{"id":69069,"date":"2023-09-12T15:00:02","date_gmt":"2023-09-12T13:00:02","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/?p=69069"},"modified":"2025-03-03T22:46:11","modified_gmt":"2025-03-03T21:46:11","slug":"pva-vs-hips-material-impresion-3d-120920232","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/pva-vs-hips-material-impresion-3d-120920232\/","title":{"rendered":"PVA vs HIPS: \u00bfqu\u00e9 material soluble escoger para la impresi\u00f3n 3D?"},"content":{"rendered":"

Cuando se quieren imprimir en 3D objetos con geometr\u00edas complejas, voladizos, puentes largos y cavidades, a menudo se requieren soportes. Esto es especialmente importante en el caso de las tecnolog\u00edas FFF<\/a> o de resina, a diferencia de algunas tecnolog\u00edas de impresi\u00f3n basadas en polvo pl\u00e1stico, como el sinterizado selectivo por l\u00e1ser (SLS), en las que el polvo act\u00faa como soporte para la pieza. Dos materiales que se utilizan a menudo para este tipo de estructuras de soporte son PVA<\/strong> y HIPS<\/strong>; en este art\u00edculo analizaremos y compararemos el uso de ambos materiales en la impresi\u00f3n 3D FFF.<\/span><\/p>\n

Los requisitos que debe cumplir un material de soporte son diversos y a menudo puede resultar dif\u00edcil hacer la elecci\u00f3n correcta. Tras la impresi\u00f3n, los soportes deben ser lo m\u00e1s f\u00e1ciles de retirar posible y no dejar rastro en el acabado impreso. Lo ideal es utilizar un material distinto al de la pieza impresa. Se recomienda encarecidamente utilizar una impresora 3D de doble extrusi\u00f3n<\/a> para evitar la contaminaci\u00f3n cruzada de materiales y reducir el tiempo de fabricaci\u00f3n. En el mercado de filamentos existen materiales especiales adecuados, o incluso dedicados, a la impresi\u00f3n de soportes. Para conocer en profundidad dos de los m\u00e1s usados en este campo, compararemos el PVA y el HIPS en t\u00e9rminos de caracter\u00edsticas, propiedades de impresi\u00f3n y aplicaciones. El PVA es un material utilizado principalmente como soporte soluble para la impresi\u00f3n 3D FFF, mientras que el HIPS puede utilizarse como material de soporte y como material de impresi\u00f3n para piezas finales. Aqu\u00ed nos centraremos principalmente en su uso como material para estructuras de soporte.<\/span><\/p>\n

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Un modelo complejo impreso en 3D con soportes de PVA. (Cr\u00e9ditos: Zortrax)<\/span><\/p><\/div>\n

Caracter\u00edsticas del PVA y el HIPS<\/h3>\n

El PVA y el HIPS son materiales termopl\u00e1sticos utilizados en la impresi\u00f3n 3D. El PVA hace referencia al alcohol polivin\u00edlico, que se forma por hidr\u00f3lisis alcalina o saponificaci\u00f3n del acetato de polivinilo (PVAC) mediante compuestos qu\u00edmicos escindidos por reacci\u00f3n con el agua. Su particularidad es que gana en elasticidad y flexibilidad con el agua. En general, la humedad act\u00faa como plastificante sobre el PVA, que tiende a ser bastante quebradizo y hace que se disuelva antes o despu\u00e9s, seg\u00fan el grado de humedad del ambiente. La solubilidad en agua depende de la composici\u00f3n del PVA y del proceso de saponificaci\u00f3n. Seg\u00fan el tipo de PVA, el grado de hidr\u00f3lisis (descomposici\u00f3n qu\u00edmica de un cuerpo por la uni\u00f3n del agua) var\u00eda entre el 70 y el 100% mol. Este grado influye en el punto de fusi\u00f3n y en la velocidad de disoluci\u00f3n del PVA. Si se disuelve en agua, basta con eliminarlo, y es por ello que el PVA se considera tambi\u00e9n respetuoso con el medio ambiente.<\/p>

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El HIPS procede de una mezcla de poliestireno de alto impacto y caucho de polibutadieno. Se trata, por tanto, de un copol\u00edmero que combina las propiedades el\u00e1sticas del caucho con la resistencia del poliestireno. En general, las propiedades del HIPS son similares a las del ABS, pero es m\u00e1s duro y resistente a los impactos. Es conocido por su fuerza, ligereza, durabilidad y resistencia mec\u00e1nica. El HIPS es duro pero no quebradizo. Aunque no se disuelve en agua, puede reaccionar ante determinados \u00e1cidos, \u00e1lcalis, disolventes org\u00e1nicos y productos qu\u00edmicos, lo que provoca la degradaci\u00f3n del material. El limoneno y la gasolina hacen que el HIPS se vuelva d\u00e9bil, se decolore y se degrade. Por lo tanto, cuando se utiliza como material de soporte<\/a>, es necesario tratar posteriormente el objeto con limoneno. Muchos materiales de impresi\u00f3n 3D, como el PLA y el PETG, no son compatibles con el HIPS porque son sensibles a los \u00e1lcalis y los \u00e1cidos. En cambio, la combinaci\u00f3n funciona bien con ABS, que es resistente a los \u00e1cidos.<\/p>\n

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A diferencia del HIPS, el PVA se disuelve f\u00e1cilmente en agua. (Cr\u00e9ditos: XYZ Printing)<\/span><\/p><\/div>\n

Por otra parte, el PVA s\u00f3lo debe utilizarse con materiales con un punto de fusi\u00f3n similar para evitar errores de impresi\u00f3n. En teor\u00eda, el punto de fusi\u00f3n del PVA es de 230\u00b0C. Sin embargo, este punto de fusi\u00f3n depender\u00e1 del tipo de PVA. Para las formas totalmente hidrolizadas, el punto de fusi\u00f3n es m\u00e1s bajo, entre 160 y 180\u00b0C. En cambio, el HIPS tiene un punto de fusi\u00f3n de 220\u00b0C.<\/p>\n

El PVA y el HIPS tienen propiedades similares en t\u00e9rminos de resistencia a la tracci\u00f3n. La resistencia a la tracci\u00f3n es baja, en torno a 22 MPa, por lo que los materiales no son muy flexibles, aunque la adici\u00f3n de agua hace que el PVA sea m\u00e1s el\u00e1stico. Ambos materiales son at\u00f3xicos e inodoros, aunque la impresi\u00f3n con HIPS puede producir humos desagradables.<\/p>\n

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Bobina de PVA desarrollada por ESUN. (Cr\u00e9ditos: ESUN)<\/span><\/p><\/div>\n

El proceso de impresi\u00f3n 3D con PVA y HIPS<\/h3>\n

Almacenamiento<\/h4>\n

Para que la impresi\u00f3n 3D con PVA tenga \u00e9xito, el filamento debe almacenarse en un lugar con una temperatura moderada (idealmente entre 15 y 25 \u00b0C), protegido de la luz , el polvo y la humedad. El PVA es propenso a enmohecerse y no debe utilizarse inmediatamente si ha absorbido humedad, o la pieza acabada puede deformarse e incluso mostrar otras anomal\u00edas como agujeros o burbujas. Para evitarlo, si el PVA ha estado h\u00famedo, debe secarse primero, durante unas 8 a 12 horas a una temperatura de entre 50 y 80\u00b0C. Lo mejor es guardarlo en un recipiente herm\u00e9tico. En cambio, el HIPS tiene la ventaja de que no absorbe la humedad, sin embargo, es sensible a la luz ultravioleta.<\/p>\n

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Una bobina de PVA en el interior de la impresora 3D. (Cr\u00e9ditos: IGO3D)<\/p><\/div>\n

Facilidad de uso<\/h4>\n

En t\u00e9rminos de configuraci\u00f3n, al igual que con muchos otros materiales de soporte en la impresi\u00f3n 3D, es aconsejable no dejar espacio entre la parte del soporte en contacto con la pieza acabada y la propia pieza. Esto garantizar\u00e1 el mejor acabado posible de la superficie, sin rezumes ni otras anomal\u00edas. Como los soportes se disolver\u00e1n, su adhesi\u00f3n a la pieza durante el proceso de impresi\u00f3n no supone ning\u00fan problema.<\/p>\n

Para una buena adhesi\u00f3n del HIPS a la placa de impresi\u00f3n, se recomiendan soluciones como el pegamento o la cinta adhesiva. Tambi\u00e9n puede utilizarse para este fin un preparado a base de ABS y acetona. Para el PVA, lo ideal es utilizar cinta adhesiva.<\/p>\n

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Para que el HIPS se adhiera mejor a la placa de impresi\u00f3n, se puede aplicar pegamento. (Cr\u00e9ditos: Makerbot)<\/p><\/div>\n

Para obtener buenos resultados de impresi\u00f3n con PVA, la placa de impresi\u00f3n debe precalentarse entre 45 y 60\u00baC y la extrusora a entre 185 y 200\u00baC. El HIPS, en cambio, requiere temperaturas m\u00e1s elevadas: entre 100 y 115\u00baC para la placa y entre 230 y 245\u00baC para la extrusora. Dado que es preferible utilizar un material de soporte con la misma temperatura de fusi\u00f3n que la del material del objeto impreso, el PVA y el HIPS no se utilizan como soportes para los mismos materiales. Por ejemplo, el PVA se utiliza preferentemente con PLA, TPLA, PETG y CPE, mientras que el HIPS se utiliza principalmente junto con el ABS.<\/p>\n

Para una impresi\u00f3n \u00f3ptima de PVA, se recomienda utilizar un escudo de rezumado para proteger la pieza y el soporte. Se trata de una pared que rodea la pieza y que se imprime al mismo tiempo que \u00e9sta. Su \u00fanica finalidad es capturar el exceso de material procedente de la boquilla para que no da\u00f1e la pieza final.<\/p>\n

En efecto, cuando una boquilla no se utiliza pero sigue calent\u00e1ndose, el filamento que contiene corre el riesgo de rezumar e incluso de obstruir la boquilla. Adem\u00e1s, se recomienda utilizar un ventilador para enfriar las piezas en el caso del PVA, ya que permite que el pl\u00e1stico se solidifique m\u00e1s r\u00e1pidamente y, por lo tanto, ayuda a reducir el encordado<\/a> y a mejorar la calidad de la pieza impresa. En cambio, el uso de un ventilador de refrigeraci\u00f3n no es esencial para el HIPS.<\/p>\n