¿Qué es la dureza Shore? Guía para elegir filamento TPU flexible

¿Qué es la dureza shore? Antes de imprimir con un filamento flexible tenemos que tener en cuenta la dureza Shore del filamento flexible que vamos a imprimir, el grado de dureza que tiene que tener nuestro filamento 3D para tener el resultado que queremos obtener, ya que no todos los filamentos flexibles tienen las mismas propiedades y características.

En este post conocerás todo acerca del grado de dureza shore de tus filamentos flexibles, sabrás con más exactitud la importancia que tiene cada parámetro para determinar la dureza, elasticidad y flexibilidad de un filamento flexible.

¿Cómo medir la dureza Shore de un Filamento Flexible?

La Dureza Shore mide la resistencia de un material a ser penetrado o indentado mediante un instrumento denominado durómetro. Cuanto mayor sea el valor Shore, mayor resistencia ofrece el material a la penetración y, normalmente, más duro se percibe al presionarlo.

En impresión 3D, las escalas que más nos interesan son Shore A y Shore D. Shore A se utiliza principalmente en materiales blandos y elastómeros, como los TPU flexibles, mientras que Shore D se utiliza para materiales considerablemente más duros.

Se determina como un número de 0 a 100 en la escala de A o D.

• La escala A es la más conveniente para medir los filamentos flexibles, es decir los termoplásticos suaves y elásticos.
• La escala D se utiliza para medir lo termoplásticos elastómeros más duros y menos flexibles. En esta escala se pueden medir materiales como tubos neumáticos o ruedas de vehículos que tienen mucha más resistencia a la abrasión, pero son menos elásticas.

Estas escalas pueden entrelazarse entre si, sin embargo, no se deben comparar directamente el número de la escala Shore A con el de Shore D. Así, un TPU 95A no es «más duro» que un PLA 80D por tener un número mayor, son escalas diferentes, diseñadas para diferentes rangos de dureza.

Con esta escala de valores de dureza podemos hacernos una idea orientativa y aproximada, para facilitar la elección del filamento flexible que mejor se adapte a nuestro proyecto.

¿Cómo afecta el relleno a la flexibilidad de una pieza impresa en TPU?

Tenemos que tener en cuenta que el relleno no cambia la dureza Shore del material, lo que cambia es la rigidez aparente de la pieza impresa. Es decir, podemos conseguir una pieza menos rígida con rellenos como lightning o gyroid, y con el mismo material, una pieza más rígida usando un relleno rectilíneo o de panal de abeja.

💡 Lectura Recomendada 👉 ¿Cómo imprimir filamentos flexibles?

Dureza Shore: TPU vs PLA, PETG, ABS y ASA

Material	Escala habitual	Dureza Shore orientativa	Comportamiento
PLA	Shore D	≈ 80–85D	Muy rígido y duro. Apenas se deforma al presionarlo
PETG	Shore D	≈ 75–77D	Rígido, pero generalmente más dúctil que PLA
ABS	Shore D	≈ 76–80D	Rígido, con buena capacidad para absorber impactos
ASA	Shore D	≈ 77–78D	Similar al ABS en dureza, orientado especialmente a aplicaciones exteriores
TPU 98A–95A	Shore A	95–98A	Flexible relativamente duro. Fácil de imprimir dentro de los TPU
TPU 90A	Shore A	≈ 90A	Flexibilidad media
TPU 85A–82A	Shore A	≈ 82–85A	Flexible y fácilmente deformable
TPU 70A	Shore A	≈ 70A	Muy blando y elástico
TPU 60A	Shore A	≈ 60A	Extremadamente blando y flexible

⚠️ Importante: no debemos comparar directamente el número de la escala Shore A con el de Shore D. Un TPU 95A no es “más duro” que un PLA 84D por tener un número mayor. Son escalas diferentes, diseñadas para diferentes rangos de dureza.

Shore A vs Shore D

Shore A se utiliza principalmente para elastómeros y materiales blandos o flexibles. Por eso es habitual encontrar filamentos TPU de 60A, 70A, 85A, 90A, 95A o 98A.

Shore D utiliza un indentador y una fuerza diferentes y está pensada para materiales más duros. Por ello encontramos PLA, PETG, ABS y ASA normalmente caracterizados en Shore D.

Dureza no es lo mismo que rigidez, flexibilidad ni resistencia

Dureza Shore, flexibilidad y rigidez: no son lo mismo. Aunque están relacionadas, no debemos confundir estas propiedades:

• Dureza: resistencia de la superficie a la penetración
• Rigidez: resistencia de la pieza a deformarse cuando aplicamos una fuerza
• Elasticidad: capacidad de recuperar su forma después de deformarse
• Resistencia al impacto: capacidad para soportar golpes sin romperse

Aplicaciones de TPU según su Dureza Shore

Shore	Sensación aproximada	Aplicaciones orientativas	Dificultad de impresión
98A–95A	Flexible pero firme	Protectores, ruedas rígidas, juntas, piezas funcionales	Baja
93A–90A	Flexibilidad media	Amortiguadores, silentblocks, protecciones, juntas	Baja-media
85A–82A	Blando	Neumáticos, agarres, piezas deformables	Media
70A	Muy blando	Piezas similares a goma blanda, amortiguación	Alta
60A	Extremadamente blando	Piezas muy elásticas y deformables	Muy alta

Para empezar con TPU, 95A suele ser el punto de entrada más sencillo. Cuando disminuye la dureza, el filamento se comprime y flexiona con mayor facilidad dentro del sistema de extrusión, haciendo más importante disponer de un recorrido del filamento bien guiado.

¿Qué tipo de dureza shore puedo imprimir en mi impresora 3D?

La gran mayoría de termoplásticos elastómeros (TPE) pueden ser impresos en cualquier impresora 3D que tenga un sistema de extrusión directa o tipo bowden, aunque los filamentos con una dureza shore baja como 60A, 70A o 82A sufren un poco más de limitaciones, ya que es un poco más difícil de imprimir por su alto grado de flexibilidad.

Sistema Bowden

En impresoras tipo bowden, no tendrás problema a la hora de imprimir filamentos flexibles con una shore medio-alto, pero es un poco más complicado imprimir flexibles con un shore bajo, ya que a mayor flexibilidad del material, mayor probabilidad de que se produzca un «nudo» a la altura del extrusor.

Con estos pequeños ajustes, podrás imprimir cualquier filamento flexible de dureza media-alta en impresoras tipo bowden, sin importar la dureza shore que disponga el material:

• Tendrás que utilizar un tubo bowden PTFE de baja fricción y procurar que el recorrido del filamento esté lo más guiado posible, minimizando el espacio disponible para que el TPU pueda doblarse o pandearse antes de llegar al hotend.
• Reduce la tensión del extrusor a la hora de introducir un filamento flexible para que puedas imprimir con cualquier material y tengas mayor poder de arrastre de filamento desde la bobina al hotend. Una gran presión a la altura de las ruedas dentadas podrá crear nudos y eventualmente arruinar nuestra impresión.

Sistema Directo

Este tipo de extrusión es el ideal para imprimir con filamentos flexibles sea cual sea su dureza shore, ya que se empuja el filamento de manera directa desde el extrusor hasta el hotend, habiendo poco recorrido, y estando por lo general, el filamento, con una orientación de arriba a abajo.

Es una buena forma de lograr un control de retracciones, así como un mejor resultado en las impresiones, ya que permite la impresión de flexibles con baja dureza shore (p.e. 60A) hasta una dureza shore alta (98A)

¿Influye la velocidad de impresión en función de la dureza shore?

La velocidad de impresión depende mucho de la dureza del filamento flexible que vamos a imprimir. Si vamos a extruir un material semiflexible que tiene una valor de 90A, se podría imprimir a una velocidad de impresión a partir de los 50mm/s. Si imprimimos un flexible de 82A tendremos que ser un poco más recatados con las velocidades, moviéndonos en torno a los 30-40mm/s.

Una cuestión a tener en cuenta con respecto de las velocidades, son las de retracción. Intenta realizarlas «cortas» y lentas para evitar clogging.

Los Mejores Rellenos para flexibles en función de su Dureza Shore

El relleno no afecta directamente a la dureza del material de impresión, pero sí a la sensación de rigidez. A más relleno, notarás menos su flexibilidad. Si lo que buscas es mayor rigidez, aumenta el porcentaje, por el contrario, si buscas más flexibilidad o menor rigidez, trabaja con porcentajes bajos, como 5%.

Un factor muy importante es el patrón de relleno. El patrón de relleno puede marcar la diferencia entre hacer una figura flexible y esponjosa, o una figura dura donde se aprecie poco la flexibilidad.

Algunos patrones rellenos que favorecen la flexibilidad de las piezas son (ejemplos de Prusaslicer):

• Gyroid
• Concéntrico
• Acordes de Aquímedes
• Lighning
• Curva de Hilbert
• Espiral de Octagrama

¿Qué tipo de extrusor es mejor para imprimir TPU flexible?

A la hora de imprimir filamentos flexibles como TPU o TPE, el extrusor es uno de los componentes que más influye en la facilidad y fiabilidad de impresión. Cuanto menor sea la dureza Shore del filamento, mayor facilidad tendrá este para comprimirse, doblarse o desviarse dentro del sistema de alimentación.

Por este motivo, para imprimir TPU son especialmente recomendables los sistemas de extrusión directa o Direct Drive en los que el extrusor se encuentra muy cerca del hotend. Al reducir la distancia que debe recorrer el filamento entre los engranajes de arrastre y la boquilla, se consigue un mayor control sobre el material y se reduce considerablemente la posibilidad de que el filamento flexible se doble o atasque.

Las impresoras modernas han mejorado mucho en este aspecto. Bambu Lab, por ejemplo, utiliza sistemas de extrusión directa en prácticamente todas sus impresoras.

Otro excelente ejemplo es el Nextruder de Prusa, presente en impresoras como la Prusa CORE One, Prusa CORE One L y Prusa XL. Su diseño Direct Drive y su sistema de engranajes permiten mantener un recorrido muy controlado del filamento, algo especialmente beneficioso con TPU.

Por nuestra experiencia, el Nextruder es actualmente uno de los mejores sistemas de extrusión para trabajar con filamentos flexibles, especialmente cuando buscamos imprimir TPU con una elevada fiabilidad.

Un extrusor que destaca por ser extremadamente fiable con materiales flexibles, es el extrusor de BondTech LGX, el Extrusor Bondtech LGX Large Gears eXtruder, que es el primer alimentador de filamentos que utiliza la nueva tecnología de transmisión dual de Bondtech basada en engranajes impulsores más grandes.

Elige tu filamento Flexible según la dureza shore

Podemos clasificar los filamentos flexibles por su dureza shore en la escala A. De esta manera, sabremos la dureza y propiedades que tiene cada filamento para saber que aplicaciones tendría en base a su dureza y elasticidad.

Flexibles 98-95A

Este tipo de filamentos se podrían considerar como filamentos semirrígidos ya que cuentan con una alta dureza shore. Son una muy buena opción para imprimir en impresoras 3D tipo Bowden por su gran dureza, haciendo que se produzcan menos atascos en la impresión.

Además si vas a iniciarte en la impresión 3D con flexibles en una muy buena opción por su facilidad de impresión, ya que se puede imprimir de manera más parecida a un PLA o PETG.

Flexibles 93A

Estos filamento flexibles se pueden considerar semiflexibles, ya que siguen siendo más rígidos. Son una opción ideal para imprimir en impresoras tipo bowden.

Dentro de esta dureza shore se encuentran los filamentos flexibles de Smartfil, un elastómero con una gran calidad y muchas mejoras para tener una fácil impresión, incluso en impresoras tipo bowden.

Flexibles 90A

Este tipo de filamentos flexibles cuentan con menos dureza y una muy buena elasticidad y flexibilidad, con una gran ventaja a la hora de imprimirlos.

Flexibles 89-82A

Estos filamentos cuentan con menos dureza shore y más flexibilidad y elasticidad dentro de sus propiedades. Esto te permitirá estirar y curvar la pieza con más facilidad. Los filamentos flexibles con esta dureza shore son un poco más complicados de imprimir que los filamento más rígidos, pero con una configuración apropiada no tendrás problema a la hora de imprimirlos en cualquier impresora, ya sea Bowden o directa.

Flexibles 70A

Es un filamento altamente elástico. De hecho se trata de uno de los filamentos más elásticos y flexibles. Es muy similar a la silicona y se caracteriza por ser un filamento «ultra soft». Aunque hay que tener en cuenta que su impresión es un poco más complicada que el resto.

Flexibles 60A

Es el filamento más elástico y suave de toda la gama de flexibles para impresión 3D hasta el momento. Las propiedades que tiene lo hace lo más parecido a la silicona, ya que cuenta con una elongación a la rotura del 950%. Es un filamento dirigido para los más profesionales en la impresión de flexibles, por su gran dificultad de impresión.

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Dependiendo del resultado que quieras obtener tienes filamentos flexibles con diferentes tipos de dureza Shore, donde podrás elegir desde materiales con una escala de 60 A a 98 A.

Ahora que ya sabes un poquito más sobre la dureza shore, ¿Qué filamento te atreves a imprimir? No olvides dejarnos en comentarios cualquier duda que te haya podido surgir.

¡Hasta el próximo Post!