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Airwolf3D realiza una prueba de tensi\u00f3n. (Cr\u00e9ditos: Airwolf3D)<\/p><\/div>\n
Hay muchas formas diferentes de probar la resistencia, incluida la dureza, la resistencia al impacto, la resistencia a la compresi\u00f3n, el l\u00edmite el\u00e1stico, la resistencia a la fatiga y la resistencia a la flexi\u00f3n. Sin embargo, una de las m\u00e9tricas m\u00e1s utilizadas para los materiales es la tensi\u00f3n de rotura. Esta es la carga m\u00e1xima que un material puede soportar sin fractura cuando se estira. En otras palabras, es cu\u00e1nta carga o fuerza de tracci\u00f3n puede soportar antes de que el material se estire o rompa de forma permanente.<\/p>
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<\/a><\/div>\nEso es en lo que nos centraremos en este caso. Determinaremos la resistencia de diferentes materiales de impresi\u00f3n 3D, en espec\u00edfico los filamentos de pol\u00edmero para el modelado por deposici\u00f3n fundida<\/a> como uno de los m\u00e9todos de fabricaci\u00f3n aditiva m\u00e1s populares. La tensi\u00f3n de rotura se expresar\u00e1 tanto en MPa (megapascal), que es la unidad de presi\u00f3n del Sistema Internacional de Unidades (SI) y se define como un newton por metro cuadrado, como en psi (libra por pulgada cuadrada), unidad m\u00e1s com\u00fanmente utilizada en el sistema anglosaj\u00f3n de unidades. La siguiente lista est\u00e1 organizada en funci\u00f3n de si el material pertenece a las familias est\u00e1ndar, de ingenier\u00eda o compuestos.<\/p>\n Tambi\u00e9n es importante tener en cuenta que algunos de los materiales con la mayor tensi\u00f3n de rotura son en realidad materiales flexibles como el TPU. En este caso, no se incluyeron, pero este punto est\u00e1 abierto a debate. Adem\u00e1s, las propiedades mec\u00e1nicas de una pieza no solo depender\u00e1n del material, sino tambi\u00e9n de las condiciones de impresi\u00f3n, como la m\u00e1quina utilizada, los par\u00e1metros y el entorno. Estos n\u00fameros sirven m\u00e1s como una gu\u00eda para la resistencia relativa en comparaci\u00f3n con los materiales.<\/p>\n En t\u00e9rminos generales, los materiales est\u00e1ndar no son los filamentos de impresi\u00f3n 3D m\u00e1s fuertes, ya que tienen propiedades mec\u00e1nicas m\u00e1s bajas. Esto no quiere decir que no haya unos que sean m\u00e1s fuertes que otros. Entre los materiales est\u00e1ndar, hay materiales que, si bien no son comparables a los pol\u00edmeros de ingenier\u00eda o de alto rendimiento<\/a> (HPP), todav\u00eda tienen una tensi\u00f3n de rotura enga\u00f1osamente alta.<\/p>\n El PLA, por ejemplo. Aunque a menudo se considera uno de los filamentos m\u00e1s d\u00e9biles, especialmente teniendo en cuenta su degradaci\u00f3n a la luz solar, el PLA tiene una tensi\u00f3n de rotura relativamente alta. Esta var\u00eda entre los 53 MPa y 59 MPa o un promedio de aproximadamente 7800 \u2013 8250 psi. Comp\u00e1rese con el ABS, a menudo considerado fuerte, que tiene una tensi\u00f3n de rotura de 34 \u2013 36 MPA o aproximadamente 4600 psi.<\/p>\n Tensi\u00f3n de rotura de algunos materiales de impresi\u00f3n 3D comunes, como ABS, PLA y PETG (Cr\u00e9ditos: BCN3D)<\/p><\/div>\n Sin embargo, lo que no se considera aqu\u00ed es la resistencia a la flexi\u00f3n y la durabilidad, donde el ABS realmente brilla. El PLA es relativamente quebradizo y tiene poca resistencia al impacto adem\u00e1s de escasa resistencia al calor debido a una temperatura de transici\u00f3n v\u00edtrea de alrededor de 60\u00b0 C. Mientras tanto, el ABS sobresale por su ductilidad y mayor resistencia al calor, lo que lo hace adecuado para piezas m\u00e1s exigentes.<\/p>\n Por el contrario, el PETG, en muchos casos, puede combinar lo mejor de ambos materiales. Este material tiene una tensi\u00f3n de rotura de 38 \u2013 44 MPa (5511 \u2013 6380 psi) y una resistencia a la flexi\u00f3n relativamente alta de 75-59 MPa. Por lo que es m\u00e1s fuerte en este sentido que el ABS, pero con menor tensi\u00f3n de rotura y a la flexi\u00f3n en comparaci\u00f3n con el PLA. Tambi\u00e9n es m\u00e1s f\u00e1cil de imprimir con PETG en comparaci\u00f3n con el ABS, similar al PLA. Esto debido a un buen flujo y a la ausencia de tensiones internas significativas que podr\u00edan conducir a una deformaci\u00f3n o a la delaminaci\u00f3n de las capas.<\/p>\n Dejando atr\u00e1s los materiales est\u00e1ndar, los materiales de ingenier\u00eda, dise\u00f1ados para ser m\u00e1s robustos y \u00fatiles incluso en aplicaciones industriales, es el \u00e1rea donde podemos encontrar los filamentos de impresi\u00f3n 3D m\u00e1s fuertes. Tambi\u00e9n hay \u00abpol\u00edmeros de alto rendimiento\u00bb (HPP) que est\u00e1n por encima. Son notables por sus incre\u00edbles propiedades y, en algunos casos, por su capacidad para reemplazar al metal. Echemos un vistazo a algunos de los que tienen las tensiones de rotura m\u00e1s fuertes a continuaci\u00f3n:<\/p>\n Entre los filamentos de ingenier\u00eda, el policarbonato (PC) se considera uno de los m\u00e1s fuertes. Esto se debe a una tensi\u00f3n de rotura muy alta, as\u00ed como a una alta resistencia al impacto y al calor. En t\u00e9rminos de propiedades, la tensi\u00f3n de rotura es t\u00edpicamente de alrededor de 60-70 MPa o alrededor de 7250 psi. \u00bfQu\u00e9 quiere decir esto? Bueno, en una prueba realizada por Airwolf3D en California, los ingenieros descubrieron que un gancho de policarbonato era capaz de levantar 285 libras, unos 129 kilos. Aunque es extremadamente fuerte, presenta algunos inconvenientes. Por ejemplo, puede ser dif\u00edcil de imprimir debido a las altas temperaturas de impresi\u00f3n y su tendencia a la deformaci\u00f3n.<\/p>\n Una pieza hecha con impresi\u00f3n 3D FDM y PC (Cr\u00e9ditos: MatterHackers)<\/p><\/div>\n El nylon, o poliamida, tambi\u00e9n destaca por su resistencia, aunque esto difiere seg\u00fan el material utilizado, en funci\u00f3n del n\u00famero de \u00e1tomos de carbono que contienen. En la impresi\u00f3n 3D, se utilizan la PA6, PA11 y PA12, y las dos \u00faltimas se trabajan a menudo con la tecnolog\u00eda SLS. La PA6 se usa com\u00fanmente en forma de filamentos, aunque tanto la PA11 como la PA12 tambi\u00e9n se pueden encontrar en esta forma, incluso como compuestos.<\/p>\n Las tres poliamidas ofrecen una alta resistencia al impacto y son resistentes y semiflexibles. De ellas, sin embargo, la PA6 es la m\u00e1s valorada para aplicaciones que necesitan una alta resistencia mec\u00e1nica con una tensi\u00f3n de rotura que se encuentra entre 50 \u2013 90 MPa o 7250 \u2013 13,100 psi. Esto var\u00eda, por supuesto, pero el fabricante Ensinger Plastics se\u00f1ala que la PA6 tiene una resistencia a la rotura de alrededor 79 MPa, mientras que la de la PA11 es de alrededor 52 MPa y la de la PA12 es de unos 53 MPa.<\/p>\n A\u00fan as\u00ed, a todas ellas hay que reconocerles su gran resistencia al impacto, al desgaste y al calor. Si queremos centrarnos en poliamidas distintas a PA6, la PA12 puede considerarse m\u00e1s como un material \u00abintegral\u00bb que combina lo mejor de las otras dos, mientras que la PA11 destaca por su flexibilidad. Ambas tambi\u00e9n son m\u00e1s f\u00e1ciles de imprimir.<\/p>\n La poli\u00e9ter \u00e9ter cetona (PEEK) pertenece a la categor\u00eda de pol\u00edmeros de \u00abalto rendimiento\u00bb, materiales excepcionales por sus caracter\u00edsticas y resistencia superiores, tanto que en algunos casos se comparan con el metal<\/a>. En t\u00e9rminos de tensi\u00f3n de rotura, la de PEEK es significativamente m\u00e1s alta que incluso los pol\u00edmeros de ingenier\u00eda, generalmente alrededor 90 a 100 MPa (13053 \u2013 14504 psi). Aunque pueden llegar hasta 110 MPa (15954 psi) en forma de filamento, superando as\u00ed a algunas aleaciones no ferrosas.<\/p>\n Adem\u00e1s de excelentes propiedades de resistencia mec\u00e1nica, que incluyen alargamiento por tracci\u00f3n y resistencia a la flexi\u00f3n, as\u00ed como alta dureza y resistencia al impacto, el material tiene propiedades de resistencia qu\u00edmica superiores. Juntos, hacen que el material no solo sea resistente, sino tambi\u00e9n ideal para aplicaciones en algunas de las industrias m\u00e1s exigentes, como la aeroespacial, automotriz, de petr\u00f3leo y gas y m\u00e9dica.<\/p>\n Filamento PEEK (Cr\u00e9ditos: 3D4Makers)<\/p><\/div>\n Otro HPP que se encuentra com\u00fanmente en aplicaciones de impresi\u00f3n 3D industrial es el PEKK. Perteneciente a la misma familia PAEK que PEEK, el PEKK o polieterquetoncetona, difiere de las otras en muchos aspectos, pero la resistencia no es una de ellas. El PEKK tiene propiedades mec\u00e1nicas excepcionales, incluida una alta resistencia a la tracci\u00f3n. Un filamento de Lynxter, por ejemplo, tiene una tensi\u00f3n de rotura de 105 MPa (15229 psi) y una resistencia a la flexi\u00f3n de 95 MPa (13778 psi), similar al PEEK. Sin embargo, donde el PEKK brilla en comparaci\u00f3n con el PEEK es en su mejor adhesi\u00f3n de capa debido a una menor velocidad de cristalizaci\u00f3n. Esto a su vez permite mayores resistencias a la tracci\u00f3n en cada eje en comparaci\u00f3n con el PEEK. Al igual que el PEEK, tambi\u00e9n tiene una alta resistencia qu\u00edmica y al calor, as\u00ed como una resistencia a la flexi\u00f3n superior.<\/p>\n Completando la categor\u00eda HPP, tenemos el PEI, com\u00fanmente conocido por el nombre de marca ULTEM. Este filamento contin\u00faa la tendencia de alta resistencia a la tracci\u00f3n, aunque esto depende de cu\u00e1l se utilice. ULTEM 9085 es superior para una alta resistencia, con una tensi\u00f3n de rotura de alrededor de 70 MPa (10153 psi), pero que al igual que el PEKK y PEEK puede llegar hasta los 110 MPa dependiendo del filamento. El ULTEM tambi\u00e9n tiene una incre\u00edble resistencia t\u00e9rmica, que alcanza hasta 180\u00b0C, adem\u00e1s de una alta resistencia al impacto y una relaci\u00f3n resistencia-peso. Como con los otros dos pol\u00edmeros de alto rendimiento de la lista, la desventaja es que es m\u00e1s dif\u00edcil de imprimir y tambi\u00e9n prohibitivamente caro, salvo en aplicaciones m\u00e1s industriales.<\/p>\n Los materiales compuestos no son un solo material, m\u00e1s bien son una categor\u00eda en la que dos o m\u00e1s materiales se combinan para aprovechar los beneficios de ambos. Esto incluye una mayor resistencia junto con rigidez, resistencia al calor y durabilidad. Hay muchos filamentos compuestos diferentes presentes en el mercado hoy en d\u00eda. Incluidos algunos de los materiales m\u00e1s singulares, como la madera, pero cuando se trata de resistencia, hay tres que realmente destacan cuando se agregan a una matriz de pol\u00edmero. Al final, estos pueden ser algunos de los materiales de filamento de impresi\u00f3n 3D m\u00e1s fuertes, aunque debido a la mayor anisotrop\u00eda, ya presente en la impresi\u00f3n 3D FDM, con la colocaci\u00f3n de las fibras compuestas, puede diferir considerablemente entre los ejes x, y y z.<\/p>\n La fibra de carbono es la m\u00e1s fuerte y costosa de las tres fibras compuestas diferentes y a menudo es la que vemos en la impresi\u00f3n 3D. Al igual que la fibra de vidrio, aqu\u00ed el rango de resistencia a la tracci\u00f3n puede ser bastante grande porque depende no solo de la fibra de carbono, sino tambi\u00e9n de su colocaci\u00f3n, densidad y tambi\u00e9n del material de la matriz polim\u00e9rica. Sin embargo, algunas fuentes consideran que la fibra de carbono por s\u00ed misma puede tener una resistencia a la tracci\u00f3n de aproximadamente 4137 MPa o 600,000 psi. No todo esto se transferir\u00e1 en el filamento compuesto, pero se encuentra regularmente que la resistencia de un material aumentar\u00e1 en alrededor del 40% mediante la adici\u00f3n de fibra de carbono.<\/p>\n Piezas de impresora 3D fabricadas con compuestos de fibra de carbono (Cr\u00e9ditos: Anisoprint)<\/p><\/div>\n La fibra de vidrio es una de las fibras compuestas que suelen utilizarse en la impresi\u00f3n 3D FDM. Al igual que las otras dos, la fibra de vidrio ayuda a mejorar las propiedades mec\u00e1nicas de una pieza y se destaca especialmente por su flexibilidad y resistencia al da\u00f1o. Dicho esto, la fibra de vidrio no es tan \u00abfuerte\u00bb como la fibra de carbono. Por s\u00ed sola, la fibra de vidrio tiene una tensi\u00f3n de rotura de alrededor 3450 MPa (500380 psi). Aunque el impacto que esto tiene sobre el propio filamento diferir\u00e1 dependiendo de las diferentes caracter\u00edsticas del material.<\/p>\n Mientras tanto, el kevlar, famoso por sus propiedades de absorci\u00f3n de impactos, se sit\u00faa en un punto intermedio. Con una resistencia a la tracci\u00f3n que se encuentra entre las fibras de vidrio y carbono y una densidad menor que ambas, la aramida Kevlar puede ser \u00fatil cuando el peso, la resistencia y la rigidez, as\u00ed como la resistencia al da\u00f1o, la fatiga y la rotura por tensi\u00f3n son importantes. Sin embargo, es la m\u00e1s d\u00e9bil de entre las tres fibras compuestas, ya que por s\u00ed sola tiene una tensi\u00f3n de rotura de alrededor 2757 MPa (399869 psi), menor que la fibra de carbono y la fibra de vidrio.<\/p>\n \u00bfCu\u00e1l crees que es el filamento m\u00e1s resistente para la impresi\u00f3n 3D? Deja tus comentarios en nuestras redes sociales: Facebook<\/a>, LinkedIn<\/a> y Youtube<\/a>. Sigue toda la informaci\u00f3n sobre impresi\u00f3n 3D en nuestra Newsletter semanal<\/a>.<\/p>\nMateriales est\u00e1ndar: m\u00e1s d\u00e9biles pero m\u00e1s asequibles<\/h3>\n
![\"strongest](\"https:\/\/www.3dnatives.com\/en\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2025\/01\/strength_standard.jpg\")
Ingenier\u00eda y materiales de alto rendimiento: algunos de los filamentos de impresi\u00f3n 3D m\u00e1s resistentes<\/h3>\n
Policarbonato<\/h4>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.3dnatives.com\/en\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2025\/01\/polycarbones.jpg\")
Nylon<\/h4>\n
PEEK<\/h4>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.3dnatives.com\/en\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2025\/01\/PEEK.jpg\")
PEKK<\/h4>\n
Ultem<\/h4>\n
Compuestos: aportando resistencia a todos los materiales<\/h3>\n
Fibra de carbono (CF)<\/h4>\n
![\"\"](\"https:\/\/www.3dnatives.com\/en\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2025\/01\/Composites.jpg\")
Fibra de vidrio<\/h4>\n
Kevlar (aramida)<\/h4>\n
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