Imprimir 3D con materiales flexibles. Guía definitiva.

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La mayoría de las impresoras 3D de escritorio vienen con una bobina de PLA incluida en el precio. Después de las primeras semanas, si has tenido tiempo de probar la impresora y has seguido nuestros consejos, habrás dominado el PLA, el material más fácil de imprimir. Te estarás empezando a aburrir de las cosas fáciles.

El siguiente paso es probar otros materiales más complicados, filamentos de PETG, ABS, ASA, madera… Y uno de los tipos de filamento más interesantes que puedes aprender a imprimir y que abrirán un mundo nuevo de posibilidades a tu impresora son los filamentos flexibles.

Soy Diego Trapero del servicio de impresión 3D de Bitfab, y en esta colaboración con Impresoras 3D te quiero enseñar todo lo que he aprendido sobre el filamento flexible para que aprendas a imprimir en flexible con tu propia impresora.

¡Sigue leyendo para enterarte de todos los trucos de los filamentos flexibles!

¿Qué es el filamento flexible?

Uno de los materiales más interesantes entre los que se utilizan al imprimir en 3D, es el filamento flexible. Entendemos por a este, a un conjunto de polímeros termoplásticos que tienen la característica común de que pueden sufrir grandes deformaciones y después recuperar su forma inicial sin sufrir daños.

¿Para qué necesitamos materiales flexibles? Los filamentos flexibles permiten hacer muchos nuevos tipos de piezas y proyectos a los que no podemos llegar con los filamentos rígidos tradicionales.

La creación de estos materiales ha permitido expandir considerablemente el campo de acción de la impresión 3D. Por ello, han despertado gran interés en los diferentes sectores como la moda, alimenticio, moldes, la fabricación de prototipos flexibles…

Si bien la flexibilidad es el atributo principal de estos materiales, hay otras propiedades que caracterizan a los materiales flexibles de impresión 3D y que los hacen muy interesantes para muchos otros tipos de proyectos.

Entre ellas destacan su resistencia a los esfuerzos y a los impactos, la posibilidad de doblarse sin romperse, resistencia química a diferentes productos y la cualidad de volver a su estado original después de ser estirado. Estas propiedades se pueden aprovechar para fabricar prototipos y componentes como carcasas, protecciones, sellos y juntas, bisagras incluidas en las piezas…

Tipos de filamentos flexibles. TPU, TPE, Filaflex, Ninjaflex…

Existen varios tipos de filamento flexible y cada uno posee características particulares, porque su aplicación así lo requiere. Hablaremos de su clasificación y tipos en esta sección.

La dureza Shore para clasificar filamentos flexibles

Una de las cosas más importantes que hay que saber a la hora de comprar filamento flexible es cómo se usa la escala Shore para indicar el grado de elasticidad del material.

La dureza Shore se suele medir haciendo rebotar una bolita, en un instrumento especial, contra una muestra del material. El medir el rebote de la bola permite al aparato determinar la elastidad del polímero.

Cuanto más pequeño sea el número que indica la escala Shore del filamento, más “blando” y flexible será, más se alargará bajo la misma carga. La parte media de la escala en filamentos se suele encontrar alrededor del Shore 80A (Filaflex original 82A), con los materiales un poco más rígidos por encima (TPU típico 95A) y los superblandos por debajo, hasta el rango de los 70A.

La flexibilidad del filamento influye en la facilidad de impresión, en general los filamentos flexibles más duros son más fáciles de imprimir que los blandos.

TPU vs TPE

Los dos nombres genéricos de los materiales que se emplean para producir filamentos flexibles son TPU y TPE. Ambos son termoplásticos elásticos pero tienen propiedades ligeramente diferentes:

  • TPU (Thermoplastic PolyUrethane), tiene muy buenas propiedades mecánicas, de resistencia a la abrasión y a los químicos. Suele ser el más duro de los dos.
  • TPE (ThermoPlastic Elastomer) es un nombre genérico que siendo estrictos engloba también al TPU, pero que en impresión 3D se suele usar para referirse a los filamentos más flexibles.
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Tipos de filamento flexible por marcas

Aparte de los nombres genéricos como TPU y TPE, muchos usuarios se refieren a los materiales por el nombre del fabricante. Podemos encontrar:

  • Filaflex: es un material creado por la empresa española Recreus a base de poliuretano, que ha constituido un importante avance para la impresión 3D. Entre sus características destaca su compatibilidad con cualquier hotend, su capacidad de estiramiento que alcanza el 700% con respecto al original y su maleabilidad, que es comparable con el material textil.  Por todo esto, es uno de los más utilizados en la impresión de calzados y prendas.
  • NinjaFlex es un material que ofrece piezas de excelente elasticidad, valor estético y resistencia a la abrasión. Además, es fácil trabajarlo y no contiene químicos tóxicos. Está fabricado a base de TPU y una de sus características más atractivas es que no pierde su forma después de ser estirado.

Muchas otras marcas fabrican filamentos flexibles, puedes encontrar sus productos en la tienda online de Impresoras 3D: Smartmaterials, Esun, Formfutura

Consejos para imprimir en material flexible

Para tener éxito al utilizar el filamento flexible en la impresión 3D es indispensable tener conocimientos básicos sobre el alcance de cada material, porque no todos son idóneos para ser aplicados de la misma forma. Sin embargo, existen condiciones comunes que caracterizan a este tipo de material y que te servirá de mucho conocer a la hora de imprimir.

Así mismo, es importante saber que el uso de este material tiende a ser más complicado que el de plásticos rígidos. Hasta tanto no se logre la configuración adecuada, estos podrían resultar muy problemáticos. Por eso, a continuación, te explicamos algunos aspectos que deben tenerse en cuenta para imprimir bobinas de material flexible:

  • Sin retracción. El consejo más importante para imprimir flexibles es quitar completamente las retracciones, al menos al principio. Quedarán hilillos en las piezas, pero un extrusor con retracciones y flexible es una receta perfecta para el atasco. Una vez lo domines quizás consigas imprimir con cierta retracción si consigues optimizar el resto de parámetros.
  • Bajas velocidades. Con los materiales flexibles siempre es más fácil imprimirlos a temperaturas bajas. No es raro tener que usar 10-20mm/s en tus primeras impresiones hasta que le cojas el truco, a partir de ahí puedes subir cuanto quieras, pero generalmente usarás velocidades más bajas que para el PLA.
  • Temperatura recomendada por el fabricante. Fíjate en las indicaciones del fabricante de la bobina y emplea las temperaturas de extrusión recomendadas para obtener los mejores resultados. También fíjate en la temperatura y método de fijación que te recomienda para la cama.
  • Asegúrate de usar un extrusor optimizado: uno de los problemas más comunes de quienes se inician en la impresión con materiales flexibles es la dificultad de introducir el filamento. Esto ocurre debido a su falta de rigidez, este tiende a enrollarse si no posee un buen soporte. Por ello, debe evitarse el hueco entre el sistema de empuje y la entrada del hotend, a fin de que de que el filamento vaya perfectamente guiado. Existen extrusores preparados para flexibles o modificaciones que le puedes aplicar a tu extrusor para adaptarlo.
  • Disminuye la fricción en el recorrido del filamento: debe realizarse todo lo conducente a evitar que la fricción se eleve, ya que esta es la causa de diversos problemas, especialmente sobre la alimentación del filamento. Por tanto, evita usar tubos de guiado especialmente los de silicona. Si no fuera posible, entonces elige los de teflón, porque estos generan menos fricción. Los tubos bowden son uno de los factores que contribuyen a que sea complicado imprimir flexible en tu impresora.
  • Utiliza la boquilla apropiada: la selección del diámetro del nozzle es otro factor importante a la hora de imprimir en material flexible, ya que ello afecta directamente la presión interior del hotend. Si esta es muy pequeña (inferior a 0.4mm) la presión en el fusor podrá crearte dificultades y hacer más difícil la impresión. Esto, además permitirá establecer una velocidad regular sin preocuparse porque se atasque el material.

¿Cuándo usar el material flexible en impresión 3D?

A pesar de sus muchas ventajas y de lo que la creatividad nos pueda sugerir, es importante saber cuándo conviene recurrir al material flexible para imprimir en 3D. Elígelo siempre que necesites piezas que requieran elasticidad, posibilidad de deformarse y ligereza.

Las pruebas en estos materiales no se detienen y prometen ser la clave para desarrollar la impresión 3D en muchas industrias, especialmente en la moda. Algunos objetos que normalmente se imprimen en este material son: fundas para móviles, calzado, guantes de natación, relojes y carteras. Su uso también se ha probado exitosamente en el área de la medicina, específicamente para realizar las uniones en las prótesis.

¡Quiero imprimir en flexible!

¿Quieres probar a imprimir materiales flexibles? ¡No tienes más que hacerte con tu primera bobina y empezar a aplicar los consejos de nuestro artículo en tus pimeras piezas!

Puedes dejarnos tus opiniones y dudas en los comentarios.

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