¿Qué características tiene el nylon en la impresión 3D?

El nylon es un polímero ampliamente utilizado en el sector de fabricación aditiva. Este termoplástico está disponible en forma de polvo o filamento para tecnologías como SLS, Multi Jet Fusion o modelado por deposición fundida. También se llama poliamida (PA): estos plásticos se clasifican según su composición química y, en particular, según la cantidad de átomos de carbono que contienen: los más conocidos en el mercado de la impresión 3D son, sin duda, los PA12 y PA11, así como PA6 para el FDM. ¿Pero cuáles son las características del nylon en la impresión 3D? ¿Quiénes son los fabricantes en el mercado y qué aplicaciones se diseñan generalmente con este polímero? ¡Te lo explicamos todo!

Fue en 1935 cuando apareció por primera vez el nylon: desarrollado por Wallace Carother, el polímero se comercializó tres años después en forma de cepillo de dientes. El nylon se encuentra principalmente en la industria textil gracias a su extensibilidad y resistencia: se usó en 1940 por primera vez en la producción de medias para mujeres. Más tarde fue utilizado en la industria automotriz debido a su resistencia y sus cualidades de fricción.

La sinterización por láser sigue siendo el método más utilizado cuando se trata de imprimir nylon

El nylon en impresión 3D FDM: los filamentos

Si observamos los filamentos, el nylon se dispone frecuentemente con 6 átomos de carbono, más comúnmente llamado PA6. Es un filamento que tiene muchas características interesantes, incluida una gran flexibilidad, resistencia al impacto o a la abrasión. Además, sus propiedades mecánicas son bastante cercanas al ABS. Sin embargo, el nylon requerirá la presencia de una placa de calentamiento (alrededor de 80°C) dentro de la impresora 3D debido a sus dificultades de adhesión a la cama de la máquina. También será necesario cuidar el almacenamiento del material ya que absorbe rápidamente toda la humedad que lo rodea (material higroscópico), lo que podría complicar la impresión más adelante. En términos de temperatura de extrusión, la impresora 3D tendrá que elevarse a 250°C, o incluso a 220°C para ciertos tipos de nylon.

Los filamentos de nylon son una buena alternativa al policarbonato porque son más fáciles de imprimir. Tendrán una mejor vida útil, lo cual es ideal para imprimir piezas que requieren resistencia a lo largo del tiempo. Por lo tanto, imprimiremos herramientas, bisagras o componentes de máquinas que necesiten una buena resistencia.

Créditos: Sharebot

Entre los principales fabricantes de filamentos de nylon encontramos a Taulman3D, XStrand, Neofil3D y fabricantes de máquinas como Zortrax y Ultimaker. Ten en cuenta que el nylon se puede reforzar con fibra de carbono o fibra de vidrio. En cuanto al precio, se necesitan entre 25 € y 40 € según la marca para un carrete clásico (500 gramos, diámetro 1.75 mm); Si elige un material compuesto, el precio puede subir a 60-70 €.

Las poliamidas en forma de polvo

La deposición de material fundido no es el proceso más utilizado para la impresión 3D de nylon: suele optarse por la sinterización selectiva por láser. Por lo tanto, el nylon está disponible en forma de polvo, generalmente PA12 o PA11. El PA12, es el más extendido en la industria: ofrece propiedades mecánicas y térmicas muy altas (alta rigidez, extremadamente sólido incluso a temperaturas muy bajas, resistente al estrés, etc.), así como resistencia a diversos productos químicos. En comparación con los filamentos, absorbe poca humedad y también es muy fácil de procesar después de la impresión (pintura, tinte, etc.). También es biocompatible: puede usarse para producir partes en contacto con la piel, lo que lo convierte en un material interesante para la profesión médica, especialmente en la fabricación de prótesis. PA12 es muy popular para la fabricación de engranajes, bisagras o para reemplazar ciertos plásticos utilizados en el moldeo por inyección.

Una pieza impresa en 3D con PA12 | Créditos: Sculpteo

PA11 también se encuentra en el mercado de fabricación aditiva. Es de origen biológico, principalmente de aceite de ricino, mientras que PA12 se deriva del petróleo. Por esta razón, podemos decir fácilmente que PA11 es más ecológico. Comparte las características de PA12 con algunas diferencias: PA11 tiene mejor estabilidad térmica, mayor resistencia a la luz y a los rayos UV y buena elasticidad. Las piezas impresas en 3D con esta poliamida también tendrán una vida útil más larga, siendo un material ideal para producir piezas terminadas o prototipos funcionales que incorporen altas propiedades mecánicas. Por otra parte, absorbe un poco más de humedad que PA12.

El químico francés Arkema es, hoy en día, el mayor productor de polvo PA11, comercializado bajo el nombre de Rilsan PA11 desde la década de 1950. La empresa alemana BASF se unió a la carrera con su marca Ultrasint, compatible con las máquinas HP Multi Jet. Fusion y algunos modelos de impresoras SLS. El grupo también produce PA6. Para PA12, encontraremos empresas químicas como Arkema y Evonik, mientras que EOS, 3D Systems o Farsoon ofrecen su propio polvo desarrollado en colaboración con químicos. Hay que tener en cuenta que también hay nuevos polvos de poliamida cargados, basados ​​en fibras de carbono o kevlar, pero también en perlas de vidrio, por ejemplo.

Créditos: HP

Finalmente, el proceso HP Multi Jet Fusion es un gran usuario de poliamidas, ya sea PA12 o PA11. La característica especial de la tecnología HP es que ofrece una tasa de reciclaje más alta en comparación con la tecnología SLS convencional. Hasta un 70% del polvo no utilizado durante la impresión 3D se reutiliza, mezclándolo con el polvo de poliamida virgen, minimizando así la tasa de desperdicio. Otro punto interesante es que HP ahora ofrece la posibilidad de teñir el polvo de poliamida durante la impresión 3D con su gama de impresoras 3D 380/580, lo que permite obtener piezas policromadas.

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