TPU SMP - Filamento 4D

Convena es el mayor comerciante independiente de fluoropolímeros de Europa, ofreciendo materiales en distintos formatos como son polvo, pellets o filamentos. Los fluoropolímeros son polímeros de alto rendimiento que tienen una resistencia química particularmente buena a casi todos los ácidos, bases y solventes gracias a su alto contenido en flúor. 

Los filamentos distribuidos por Convena se fabrican utilizando materias primas de la más alta calidad, y todos sus productos se someten a estrictos controles para poder ofrecer soluciones de alto rendimiento.

Dentro de su cartera de filamentos para impresión 3D FDM se encuentran los materiales más innovadores del mercado, entre los que destaca el TPU SMP, un filamento también denominado 4D.

El filamento TPU SMP debe su nombre a las tecnología Shape Memory Polymer. Es un filamento especial con una composición basada en TPU que permite un post-procesado con el que modificar la forma de las piezas impresas en 3D.

Imagen 1: Filamento TPU SMP. Fuente: Convena.

El TPU (poliuretano termoplástico) es un material ampliamente utilizado en forma de filamento para impresión 3D FDM. Este polímero elastómero se caracteriza por su alta resistencia a la abrasión, a ciertos elementos químicos, a los rayos UV y a las bajas temperaturas, por lo que es un material muy empleado en una gran variedad de sectores para la fabricación de piezas que requieren una buena absorción de impactos además de las características anteriormente descritas.

En el caso del filamento TPU SMP, se ha conseguido desarrollar un novedoso material que se mantiene rígido a temperatura ambiente y ofrece propiedades especiales al alcanzar su temperatura de transición vítrea. 

Filamento 4D

Gracias a su composición especial y a la tecnología Shape Memory Polymer, las piezas impresas en 3D con el filamento TPU SMP pueden ser modificadas manualmente, permitiendo adquirir otra forma y mantenerla en el tiempo. Para ello, es necesario que la pieza impresa en 3D alcance la temperatura de transición vítrea del material. En ese momento, las propiedades elásticas del material cambian drásticamente.

Gracias a esta característica, el filamento TPU SMP se considera el primer filamento de impresión 3D denominado 4D por los expertos, haciendo alusión a una cuarta dimensión alcanzada en el post-procesado de las piezas impresas en 3D con este material.

Vídeo 1: Demostración del proceso de modificación de la forma del TPU SMP. Fuente: Convena.

El proceso de modificación de la forma de una pieza impresa en 3D con filamento TPU SMP consiste en introducir la pieza impresa en 3D en un recipiente con agua caliente hasta lograr que alcance su temperatura de transición vítrea. En ese momento, la pieza se ablanda y el usuario puede modificar su forma con facilidad. Una vez fría, la pieza mantiene la forma adquirida y permanece estable. Para más información sobre el post-procesado de piezas impresas en 3D con filamento TPU SMP se recomienda acceder al apartado "Consejos de uso" del producto.

Imagen 2: Pieza impresa en 3D antes y después del post-procesado. Fuente: Convena.

Además de poder modificar la forma de las piezas impresas en 3D con el filamento TPU SMP, otra de sus características diferenciadoras es que es posible recuperar la forma original revirtiendo el proceso llevado a cabo. Para ello, la pieza impresa en 3D modificada debe volver a alcanzar la temperatura de transición vítrea del material. 

Al hacerlo en agua caliente, se puede ver cómo la pieza vuelve en pocos segundos a su forma original. Este proceso elimina la tensión añadida al personalizar la forma de la pieza dando lugar a la recuperación de su forma original. El filamento SMP permite una deformación máxima del 400% respecto a la forma original de la pieza impresa en 3D.

Aplicaciones innovadoras

Este novedoso filamento abre las puertas a un sinfín de aplicaciones en diversos sectores, entre los que destacan sus posibles usos de I+D en la industria aeroespacial o el entorno médico. En este último, es posible fabricar piezas con geometrías planas que posteriormente se pueden adaptar a distintas partes del cuerpo como brazos o piernas, permitiendo fabricar órtesis personalizadas a partir de un modelo común.