Cómo tintar piezas impresas en 3D con poliamida

El nylon o poliamida (PA) es uno de los polímeros más utilizados en impresión 3D a nivel profesional. Esto se debe a sus excelentes propiedades mecánicas de resistencia al impacto, flexibilidad, resistencia a químicos y a altas temperaturas.

En la actualidad, este material se emplea en forma de pellets, filamento o polvo en función de si se utiliza una impresora 3D FDM o un equipo de impresión 3D SLS.

A pesar de las diferencias propias de la naturaleza de cada tecnología de fabricación, las piezas impresas en 3D en poliamida resultan increíblemente resistentes, permitiendo la fabricación de prototipos funcionales o piezas finales.

Imagen 1: Bobina y piezas impresas en 3D con poliamida 6 mediante impresión 3D FDM. Fuente: Smart Materials.

Como muchos otros materiales técnicos, generalmente se adquieren en su versión “natural”, sin aditivos que le aporten color. Por ello, este tipo de filamentos o polvos suelen tener un tono blanco o blanquecino que, en algunas ocasiones, puede no ser el adecuado para la aplicación que corresponda. Existen casos en los que puede surgir la necesidad de obtener acabados en diferentes colores.

Para tintar piezas impresas en 3D con poliamida, se debe tener en cuenta que este es un material sintético, por lo que se debe emplear un tinte especial para materiales sintéticos como el tinte RIT synthetic, disponible en una gran variedad de colores.

Otro dato a tener en cuenta es la higroscopicidad del nylon. Esto significa que el nylon tiene la capacidad de absorber la humedad del ambiente, lo que resulta un impedimento a la hora de almacenar y procesar el material, puesto que la humedad puede afectar negativamente al proceso de impresión e incluso provocar impresiones fallidas. Por este motivo, se recomienda realizar el proceso de tintado únicamente con piezas finales y no con el material sin procesar.

El proceso de tintado requiere una preparación previa de las piezas impresas en 3D según la tecnología de fabricación que se utilice:

• Impresión 3D FDM: En caso de querer tintar piezas impresas en 3D con tecnología FDM, el usuario debe retirar los soportes y realizar el postprocesado oportuno de las piezas antes de teñirlas. Es importante limpiar la parte inferior de las piezas, sobre todo si se ha utilizado algún adhesivo.
• Impresión 3D SLS: Si el usuario trabaja con tecnología de impresión 3D SLS, debe retirar el exceso de polvo, primero de forma manual, y después utilizando una pistola de aire comprimido. A continuación, es recomendable lavar las piezas con agua tibia.

Imagen 2: Proceso de retirada de polvo de piezas impresas en 3D con tecnología SLS. Fuente: Filament2print.

En este punto, las piezas estarían listas para ser teñidas. Para ello, se deben seguir los siguientes pasos:

1. Seleccionar el tinte

El usuario debe tener en cuenta que el tinte escogido ha de estar indicado para materiales sintéticos como el nylon. En caso de utilizar un tinte para fibras naturales, es muy posible que no se alcancen los resultados deseados.

Desde Filament2print recomendamos los tintes RIT, con los que hemos trabajado durante años obteniendo excelentes resultados. Además, cuentan con un amplio colorido e incluso permiten mezclar varios colores, pudiendo así conseguir tonalidades personalizadas.

Imagen 3: Gama de tintes RIT. Fuente: Filament2print.

2. Diluir el tinte

Una vez escogido el color, el usuario debe preparar la solución de agua y tinte. Una proporción que suele ofrecer buenos resultados sería 5:1. Se debe tener en cuenta que la proporción de esta solución afectará directamente al resultado obtenido. Si se desea obtener un tono más saturado, se debe reducir la proporción de agua, mientras que si se desea un acabado con menor saturación, se puede aumentar la proporción de agua respecto a la de tinte.

Por otro lado, es muy importante calcular el volumen de líquido que se necesita para sumergir la pieza completamente.

3. Calentar la solución

El siguiente paso es calentar la solución. La temperatura es también un factor decisivo para el acabado de las piezas tintadas. Este parámetro dependerá en gran medida del color utilizado, pero podemos decir que debería rondar los 60-80 ºC. Por debajo de 60ºC el tinte puede no filtrarse bien en la pieza y por encima de 80ºC la pieza se puede deformar.

Teniendo en cuenta este paso, se recomienda utilizar un recipiente que se pueda aislar para que el calor no se disipe fácilmente y se mantenga durante todo el proceso.

4. Introducir las piezas

Una vez la solución alcanza la temperatura adecuada, se puede proceder a introducir las piezas impresas en 3D en el recipiente con la solución de tintado.

Imagen 4: Introducción de piezas impresas en 3D en solución de tintado. Fuente: Filament2print.

Las piezas se deben sumergir por completo y el usuario se debe asegurar de que no floten, puesto que esto implicaría que una parte de la pieza no absorbería correctamente el tinte y daría lugar a un tono poco uniforme. Este mismo problema ocurriría en caso de tintar varias piezas a la vez si éstas entran en contacto entre sí.

5. Tiempo de tintado

El tiempo de tintado puede variar según el color y la saturación que se desee. Es recomendable retirar las piezas cada poco tiempo para ver la evolución del tintado, y retirarlas definitivamente cuando se alcance el acabado deseado.

Cuanto más tiempo se deje la pieza en la solución, más oscuro será el color definitivo. A continuación se puede apreciar cómo se consigue un acabado más claro o más oscuro en función del tiempo de tintado.

Imagen 5: Color según el tiempo de tintado. Fuente: Filament2print.

6. Limpieza

Una vez retiradas las piezas de la solución, se deben aclarar con agua corriente para limpiar el exceso de tinte. A continuación, se deben colocar las piezas sobre una toalla de papel y dejarlas secar durante unos minutos.

Finalmente, si el proceso de tintado se ha llevado a cabo correctamente, el usuario debe obtener piezas tintadas de forma uniforme. Se debe tener en cuenta que, tanto la proporción de tinte como la temperatura utilizada y el tiempo de tintado afectarán de forma directa al acabado de las piezas, por lo que se recomienda realizar pruebas hasta alcanzar el resultado deseado.

Sin lugar a dudas, gracias a los tintes sintéticos es posible obtener multitud de acabados personalizados en piezas impresas en 3D con poliamida, lo que ofrece una gran libertad de diseño a empresas y la posibilidad de personalizar sus piezas diferenciándose del resto.