Los materiales plásticos se pueden clasificar en 3 grupos: Plásticos estándar, de ingeniería y avanzados.
Los plásticos avanzados son conocidos como PAEK (poliaril éter cetona), plásticos semicristalinos que resisten altas temperaturas conservando las propiedades mecánicas.
Imagen 1: Pirámide de clasificación de los plásticos. Fuente: Filament2print.
Dentro de la familia PAEK existen tres tipos: PEEK, PEKK y PEI, todos con alta resistencia química, mecánica y alta temperatura de inflamabilidad. De entre estos tres materiales, el PEI destaca frente al resto por su estabilidad dimensional, que le proporciona una alta resistencia térmica sin variar las propiedades mecánicas.
El PEI se suele emplear en aplicaciones donde la resistencia térmica y los valores de presión elevados son un requerimiento indispensable, como por ejemplo el moldeo por inyección. Realizar moldes de inyección por impresión 3D reduce los gastos de fabricación y agiliza el proceso de prototipado, obteniendo resultados de una manera más rápida y sencilla. Uno de los filamentos que destaca para esta actividad es el Ultem 1010.
Para imprimir en 3D un filamento como el Ultem 1010, es necesario utilizar una impresora 3D industrial que alcance una temperatura de impresión de más de 400 ͒C, una temperatura de la cama caliente de al menos 150 ͒C y una temperatura de cámara de al menos 80 ͒C.
Hace algunos años era difícil pensar que el prototipo de una pieza podría ser reproducido en pocas horas y con unos acabados y calidades excepcionales. La integración de la impresión 3D en el proceso productivo industrial se ha llevado a cabo de forma lenta, debido a las limitaciones existentes en cuanto a volumen de producción y a la escasez de materiales técnicos para trabajar. Hoy en día la impresión 3D FDM es una herramienta indispensable en la industria y es accesible para cualquier usuario que quiera ampliar sus conocimientos y habilidades dentro de este método de fabricación.
En la producción de piezas mediante impresión 3D FDM para la industria, suele ser necesaria la fabricación de piezas con geometrías complejas que pueden requerir estructuras de soporte que permitan sostener las zonas con voladizos o con ángulos demasiado pronunciados. A la hora de imprimir en 3D una pieza con soportes, se puede emplear el mismo material de construcción. Estos soportes deben ser eliminados tras la finalización del proceso de impresión 3D. En estos casos, se debe tener cierta precaución cuando se procede a eliminarlos, ya que se puede dañar la pieza final. Así mismo, después de haber retirado las estructuras de soporte, se debe realizar un post-procesado para dejar la superficie de la pieza sin restos del material sobrante para obtener una superficie lo más uniforme posible.
Imagen 2: Turbina impresa 3D con y sin material de soporte. Fuente: Infinite material solution.
Para facilitar el proceso de impresión 3D FDM de piezas con geometrías complejas, se han desarrollado diversos materiales de soporte solubles (ya sea en sustancias como el D-Limoneno o en agua) compatibles con distintos materiales como el PLA, PETG o ABS entre otros, pero no válidos para utilizar en combinación con filamentos avanzados como el PEEK, PEKK o PEI Ultem debido a su alta temperatura de impresión.
Infinite material solutions es una empresa norteamericana fundada en 2018, dedicada al desarrollo de materiales innovadores para impresión 3D FFF. En noviembre de 2020 Infinite material solutions lanza AquaSys 180, una material de soporte soluble diseñado para soportar altas temperaturas.
Imagen 3: Proceso de impresión 3D con AquaSys 180. Fuente: Infinite material solutions.
AQUASYS 180 es el primer material de soporte soluble compatible con materiales avanzados, soportando temperaturas de impresión de hasta 300 ͒C y temperaturas de base y de cámara de hasta 180 ͒C. Gracias a la resistencia térmica de AQUASYS 180, este filamento puede emplearse como material de soporte soluble en combinación con materiales avanzados como PEEK, PEKK, ULTEM o PPSU, ofreciendo una mayor libertad de diseño y flexibilidad para el sector industrial.
Así, gracias a la investigación de fabricantes como Infinite Material Solutions y su afán por desarrollar nuevos productos avanzados como Aquasys 180, el sector industrial cuenta cada día con más recursos para la fabricación de piezas mediante impresión 3D FDM.
