10 razones por las que utilizar pellets en la impresión 3D por extrusión
En la industria del plástico, el término pellets se refiere a pequeños gránulos de diversas formas hechos de polímero o de una mezcla de polímeros. Se utilizan como materia prima para la fabricación de productos de plástico acabados mediante diversas tecnologías, incluida la fabricación aditiva. La tecnología de impresión 3D que se utiliza con los pellets es la extrusión del material, que a menudo se compara con el uso de filamentos. Hoy echaremos un vistazo a por qué el uso de pellets en la impresión 3D puede ser beneficioso. Además, analizaremos las 10 principales razones por las que fabricantes y usuarios optan por esta tecnología. La elección no sólo depende de la forma del material utilizado, sino también del tipo de material, las máquinas utilizadas, las aplicaciones finales, el tamaño de las piezas, la flexibilidad, la velocidad, y el aspecto de sostenibilidad de los pellets. Sigue leyendo para saber más sobre todos estos y otros puntos.
1. Amplia gama de materiales
Una de las primeras motivaciones para adoptar la impresión 3D de pellets es la posibilidad de acceder a una amplia gama de materiales. En la tecnología FFF, los materiales disponibles en forma de filamento son menos numerosos que los disponibles en forma de pellets. Esto se debe a que el proceso de peletización permite transformar un material plástico en pellets sin comprometer significativamente el polímero de base, como ocurre al crear filamentos. Por tanto, los pellets permiten utilizar polímeros brutos, termoplásticos e incluso materiales compuestos con aditivos como fibras de vidrio o de carbono. Esto hace posible experimentar con nuevas formulaciones, adaptando las propiedades mecánicas, térmicas o estéticas del producto acabado y obteniendo formulaciones a medida. Por último, los granulados también se utilizan en otras tecnologías de producción, como el moldeo por inyección, lo que amplía la gama de materiales disponibles.
2. Mayor flexibilidad de fabricación
Otra razón para considerar el uso de pellets en la impresión 3D es la posibilidad de utilizar diferentes máquinas, desde impresoras 3D de escritorio hasta brazos robóticos que crean piezas de gran tamaño. La impresión 3D robótica permite un alto grado de flexibilidad de impresión al poder trabajar en 5 ejes y en superficies muy grandes, permitiendo la creación de piezas medianas y grandes para una amplia variedad de sectores: desde la construcción al diseño, pasando por el transporte y más. Los pellets son especialmente adecuados para la impresión 3D de gran formato (LFAM), ya que el uso de grandes cantidades de material en forma de filamentos sería económicamente desventajoso. Además, el uso de pellets permite utilizar extrusores con un diámetro superior a 0,8 mm (límite para la impresión 3D con filamentos), lo que resulta ideal para impresiones más grandes y rápidas.
3. Reducción de costes
Una de las principales razones para adoptar la impresión 3D con pellets es, sin duda, el ahorro de costes. Teniendo en cuenta que los filamentos se fabrican a partir de pellets, cabe imaginar que el coste de los pellets en comparación con los filamentos es mucho menor (se estima una reducción del 65-90% en los costes de impresión por kilo). Además, como los pellets también se utilizan en otras tecnologías como el moldeo por inyección, esto hace que el mercado sea mucho más amplio y reduce los costes.
La ventaja económica se hace aún más evidente cuando se imprimen grandes cantidades de material y piezas de gran tamaño en tiempos generalmente más cortos que cuando se imprime con filamentos. Además, la elección de pellets también permite utilizar materiales más baratos o reciclados, lo que reduce aún más los costes y fomenta la economía circular. Cabe señalar que el coste de la infraestructura sigue siendo elevado, ya que suele tratarse de máquinas de gran tamaño. Sin embargo, la impresión 3D de pellets permite flexibilidad en este sentido y las pequeñas y medianas empresas pueden ahora construir sus propias máquinas a un coste menor.
4. Economía circular
El uso de pellets en la impresión 3D promueve la economía circular de varias maneras. En primer lugar, los pellets pueden producirse a partir de materiales reciclados, lo que permite reducir los residuos plásticos y reintroducirlos en el ciclo de producción. Las impresoras 3D de pellets pueden utilizar plásticos regenerados o residuos industriales, lo que limita la necesidad de nuevas materias primas. Además, los usuarios tienen la opción de reciclar directamente las piezas impresas o las impresiones fallidas, haciendo que todo el proceso de fabricación sea más sostenible y reduciendo el impacto medioambiental. Este enfoque se alinea perfectamente con los principios de la economía circular, donde la reutilización de materiales es esencial para reducir los residuos y el consumo de energía.
En colaboración con WASP, Reflow produjo el material rPPGF a partir de redes de pesca recicladas y peletizadas para su uso en impresión 3D. (Créditos: WASP)
5. Mayor velocidad de producción
La fabricación aditiva con pellets es rápida debido principalmente a la posibilidad de utilizar máquinas con boquillas de mayor diámetro que las utilizadas para las máquinas de filamentos. Por tanto, esto aumenta la velocidad de impresión y producción y contribuye a reducir los costes. Sin embargo, este punto también tiene un aspecto negativo: al aumentar el tamaño de la boquilla y la velocidad de impresión, las piezas finales perderán detalle y complejidad.
6. Menos riesgo de interrupciones en la impresión
La impresión 3D con pellets reduce el riesgo de interrupciones y problemas de fabricación en comparación con los filamentos tradicionales debido a la naturaleza del proceso de extrusión directa. Los pellets se funden constantemente, eliminando la necesidad de cambiar el material, como ocurre con las bobinas de filamento, durante el proceso. Además, los pellets no están sujetos a torsiones o deformaciones típicas del filamento, lo que reduce la posibilidad de bloqueos o atascos en la extrusora. La configuración de los sistemas de extrusión de pellets está diseñada para manejar mayores volúmenes y flujos continuos de material, lo que hace que el proceso de impresión sea más fluido y fiable. Dicho esto, la forma de los pellets es crucial en la impresión 3D. Antes de empezar a imprimir, es importante asegurarse de que los pellets son compatibles con la impresora 3D que se está utilizando.
7. Impresión 3D multimaterial y multicolor
Conectando con el punto sobre los materiales, podemos añadir la capacidad de mezclar varios materiales directamente en el cabezal de impresión de la máquina. Obviamente, será necesario evaluar las temperaturas de impresión y las características específicas de cada material y elegir la máquina más adecuada. Además, es posible introducir aditivos de color en los gránulos y crear piezas multicolores o degradados de color en una misma impresión. Esto permite obtener piezas únicas y altamente personalizadas.
El uso de pellets en la impresión 3D permite una amplia gama de materiales, colores y una mayor flexibilidad de fabricación. (Créditos: Pollen AM)
8. Propiedades de las piezas finales
Cuando se trabaja con pellets, las propiedades finales que se pueden conseguir son elevadas porque conservan las características de la materia prima. No es posible conseguir los mismos resultados con filamentos, cuyo proceso de producción, sumado al de impresión, hace que las propiedades del producto final sean diferentes a las del material inicial. El uso de pellets en la impresión 3D permite obtener piezas con las mismas propiedades químicas y físicas que las obtenidas con el moldeo por inyección.
9. Producción simplificada
Como hemos mencionado, los pellets también se utilizan en otras tecnologías de producción. Así, se simplifica la producción al utilizar el mismo material tanto para la fabricación aditiva como para otros procesos, como el moldeo por inyección. Esto es ventajoso para las empresas que trabajan con varias tecnologías y pueden así optimizar la gestión de las materias primas, reduciendo los costes logísticos y simplificando la cadena de suministro. El uso de pellets permite, por ejemplo, pasar rápidamente de la creación de prototipos a la producción en serie. Durante el proceso de prototipado, el uso de pellets permite probar las propiedades de un material con impresión 3D y, a continuación, pasar rápidamente a la producción en serie con moldeo por inyección.
El número de soluciones de impresión 3D con pellets en el mercado es cada vez mayor, con soluciones LFAM y otras más pequeñas. (Créditos: Tumaker)
10. Mercado en expansión
Todas las razones anteriores están impulsando a cada vez más usuarios a adoptar la impresión 3D de pellets. Así, obtienen una ventaja en términos económicos, de tiempo, flexibilidad y sostenibilidad.
Sin duda, la tecnología está menos extendida que la impresión 3D por extrusión de filamento. Aún así, en el mercado hay una oferta cada vez más variada de soluciones de pellets. Entre los límites de la tecnología se encuentran los elevados costes de las máquinas, que suelen ser complejas y de gran tamaño, o la escasa precisión de las impresiones. Por ello, las empresas y las startups intentan introducir en el mercado soluciones más asequibles, pellets creados específicamente para la impresión 3D o extrusores optimizados que puedan adaptarse a las máquinas ya existentes. Por último, la posibilidad de utilizar materiales reciclados en los pellets y fomentar una economía circular ofrece hoy una importante motivación para seguir desarrollando la tecnología con vistas a una producción más sostenible.
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