuche para gafas de sol o una figura en el tablero de su automóvil en una tarde soleada de julio, regresará y encontrará un charco de plástico derretido y caído. El PLA también es frágil: deje caer una pieza delgada de PLA sobre el piso de concreto de un garaje y, a menudo, se romperá como un caramelo duro.

Conclusión clave:Utilice PLA para impresiones decorativas, accesorios de cosplay, juguetes de escritorio, creación de prototipos de dimensiones CAD y cualquier cosa que se encuentre dentro de una habitación con aire acondicionado.

4.PETG: El caballo de batalla funcional diario

Tome el plástico de las botellas de refresco transparentes, agregue glicol para evitar que cristalice y obtendrá PETG. Es el material de referencia para las cosas que realmente tienen que funcionar en el mundo real.

Al imprimir con una boquilla de 230 °C–250 °C y una base de 70 °C–85 °C, el PETG resiste el calor hasta ~75 °C, resiste el contacto directo con agua, aceite de motor y productos químicos de limpieza, y se flexiona bajo carga en lugar de romperse. Si está imprimiendo brazos para drones, adaptadores de recolección de polvo, soportes para baterías o macetas para plantas de exterior, opte por el PETG.

Advertencia sobre la cama: El PETG fundido ama demasiado el PEI y el vidrio. Si imprime PETG directamente sobre una lámina lisa de PEI o una base de vidrio desnudo sin un agente de liberación (como laca para el cabello o pegamento en barra), puede adherirse con fuerza atómica y arrancar fragmentos de vidrio o película de PEI directamente de su placa de construcción cuando intenta quitarla. ¡Utilice siempre una placa PEI texturizada!

⚠️ Atención:No arruine su hoja de PEI lisa

Nunca imprima PETG en PEI liso o vidrio desnudo sin una capa de pegamento en barra o Windex. Utilice una lámina de PEI texturizada con recubrimiento en polvo donde la pieza se desprenderá sin esfuerzo una vez que se enfríe.

5.ABS y ASA: altas temperaturas y sol al aire libre

ABS es de lo que están hechos los ladrillos LEGO. Soporta temperaturas superiores a 100 °C, se desgasta sin agrietarse y se puede alisar con vapor de acetona para que parezca un producto comercial moldeado por inyección.

El problema: El ABS se contrae casi un 1,5% a medida que se enfría. Si imprime ABS en una impresora de marco abierto, las corrientes de aire fresco de la habitación harán que las esquinas se desprendan violentamente de la base (deformación) o dividirán las uniones de las capas horizontales por la mitad (delaminación). Debe utilizar una impresora cerrada, mantener la cama a más de 100 °C y ventilar los vapores tóxicos de estireno.

Por qué el ASA es mejor: El ASA tiene todos los beneficios de temperatura e impacto del ABS, pero reemplaza el caucho de butadieno con éster acrílico. Eso significa que el ASA no se amarilleará, no se volverá amarillento ni se volverá quebradizo bajo la luz solar ultravioleta. Si está fabricando carcasas de espejos para automóviles, soportes para portaequipajes o soportes para estaciones meteorológicas, omita el ABS y compre ASA.

6.TPU (Poliuretano termoplástico): caucho que no muere

El TPU es un elastómero: se dobla, se estira y absorbe impactos como un neumático de goma o un juguete para perros. Shore 95A es el grado estándar para aficionados: lo suficientemente rígido como para pasar a través de un engranaje extrusor, pero lo suficientemente flexible como para fabricar parachoques para drones, suelas de zapatos, juntas de goma y amortiguadores de vibraciones.

Cómo imprimirlo sin perder la cabeza: 1) Ir lento (25–35 mm/s); 2) Mantenga la retracción baja (de 0,5 mm a 1,0 mm) para que el filamento blando no se enrolle alrededor del engranaje del extrusor; 3) Utilice accionamiento directo si es posible; y 4) Séquelo bien: el TPU absorbe la humedad del aire como una esponja.

7.Hoja de referencia de la cortadora: líneas base de boquilla, base y ventilador

Guarde estos parámetros iniciales probados en batalla en su cortadora:

FilamentoTemperatura de la boquillaTemperatura de la baseVentilador de enfriamiento de piezasRecomendación de secadoContracción de la rebanadora
PLA estándar205°C - 215°C55°C - 60°C100% (máximo máximo)45°C durante 4 horas (rara vez es necesario)0,2% (ignorar en CAD)
PETG235°C - 245°C75°C - 80°C30% - 50% (Demasiado ventilador debilita las capas)65°C durante 6 horas (Crucial para encordar)0.4% - 0.6%
ABS245°C - 255°C100°C - 105°C0% - 15% (Solo ventilador de cámara)75°C durante 4 horas1.2% - 1.6% (¡Compensar!)
ASA250°C - 260°C95°C - 105°C0% - 20%75°C durante 4 horas1,0% - 1,4%
TPU 95A225°C - 235°C50°C40% - 80%55°C durante 8 horas (Obligatorio)0,5% - 0,8%
Nylon / PA-CF260°C - 280°C80°C - 90°C0% - 10% (el ventilador arruina la unión)80°C durante 12 horas (debe imprimir desde una caja seca)1.5% - 2.0%

Preguntas Frecuentes

¿Por qué se imprimió mi PLA? ¿Se deforma en mi automóvil aunque no esté expuesto a la luz solar directa?
La temperatura del aire dentro de un automóvil cerrado estacionado en un clima de 85°F (29°C) puede alcanzar fácilmente 135°F a 150°F (57°C a 65°C) en una hora. Debido a que el PLA se ablanda a 55°C, el calor ambiental del invernadero dentro del automóvil es suficiente por sí solo para deformar las piezas bajo su propio peso. Utilice siempre PETG o ASA para el interior de los automóviles.
¿Puedo imprimir ABS o ASA sin carcasa si enciendo la calefacción de la habitación?
Casi nunca para nada más grande que un pequeño cubo de calibración. Incluso las pequeñas corrientes de aire de las rejillas de ventilación del aire acondicionado o las personas que pasan junto a la impresora harán que el plástico de enfriamiento se encoja de manera desigual, despegando las esquinas de la cama o separando las uniones de las capas. Necesita un recinto para mantener el aire alrededor de la impresión a una temperatura cálida de 40 °C a 50 °C.
¿Necesito una boquilla endurecida para PETG o TPU?
No. Los PETG, PLA, ABS y TPU estándar son polímeros puros que no desgastan una boquilla de latón. Solo necesita una boquilla de acero endurecido o de rubí para imprimir filamentos compuestos abrasivos que contengan fibra de carbono picada, fibra de vidrio, polvo de madera o partículas de estroncio que brillan en la oscuridad.
¿Por qué mi PETG es tan peludo y lleno de hilos de telaraña?
Dos razones: Primero, el filamento húmedo (el PETG absorbe agua rápidamente, creando vapor que expulsa el plástico fundido durante el viaje). En segundo lugar, la temperatura es demasiado alta o la retracción no está ajustada. Seque el carrete a 65°C durante 6 horas, baje la temperatura de la boquilla en 5°C y habilite "Limpiar mientras se retrae" en su cortadora.

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