Guía definitiva de materiales de impresión 3D resistentes al calor: Los 10 mejores

Introducción

El mundo de la impresión 3D se ha expandido rápidamente, ofreciendo una plétora de opciones de materiales, especialmente para aplicaciones que requieren resistencia al calor. Ya sea para piezas de automoción, componentes aeroespaciales o bienes de consumo, elegir el material resistente al calor adecuado es crucial para el éxito. En esta guía, exploraremos las 10 mejores opciones de materiales de impresión 3D resistentes al calor, profundizando en sus propiedades, aplicaciones y lo que los hace destacar.

1. ABS (acrilonitrilo butadieno estireno)

El ABS es un polímero termoplástico compuesto por moléculas de acrilonitrilo, butadieno y estireno. Combina la rigidez de los polímeros de acrilonitrilo y estireno con la tenacidad del caucho de polibutadieno. El resultado es un material que presenta una gran resistencia al impacto, una buena tenacidad mecánica y un equilibrio entre dureza y brillo. El ABS también es resistente a los ácidos acuosos, los álcalis, los ácidos clorhídrico y fosfórico concentrados, los alcoholes y los aceites animales, vegetales y minerales, pero tiene poca resistencia a los disolventes.

Tecnología: Modelado por deposición fundida (FDM)

Características principales: Buena resistencia, resistencia al calor y ductilidad.

Aplicaciones: Componentes de automoción, bienes de consumo y carcasas electrónicas.

2. ULTEM (PEI - Polieterimida)

ULTEM, o polieterimida, es un termoplástico de ingeniería de alto rendimiento caracterizado por su color ámbar translúcido. Ofrece una combinación única de alta resistencia mecánica, amplia resistencia química, alta resistencia dieléctrica y excelente estabilidad térmica. ULTEM mantiene sus propiedades en un amplio rango de temperaturas y presenta propiedades inherentemente retardantes de la llama. También es conocido por su buena estabilidad dimensional y sus propiedades de aislamiento eléctrico.

Tecnología: FDM, SLS (Sinterizado Láser Selectivo)

Características principales: Alta resistencia al calor, fuerza y retardancia a la llama.

Aplicaciones: Componentes aeroespaciales y de automoción, dispositivos médicos y piezas eléctricas.

3. PP (Polipropileno)

Elpolipropileno es un polímero termoplástico ligero y duradero reconocido por su resistencia a una amplia gama de productos químicos, como disolventes, bases y ácidos. Tiene un punto de fusión elevado, por lo que es adecuado para artículos que puedan estar sometidos a calor. El PP es conocido por su flexibilidad, excelente aislamiento eléctrico y buena resistencia a la fatiga. Suele utilizarse en aplicaciones que requieren doblarse repetidamente, como bisagras vivas.

Tecnología: FDM, SLS

Características principales: Alta resistencia a la fatiga, elasticidad y resistencia química.

Aplicaciones: Piezas de automoción, bienes de consumo y materiales de embalaje.

4. Filamentos metálicos

Los filamentos metálicos son una mezcla de polvos metálicos finos con un aglutinante de polímero plástico. Permiten la impresión metálica en 3D combinando la extrusión tradicional de filamentos con técnicas de postprocesado como la sinterización. Estos filamentos pueden producir piezas con propiedades similares a las del metal, incluida la conductividad térmica y eléctrica. Las piezas finales suelen requerir sinterización en un horno a alta temperatura para quemar el aglutinante y fusionar las partículas metálicas, lo que da como resultado una pieza metálica densa.

Tecnología: FDM para filamentos compuestos, sinterización directa de metal por láser (DMLS) para piezas totalmente metálicas.

Características principales: Alta resistencia y resistencia térmica; requiere postprocesado.

Aplicaciones: Componentes aeroespaciales, piezas de automoción y utillaje especializado.

5. Policarbonato (PC)

Elpolicarbonato es un termoplástico de alto rendimiento conocido por su excepcional transparencia, resistencia al impacto y resistencia al calor. Puede transmitir más del 90% de la luz, tan clara como el cristal, y es prácticamente irrompible. El PC también es resistente a la temperatura y puede soportar condiciones extremas manteniendo sus propiedades. Es un material versátil que se utiliza en una amplia gama de aplicaciones que requieren un alto rendimiento y fiabilidad.

Tecnología: FDM, SLA (estereolitografía)

Características principales: Excelente tenacidad, resistencia al calor y propiedades ópticas.

Aplicaciones: Equipos de protección, componentes de automoción y lentes ópticas.

6. PEEK (Poliéter Éter Cetona)

ElPEEK es un termoplástico semicristalino con excelentes propiedades de resistencia mecánica y química que se mantienen a altas temperaturas. Es uno de los pocos plásticos compatibles con aplicaciones de ultra alto vacío. El PEEK es muy resistente a la degradación térmica y a los ataques de los medios orgánicos y acuosos. Se utiliza ampliamente en aplicaciones de ingeniería exigentes, especialmente las que requieren una elevada relación resistencia-peso.

Tecnología: FDM, SLS

Características principales: Excepcional estabilidad térmica, resistencia química y resistencia mecánica.

Aplicaciones: Aeroespacial, implantes médicos y piezas de automoción de alto rendimiento.

7. Aluminio AlSi10Mg

El aluminioAlSi10Mg es una aleación de aluminio común en la fabricación aditiva. Combina las propiedades ligeras del aluminio con la alta conductividad térmica del silicio y la resistencia del magnesio. Esta aleación es conocida por su buena ductilidad, excelente relación resistencia-peso y propiedades térmicas. Se suele utilizar en aplicaciones que requieren un alto nivel de resistencia a la corrosión y soldabilidad.

Tecnología: Sinterización directa de metal por láser (DMLS), fusión selectiva por láser (SLM)

Características principales: Ligereza, buenas propiedades térmicas y resistencia a la corrosión.

Aplicaciones: Piezas de automoción, componentes aeroespaciales y electrónica de consumo.

8. Acero inoxidable 316L

El acero inoxidable316L es un acero inoxidable austenítico con molibdeno con una mayor resistencia a la corrosión por iones cloruro en comparación con otros aceros inoxidables al cromo-níquel. Es conocido por su excelente tenacidad, incluso a temperaturas criogénicas. Este tipo de acero se utiliza habitualmente en entornos con productos químicos agresivos y es muy utilizado en las industrias alimentaria y médica.

Tecnología: DMLS, SLM

Características principales: Alta resistencia a la corrosión, propiedades mecánicas y soldabilidad.

Aplicaciones: Dispositivos médicos, aplicaciones marinas y equipos de procesamiento químico.

9. Inconel 718

El Inconel718 es una aleación de níquel-cromo utilizada por su alta resistencia, excelente resistencia a la corrosión y capacidad para soportar temperaturas extremas. Esta superaleación es conocida por su buena resistencia a la tracción, la fatiga, la fluencia y la rotura a temperaturas de hasta unos 700 °C (1290 °F). Se suele utilizar en entornos sometidos a grandes esfuerzos, como turbinas de gas, motores de cohetes y reactores nucleares.

Tecnología: DMLS, SLM

Características principales: Excelente resistencia mecánica, resistencia a la corrosión y estabilidad térmica.

Aplicaciones: Componentes de motores aeroespaciales, turbinas de gas y aplicaciones de alta temperatura.

10. Fibra de carbono

La fibra decarbono se compone de filamentos de átomos de carbono alineados en una formación cristalina. Es conocida por su alta rigidez, alta resistencia a la tracción, bajo peso, alta resistencia química, tolerancia a altas temperaturas y baja expansión térmica. Estas propiedades hacen que la fibra de carbono sea muy popular en la industria aeroespacial, la ingeniería civil, el ejército y los deportes de motor, junto con otros deportes de competición.

Tecnología: A menudo se utiliza en materiales compuestos en FDM o en filamentos reforzados.

Características principales: Alta relación resistencia-peso, rigidez y conductividad térmica.

Aplicaciones: Aeroespacial, automoción y equipamiento deportivo.

Propiedades de los materiales de impresión 3D resistentes al calor

Esta es la tabla que contiene el punto de fusión, la temperatura de transición vítrea y la resistencia a la tracción de los diez materiales de impresión 3D resistentes al calor:

Tenga en cuenta lo siguiente:

Para materiales como Filamentos Metálicos y Fibra de Carbono, las propiedades pueden variar significativamente dependiendo del tipo específico o material compuesto.

La designación "No aplicable" se utiliza para materiales en los que una propiedad específica (como el punto de fusión de la fibra de carbono) no es relevante o no tiene un valor definido.

Coste de los materiales de impresión 3D resistentes al calor

Esta es la tabla que presenta una comparación de costes para los materiales de impresión 3D resistentes al calor especificados:

Esta tabla proporciona una visión general de los rangos de coste de cada material, clasificados de bajo a muy alto. Tenga en cuenta que estos precios son aproximados y pueden variar en función de factores como la calidad, el proveedor, la ubicación y las condiciones del mercado. Para obtener los precios más exactos y actualizados, le recomendamos que se ponga en contacto con nosotros.

Conclusión

La elección del material resistente al calor adecuado para la impresión 3D depende de los requisitos específicos de su aplicación, incluida la exposición a la temperatura, las tensiones mecánicas y las condiciones ambientales. Cada uno de estos 10 materiales principales ofrece propiedades y ventajas únicas. Comprendiéndolas, podrá liberar todo el potencial de la impresión 3D para aplicaciones de alta temperatura, ampliando los límites de la innovación y el diseño.