Todo invento comienza con un experimento y se considera revolucionario en cierta medida. La fabricación aditiva no es diferente en este sentido, y el aspecto experimental y revolucionario de los nuevos materiales y tecnologías en la impresión 3D es siempre muy llamativo y emocionante. Esto se debe al hecho de que la impresión 3D es relativamente nueva pero se está desarrollando a un ritmo realmente impresionante, sobre todo debido a que cada vez más sectores y empresas deciden entrar en la Industria 4.0 con la ayuda de la AM. Esto supone una inmensa variedad de necesidades que satisfacer y retos que superar.
Diez productivos años en el mercado de la impresión 3D
Hace 10 años, cuando el mercado de la impresión 3D sólo ofrecía PLA y ABS, un ingeniero alemán, Kai Parthy, lanzó su primer filamento llamado LayWoo-D3. En aquel momento, fue el primer filamento de madera del mercado y el propio inventor despertó el interés de la comunidad de impresión 3D. Su siguiente invento, LayBrick, animó a otros fabricantes a empezar a experimentar también con filamentos de madera y cerámica. A día de hoy se puede decir con seguridad que Kai Parthy no ha decepcionado, ya que no ha dejado de ofrecer filamentos de impresión 3D y otros inventos, como un hotend de doble color o soluciones antiwarping.
El catálogo de Lay Filaments
El catálogo de Lay Filaments se compone de más de 10 filamentos innovadores (algunos de ellos con variaciones) con propiedades interesantes, e inigualables en el mercado de la impresión 3D. Los filamentos Lay tienen usos muy singulares y prácticos, y la mayoría de las veces, dan lugar a un objeto que no parece impreso en 3D en absoluto, lo que en ciertas aplicaciones puede ser una ventaja. Todos los filamentos de Kai Parthy son productos de alta calidad sometidos a numerosas pruebas antes de ser lanzados al mercado. Algunos de los filamentos Lay más innovadores son GrowLay, la serie LayWood, LayBrick, LayCeramic, Reflect-o-Lay, SoLay, MoldLay, la serie PoroLay y la serie LayAway.
GrowLay
En el momento de su lanzamiento, el filamento GrowLay era un material nunca visto en la impresión 3D. Se trata de un filamento microcapilar biodegradable que puede absorber agua, fertilizante líquido, semillas y sustrato, por lo que puede servir como estructura para cultivar plantas, hongos, líquenes, musgo e incluso queso.
Imagen 1: Piezas impresas en 3D con el filamento GrowLay marrón y blanco. Fuente: Lay Filaments.
Se presenta en dos opciones: GrowLay marrón y GrowLay blanco. Ambas pueden teñirse con colorantes alimentarios y esterilizarse (nunca térmicamente), lo que la ha hecho muy popular entre los centros de investigación, las instituciones farmacéuticas e incluso los chefs creativos.
Vídeo 1: Cómo imprimir en 3D con el filamento GrowLay marrón. Fuente: RucklerSaga.
Mientras que el GrowLay Marrón contiene células de madera natural en su composición, el GrowLay Blanco no, lo que se traduce en una menor resistencia a la tracción y rigidez. Esto hace que sea ligeramente más difícil de imprimir en 3D y por esa razón se recomienda a aquellos que tienen experiencia con el GrowLay Marrón.
La gama LayWood
LayWoo-D3 es el filamento con el que todo empezó en 2012. Este filamento está compuesto por un 40% de fibras de madera y su acabado superficial es similar al de la madera. Se puede lijar y pintar y cambia de color dependiendo de la temperatura de extrusión, lo que lo hace perfecto para imprimir en 3D piezas decorativas como la decoración del hogar o molduras de madera.
Imagen 2: LayWoo-D3 (derecha) y LayWood Flex (izquierda) de Lay Filaments. Fuente: Lay Filaments.
Laywood Flex se creó a partir de LayWoo-D3 añadiendo componentes flexibilizadores. Se compone de un 35% de fibras de madera, un aglutinante polimérico y un flexibilizador. Al igual que Laywoo-D3, se puede lijar y pintar, y la temperatura de extrusión cambia su flexibilidad y color, lo que puede utilizarse para recrear el efecto de anillos de crecimiento anuales.
LayBrick y LayCeramic
LayBrick está compuesto por piedra arenisca y un aglutinante polimérico, y su acabado superficial se asemeja a la piedra o la cerámica, aunque no es un filamento cerámico en cuanto a sus propiedades. Su rugosidad aumenta o disminuye en función de la temperatura de extrusión. Al igual que LayWood, LayBrick es perfecto para imprimir piezas decorativas en 3D, o para imprimir modelos arquitectónicos.
Imagen 3: Los filamentos LayBrick (izquierda) y LayCeramic (derecha) de Kai Parthy. Fuente: Lay Filaments.
LayCeramic, en cambio, es un filamento con propiedades cerámicas reales. Un objeto impreso en 3D con este filamento debe someterse a un proceso de desligado y sinterización para eliminar el aglutinante polimérico y hacer que la pieza sea totalmente cerámica. A continuación, la pieza puede someterse a un proceso adicional (por ejemplo, esmaltado) para darle un aspecto cerámico.
Reflect-o-Lay
Reflect-O-Lay es un filamento hecho de PLA semiflexible y perlas retrorreflectantes, otro de los inventos de Kai Parthy. El filamento está lleno de millones de pigmentos reflectantes que brillan intensamente cuando se les enfoca cor una linterna o las luces de un coche, independientemente del ángulo.
Vídeo 2: La teoría del filamento Reflect-O-Lay. Fuente: Lay Filaments.
Reflect-O-Lay puede utilizarse para imprimir en 3D accesorios para bicicletas o señalización pasiva para la visibilidad y la seguridad en el tráfico, o accesorios que brillan en la oscuridad. Las piezas 3D impresas con Reflect-O-Lay son flexibles y lavables, por lo que pueden pegarse o coserse a la ropa y lavarse sin riesgo de perder las propiedades reflectantes.
SoLay
Solay es un filamento tan elástico como el caucho (dureza Shore 90A) y está pensado para ser utilizado de forma similar al caucho, por ejemplo en suelas de zapatos, cinturones o pulseras. Se desarrolló pensando en el sector textil, pero puede utilizarse en otras industrias, tanto para la creación de prototipos como para la impresión 3D de piezas de uso final. Es perfecto para la impresión 3D de calzado experimental, ya que se puede pintar (tanto el filamento como la pieza impresa) con tintas de base alcohólica.
Imagen 4: Tinte de una pieza impresa en 3D con el filamento Solay. Fuente: Lay Filaments.
Es fácil de imprimir en 3D y se recomienda hacerlo en una impresora 3D con extrusor directo (mejor para filamentos flexibles), como la impresora Raise 3D Pro2 o la impresora Creality CR-10.
MoldLay
MoldLay es el nuevo lanzamiento de Kai Parthy. Es un filamento con propiedades similares a la cera. Fue diseñado para imprimir moldes 3D para fundición a la cera perdida, así como moldes permanentes para metales. No manifiesta casi ninguna tensión y no requiere una cama de calor para la impresión 3D. En el método de fundición a la cera perdida, el molde se rodea de hormigón y el modelo de filamento se funde en su interior, dejando una forma que se rellena con el metal fundido deseado.
Vídeo 3: Fundición a la cera perdida con el filamento MoldLay. Fuente: Lay Filaments.
Una vez terminada la pieza, los restos de hormigón pueden eliminarse sumergiendo la pieza en un baño de ácido cítrico durante unas horas. MoldLay hace que el proceso de moldeo sea más sencillo, asequible y rápido que la fundición a la cera perdida tradicional. No emite humos tóxicos cuando se funde y no requiere ningún equipo especializado, ya que MoldLay puede moldearse en un horno de cocina normal.
La gama PoroLay
Lay-Fomm y Gel-Lay son dos filamentos muy exclusivos de la familia PoroLay. Los materiales de la familia PoroLay fueron diseñados para imprimir en 3D objetos microporosos, flotantes y estirables similares a la espuma, la goma o el cuero.
Lay-Fomm, disponible en dos opciones: LayFomm 40 (dureza Shore de 40A) y LayFomm 60 (Shore 60A), es altamente poroso y parcialmente soluble. Está hecho de un polímero y PVA, un material soluble. El objeto impreso en 3D es rígido y fuerte, pero cuando se coloca en agua, el PVA se disuelve y queda un objeto de goma elástica microporosa. Es ideal para imprimir en 3D objetos elásticos tipo esponja, por ejemplo una simulación de vida marina. Cuanto mayor sea el tiempo en remojo, más flexible será el objeto. Además, las piezas impresas en 3D con LayFomm pueden mezclarse a otros líquidos
Vídeo 4: Esponja impresa en 3D con el filamento LayFomm. Fuente: Lay Filaments.
GelLay, en cambio, imita a la gelatina cuando entra en contacto con el agua. Está compuesto por un elastómero TPE y un PVA soluble. Es muy útil para imprimir en 3D objetos blandos para aplicaciones en las que se necesita contacto con el agua y flotabilidad, por ejemplo en biomecánica.
Vídeo 5: Impresión 3D con el filamento GelLay de Kai Parthy. Fuente: Lay Filaments.
The 3D printed object is strong and rigid but once rinsed with or submerged in water, the PVA in the GelLay is dissolved and the object gains gelatinous properties. Similarly to the LayFomm filament, the GelLay filament can be moistened with liquids other than water, such as oil, glycerin, inks, saline solutions, ionic liquids or to be electrically conductive.
La gama LayAway
La serie LayAways es una familia de materiales de soporte de kai Parthy y está formada por EthyLay, High-T-Lay (antes conocido como Chamberlay), LayCloud y LayPVA. Los materiales de soporte ayudan a obtener estructuras complejas e intrincadas cuando se imprime en 3D con la tecnología FDM. Una vez impreso el objeto en 3D, el soporte se retira manualmente o por disolución. Para imprimir en 3D con materiales de soporte se necesita una impresora 3D con doble extrusor, como la impresora BCN Epsilon W27 o la impresora Raise3D E2.
High-T-Lay, antes Chamberlay, es un filamento de soporte de alta temperatura soluble en agua para materiales con una alta temperatura de reblandecimiento. Puede combinarse con materiales técnicos como el PC o el POM, así como con filamentos estándar como el ABS, gracias a su temperatura de extrusión de 240 ºC y a que es capaz de soportar temperaturas de cámara de unos 100 ºC durante períodos prolongados. High-T-Lay puede disolverse en agua, por lo que no requiere una zona de trabajo ventilada, como ocurre cuando se trabaja con D-Limonene, disolvente necesario cuando se trabaja con otros materiales de soporte como el HiPS.
Imagen 5: El material de soporte High-T-Lay para materiales de alta temperatura. Fuente: Lay Filaments.
LayCloud es el primer material de soporte del mercado diseñado específicamente para su uso con filamentos flexibles o semiflexibles como el TPU y el TPE. Puede imprimirse a temperaturas de hasta 240°C y se disuelve tanto en agua caliente como fría, aunque el agua caliente acelera el proceso. Al ser soluble en agua, ofrece una ventaja práctica para los materiales de soporte como el HiPS que requieren D-Limoneno como disolvente, una sustancia que debe utilizarse en zonas bien ventiladas y con equipos de protección.
Imagen 6: Materiales de apoyo de LayCloud de la serie LayAway. Fuente: Lay Filaments.
LayPVA es otro filamento soluble de Kai Parthy. El PVA (acetato de polivinilo) es un material soluble en agua que suele utilizarse como material de soporte. No emite gases tóxicos, es incoloro y puede disolverse tanto en agua caliente como en agua fría y, al igual que LayCloud, el agua caliente disuelve LayPVA más rápidamente. Es ligeramente más rígido que otros filamentos de PVA, lo que facilita su impresión. Está diseñado para ser utilizado con PLA, ABS y Nylon. El LayPVA fue diseñado para ser más resistente a la distorsión por calor y a la degradación térmica dentro del extrusor, lo que suele ser un problema con otros filamentos de PVA. Por lo tanto, se puede utilizar con las impresoras 3D con una cama caliente y todavía se adhieren bien.
Materiales de impresión 3D únicos y visionarios
Kai Parthy es un creador de materiales extremadamente creativo y prolífico. Introduce un nuevo filamento inimaginable aproximadamente cada año, teniendo ahora alrededor de una docena de materiales originales e inigualables en su cartera.
Los filamentos Lay son muy versátiles y pueden ser utilizados en muchos sectores, por usuarios con diferentes grados de habilidad, y para numerosas aplicaciones como moldes, soportes, bases de cultivo de plantas, artículos decorativos de madera y cerámica, textiles, accesorios de seguridad vial o esponjas y objetos gelatinosos.
La comunidad de la impresión 3D espera con impaciencia el próximo material ingenioso de Kai Parthy. Ojalá los próximos 10 años de su trabajo traigan más filamentos de vanguardia para las nuevas necesidades que surgen cada día en la fabricación aditiva.
