En realidad, es posible aumentar la resistencia al calor de tus impresiones 3D utilizando una técnica llamada recocido. Tiene un proceso que puede ser bastante complicado, pero cuando se hace bien, puede proporcionar buenos resultados. Este artículo responderá a cómo hacer que las impresiones 3D sean más resistentes al calor.

Para que las impresiones en 3D sean más resistentes al calor, puede someterlas a un proceso de calentamiento denominado recocido, en el que se aplica un nivel constante de calor a un modelo mediante un horno o agua hirviendo durante un periodo de tiempo y luego se deja enfriar. Este proceso cambia la estructura interna del modelo para mejorar su resistencia al calor.

Siga leyendo para obtener más información sobre cómo hacer que las impresiones 3D sean más resistentes al calor.

Cómo hacer que el PLA sea más resistente al calor - Recocido

El recocido es un proceso en el que se aplica calor a un material para mejorar su resistencia al calor y su durabilidad. Las impresiones en PLA se pueden recocido colocándolas en una fuente de calor a temperaturas de entre 60 y 110 ºC.

El PLA pasa por un proceso llamado cristalización. La temperatura de cristalización se refiere a la temperatura a la que la estructura del material empieza a volverse cristalina.

Existen varios medios para recocer un modelo basado en PLA, entre los que se incluyen los siguientes:

• Hornear en un horno
• Colocación en agua caliente
• Hornear en la cama caliente de la impresora 3D

Hornear en un horno

Algunas personas utilizan hornos tostadores u hornos eléctricos, que suelen ser mejores que los hornos de gas porque disipan el calor de forma más uniforme alrededor de los modelos 3D.

También es importante utilizar un termómetro para asegurarte de que la temperatura de tu horno coincide realmente con la que has programado.

Puede utilizar los siguientes pasos para garantizar el recocido de su modelo de PLA:

• Caliente el horno eléctrico a unos 110°C.
• Mete las huellas en el horno durante una hora aproximadamente.
• Deje reposar el modelo en el horno durante una hora aproximadamente y, a continuación, apáguelo.
• Dejar enfriar el modelo en el horno poco a poco

Este proceso de enfriamiento gradual es lo que ayuda a reestructurar las propiedades del modelo y a aliviar las tensiones internas acumuladas durante el calentamiento.

Aquí tienes un vídeo detallado sobre cómo calentar tu modelo en un horno.

Un usuario que coció su PLA en un horno a 120°C y luego otro a 90°C dijo que ambos se deformaron mucho.

Otro usuario dijo que es mejor usar algo como un horno tostador de convección barato conectado a un controlador de temperatura PID.

Esto evitaría muchas deformaciones utilizando la convección forzada para el calor y colocando el modelo sobre un material aislante, protegiendo al mismo tiempo los elementos calefactores del horno para evitar que la radiación térmica afecte a la pieza.

La gente se pregunta si es seguro recocer PLA en el mismo horno en el que se cocina, y no hay demasiada información al respecto. Algunos usuarios dicen que es mejor ir sobre seguro, ya que los plásticos pueden desprender toxinas antes de calentarse demasiado.

No querrás los residuos de estos gases en el interior del horno con el que cocinas los alimentos. Es mejor idea conseguir un horno tostador dedicado o algo similar con el que recocer tu APA si eliges este método.

Algunos usuarios dicen que recuecen en el horno, pero tienen el modelo en papel de aluminio bien envuelto para reducir el riesgo de exposición.

Colocación en agua caliente

También puedes recocer tu modelo de PLA en agua caliente siguiendo los siguientes pasos:

• Calentar agua en un recipiente relativamente grande hasta el punto de ebullición
• Introduce el modelo impreso en una bolsa de plástico y mételo en el agua caliente.
• Dejar actuar de 2 a 5 minutos
• Retirar el modelo del agua caliente y colocarlo en un recipiente con agua fría.
• Secar con desecante o toallas de papel

La gente tiene diferentes métodos de recocido con agua hirviendo, pero este método parece funcionar bastante bien.

He aquí un vídeo para resaltar este proceso y mostrar una comparación de las piezas de PLA horneadas frente a las hervidas.

Algunas personas recomiendan que se puede utilizar glicerol en lugar de agua, ya que funciona aún mejor debido a que es higroscópico por lo que no necesita secarse.

En el vídeo de arriba, comparó el recocido mediante cocción con el hervido y descubrió que hirviéndolo la pieza mantiene unas dimensiones más exactas. Otra cosa interesante es que es más fácil recocido de piezas de forma irregular mediante cocción que con un horno.

Un usuario recoció con éxito unos soportes de motor para aviones RC en agua hirviendo, pero se encogieron un poco. Había agujeros para tornillos en esa parte, pero seguían siendo utilizables encajándolos a la fuerza.

Hornear en la cama caliente de la impresora 3D

De forma similar al recocido de las impresiones 3D en un horno, algunas personas recomiendan hacerlo incluso en la cama caliente de la impresora 3D. Basta con calentar la temperatura a unos 80-110 °C, colocar una caja de cartón sobre el modelo y dejar que se hornee durante unos 30-60 minutos.

Un usuario incluso implementó G-Code para mejorar el proceso comenzando con un lecho calentado a 80 °C, dejándolo cocer durante 30 minutos y, a continuación, dejándolo enfriar gradualmente y cocer durante tiempos más cortos.

Aquí está el código G que usaron:

M84 ;steppers off

M117 Calentamiento

M190 R80

M0 S1800 Hornear a 80C 30min

M117 Refrigeración 80 -> 75

M190 R75

M0 S600 Hornear a 75C 10min

M117 Refrigeración 75 -> 70

M190 R70

M0 S600 Hornear a 70C 10min

M117 Refrigeración 70 -> 65

M190 R65

M0 S300 Hornear a 65C 5min

M117 Refrigeración 65 -> 60

M190 R60

M0 S300 Hornear a 60C 5min

M117 Refrigeración 60 -> 55

M190 R55

M0 S300 Hornear a 55C 5min

M140 S0 ; Cama apagada

M117 Hecho

Temperatura óptima de recocido del PLA (horno)

Las mejores temperaturas para recocer con éxito modelos de PLA en un horno se sitúan entre 60-170°C, con un buen valor que suele rondar los 90-120°C. Esto está por encima de la temperatura de transición vítrea y por debajo de la temperatura de fusión del PLA.

Se dice que la estructura de los materiales PLA es amorfa, lo que significa que la estructura molecular del material está desorganizada. Para hacer que el material esté algo organizado (cristalino) habría que calentarlo por encima de la temperatura de transición vítrea.

Si se calienta el material muy cerca de la temperatura de fusión o por encima de ella, la estructura del material se colapsa e, incluso después de enfriarse, no puede volver a su estructura original.

Por lo tanto, no debe alejarse demasiado de la temperatura de transición vítrea para un recocido óptimo.

Las mejores temperaturas para el recocido del PLA varían en función de cómo se haya fabricado el PLA y de los tipos de rellenos que contenga. Un usuario dijo que normalmente sólo es necesario alcanzar temperaturas de unos 85-90°C, mientras que los PLA más baratos pueden necesitar temperaturas más altas durante más tiempo.

Un buen filamento PLA+ sólo debería necesitar unos minutos a 90°C para cristalizar. Dijo que incluso lo ha hecho utilizando la cama caliente de su impresora 3D poniendo una caja sobre la pieza para retener el calor.

Cómo templar PLA sin que se deforme

Para recocer el PLA sin que se deforme, muchos usuarios recomiendan meter el modelo en un cuenco de arena antes de meterlo en el horno. También hay que dejar que el modelo se enfríe mientras está en la arena. También se puede utilizar el método del hervido con el modelo en una bolsa de plástico y enfriándolo después en agua fría.

Debe asegurarse de que también haya arena en el fondo del modelo, a unos 5 cm si es posible.

Aquí tienes un magnífico vídeo de MatterHackers en el que se muestra cómo realizar este proceso. También puedes utilizar sal en lugar de arena, ya que se disuelve fácilmente en agua y es más accesible.

Un usuario que utilizó este método dijo que funcionó muy bien para recocido su PLA sin deformación, incluso a una temperatura de 100 ° C. Se establece el horno para funcionar durante una hora y dejar que la impresión se siente allí para enfriar y salió muy bien.

Otro usuario que recoció PLA a 80 °C dijo que podía calentar los objetos a unos 73 °C sin que se volvieran flexibles. Los modelos de PLA no cambiaban de textura y tenían una resistencia similar entre capas.

Una persona describió su experiencia de utilizar sal fina en lugar de arena, puso una capa de ésta en su plato Pyrex, colocó su impresión 3D dentro, junto con un termómetro Bluetooth y añadió más sal hasta llenar el plato.

A continuación, lo metió en el horno a 76 °C (170 °F) y esperó a que el termómetro marcara 71 °C (160 °F), luego apagó el horno y lo dejó enfriar durante toda la noche con la pieza aún envasada en la sal.

Los resultados de hacer esto eliminaron sus problemas de delaminación (división de capas), junto con casi ninguna deformación y una tasa de contracción uniforme a través de los ejes X, Y y Z de sólo el 0,5%.

¿Cuál es la resistencia térmica del PETG?

El PETG tiene una resistencia al calor de unos 70°C, a diferencia del PLA, que tiene una resistencia al calor de 60°C. Estas temperaturas se conocen como su temperatura de transición vítrea. El ABS y el ASA tienen una resistencia al calor de unos 95°C.

Aquí hay un vídeo que muestra una prueba de resistencia al calor del PETG entre otros tipos de filamento.