S'han explicat els filaments d'impressora 3D

Com triar el filament adequat

Després de triar una impressora 3D, la primera decisió que haureu de prendre és quin tipus de filament voleu utilitzar. Hi ha diverses dotzenes de varietats, fins i tot deixant de banda els nombrosos colors que provenen. A través de les superfícies, hi ha una sèrie de noms sonors químics: àcid polilactic, alcohol polivinilic, fibra de carboni i elastòmers termoplàstics de llengüeta. Entre ells hi ha una vertiginosa varietat de sigles, ABS, PLA, HIPS, CPE, PET, PETT, TPE, PVA i PCTPE. Però no us deixeu consternar per aquesta sopa de l’alfabet. Només hi ha uns quants tipus d’ús comú i els fabricants acostumen a esquivar monikers excessivament frikis en favor de noms més descriptius que fan al·lusió a una qualitat essencial del filament com ara la flexibilitat (NinjaTlex, Ninjaflex i Polymaker's Polyflex, per exemple) i la força (Makerbot, XYZprinting i Ultimaker tots els filaments del mercat anomenats Tough PLA).

Fonaments bàsics del filament

Els filaments que s'utilitzen en la impressió 3D són els termoplàstics, que són plàstics (també coneguts com a polímers) que es fonen en lloc de cremar-se quan s'escalfen, es poden donar forma i modelar i es solidifiquen quan es refreden. El filament s’instal·la a una càmera calefactora en el conjunt d’extrusores de la impressora, on s’escalfa fins al seu punt de fusió i després s’extreu (xerrant) a través d’una boquilla metàl·lica a mesura que es mou el conjunt de l’extrusora, traçant un camí programat en un fitxer d’objectes 3D per crear, capa per capa, l’objecte imprès. Tot i que la majoria d’impressores 3D tenen una sola extrusora, hi ha alguns models d’extrusora doble que poden imprimir un objecte de diferents colors o amb diferents tipus de filament.

El procés d’impressió amb filament de plàstic s’anomena o bé fabricació de filaments fusionats (FFF) o modelatge de dipòsits fusionats (FDM). Són el mateix; l'acrònim FDM està marcat per la marca pionera de la impressió 3D Stratasys Corp. Per això, altres fabricants van crear els seus propis noms per descriure la tecnologia de les seves impressores; La FFF és la que va agafar. Encara avui, excepte en alguns fulletons dels fabricants, podreu veure els noms que s’utilitzen de forma intercanviable.

El filament es ven en bobines en pes des dels 0, 5 quilograms fins als 2 quilograms. El filament té dos gruixos, 1, 75 mil·límetres i 3 mil·límetres. (Aquest últim és en realitat una mica més prim, uns 2, 85 mil·límetres.) La gran majoria del filament és del tipus 1, 75 mil·límetres; Ultimaker i LulzBot són un dels pocs fabricants que les impressores utilitzin una mida més grossa. El pes es classifica gairebé sempre en unitats mètriques.

Ara, fem una ullada a alguns dels tipus de filaments més populars i importants.

El Duo dinàmic: ABS i PLA

De lluny, els tipus de filaments més comuns són acrilonitrila butadiè estiren (ABS) i àcid polilàctic (PLA). La majoria d'impressores 3D bàsiques estan dissenyades per utilitzar exclusivament aquests filaments. Una part del seu atractiu és que són relativament barats i costen tan sols 20 dòlars el quilo.

No se li deixi el nom químic indegut d'ABS; és el mateix plàstic utilitzat a Legos. Els objectes impresos a partir d’ABS són durs, duradors i no tòxics. Té un punt de fusió relativament alt, amb una temperatura d’impressió que oscil·la entre els 210 graus i els 250 graus centígrads. Les cantonades inferiors dels objectes que s’imprimeixen amb ABS tenen tendència a enrotllar-se una mica cap amunt, sobretot si utilitzeu un llit d’impressió no escalfat. Durant la impressió, l’ABS pot emetre una olor àcida i desagradable, per la qual cosa s’utilitza millor amb una impressora amb marc tancat en una habitació ben ventilada.

El PLA té un punt de fusió relativament baix, amb temperatures utilitzables entre 180 i 230 graus centígrads. És vegetal i biodegradable. És més difícil que l’ABS, s’imprimeix sense deformar-se i, en general, és fàcil de treballar, tot i que en rares ocasions pot causar embussos extrusors. El PLA s'utilitza sovint com a material bàsic per a materials compostos més exòtics, dels quals parlarem una mica.

Niló

El niló és un material sintètic increïblement versàtil, desenvolupat a la dècada de 1930, que ha trobat ús en tot, des de raspalls de dents fins a paracaigudes fins a pneumàtics fins a mitges, i ara filament d'impressora 3D. En el seu cor es troba un polímer, o plàstic (o, més precisament, una família de plàstics). És fort i durador, però flexible i entre els filaments d'impressió 3D a preus més baixos. Es fon a una temperatura més elevada (uns 240 graus centígrads) que la majoria dels filaments. No totes les impressores 3D estan construïdes per controlar aquesta calor: algunes substàncies utilitzades habitualment a l'extrusora emeten vapors a aquesta temperatura. Igual que amb els ABS, els objectes impresos amb niló tenen tendència a l’ordit, que es pot pal·liar mitjançant un llit d’impressió escalfat.

Filament flexible

Els TPE (o elastòmers termoplàstics) són termoplàstics amb alta elasticitat (tot i que encara són molt inferiors a les bandes de cautxú); els objectes impresos amb ells són relativament flexibles. Un tipus comú de TPE és el poliuretà termoplàstic (TPU), del qual NinjaFlex és un exemple popular.

Filaments solubles: HIPS i PVA

Una de les sigles més enganxoses, HIPS, és el de poliestirè d’impacte elevat. Els HIPS tenen un preu moderat, són lleugers i es poden polir, enganxar i acolorir amb pintures acríliques. És semblant a l’ABS, excepte que el HIPS és soluble a Limonene, un dissolvent basat en cítrics, per la qual cosa és una bona elecció -per imprimir amb un segon material (com ABS o PLA) amb una impressora de doble extrusora- com a material de suport. que es podrien dissoldre després de la impressió. També imprimeix per si sol i és el filament recomanat per LulzBot per a la seva impressora 3D 3D LulzBot, que va guanyar la nostra elecció d'Editors. El filament dissolvent de MakerBot també està format per HIPS.

Un altre filament soluble és el PVA (polivinil alcohòlic), que es dissol convenientment en aigua. PVA és inodora, no tòxica i biodegradable. Té un punt de fusió baix i pot embussar una boquilla extrusora quan es sobreescalfa. Sovint s’utilitza com a material de suport en impressores de doble extrusora; Vaig provar Ultimaker 3 imprimint un objecte de prova (una caixa dins d’una caixa), utilitzant PLA per a les caixes mateixes i PVA com a suport. Després d’imprimir l’objecte, el vaig submergir en aigua tèbia i el PLA es va anar dissolent gradualment, deixant el parell de caixes imbricades.

Filaments compostos

Els filaments compostos tenen una base de PLA o d’altres termoplàstics en els quals s’han barrejat partícules, pols o flocs d’altres materials. Algunes són barreges de fusta, d'altres inclouen gres o pedra calcària, i d'altres tenen diversos tipus de metalls, com ferro, alumini, llautó, bronze i coure. Aquests filaments adopten algunes de les propietats dels materials amb els quals han estat barrejats. Un altre compost popular és la fibra de carboni; els objectes impresos obtenen part de la força de la fibra. Un dels inconvenients d’aquests filaments compostos és que costen molt més que els no compostos.

Més enllà del filament plàstic: impressió basada en resina

Amb la proliferació actual d'impressores FFF, és fàcil obviar el fet que hi ha models al mercat basats en altres tecnologies que no utilitzen filament. El més destacat és l'estereolitografia (també coneguda com SLA), la primera tecnologia d'impressió 3D que s'ha desenvolupat i que és capaç d'imprimir detalls d'alta resolució. Les etiquetes de preus per a impressores SLA per a ús comercial poden arribar a incloure cinc (i fins a sis) xifres, però hem vist alguns models de preus més baixos, adequats per a aficionats i artesans.

En la impressió SLA, un làser ultraviolada rastreja la forma de l'objecte que s'ha d'imprimir, capa per capa, en una resina sensible a la UV (alias fotopolímer o resina fotopolímer) allotjada en una safata o tina, i la resina exposada al làser s'endureix. per formar l'objecte imprès. Les resines contenen ampolles de 500 mil·límetres i 1 litre, i els preus dels fabricants d’impressores començaran a uns 100 dòlars per litre. Alguns fabricants han formulat resines per a la resistència, la flexibilitat, la rigidesa i altres qualitats i, per tant, les resines acostumen a vendre’s de forma prima. Les resines han patit una paleta de colors limitada i han tendit a limitar-se a negres, grisos, blancs i clars, tot i que algunes resines metàl·liques i de colors més brillants han estat disponibles fins a finals.

La DLP és una forma d’estereolititografia que utilitza un projector en lloc del làser com a font de llum, utilitzant llum visible en lloc d’ultraviolat. El projector, que utilitza la tecnologia DLP de Texas Instruments (Digital Light Processing), projecta una sèrie d’imatges en una tina de resina fotopolímer similar a les resines utilitzades en la impressió SLA per construir l’objecte, capa per capa.

Ara que ja sabeu tot el que necessiteu sobre els filaments més populars, voldreu llegir la nostra guia de compra d’impressores 3D, que inclou ressenyes dels millors models que hem provat recentment. També podeu consultar què havia de dir un adoptant precoç sobre el seu temps aprenent a imprimir en 3D.