Empresas de todo el mundo han recurrido recientemente a la impresión 3D para crear piezas técnicas con rapidez y ahorrar algo de dinero en el proceso. Pero, el desarrollo de versiones 3D de piezas implica el uso de nuevos materiales que podrían no ser tan duraderos. Entonces, ¿son resistentes las piezas impresas en 3D?

Las piezas impresas en 3D son muy resistentes, sobre todo cuando se utiliza filamento especializado como PEEK o policarbonato, que se emplea para cristales antibalas y escudos antidisturbios. La densidad de relleno, el grosor de las paredes y la orientación de la impresión pueden ajustarse para aumentar la resistencia.

Hay muchas cosas que influyen en la resistencia de una pieza 3D, por lo que vamos a repasar los materiales utilizados durante la impresión 3D, su resistencia real y lo que puede hacer para aumentar la resistencia de sus piezas impresas en 3D.

¿Son las piezas impresas en 3D más débiles y frágiles?

No, las piezas impresas en 3D no son más débiles y frágiles a menos que se impriman en 3D con configuraciones que no proporcionen resistencia. Crear una impresión en 3D con un bajo nivel de relleno, con un material más débil, con un grosor de pared fino y una temperatura de impresión baja es probable que dé lugar a una impresión en 3D débil y frágil.

¿Cómo hacer más resistentes las piezas impresas en 3D?

La mayoría de los materiales de impresión 3D son bastante duraderos por sí mismos, pero hay algunas cosas que se pueden hacer para aumentar su resistencia general. Esto se reduce principalmente a los pequeños detalles en el proceso de diseño.

Lo más importante sería manipular el relleno, el grosor de la pared y el número de paredes. Veamos cómo cada uno de estos factores puede influir en la resistencia de una estructura impresa en 3D.

Aumentar la densidad de relleno

El relleno es lo que se utiliza para rellenar las paredes de una pieza impresa en 3D. Se trata esencialmente del patrón dentro de la pared que añade densidad a la pieza en general. Sin relleno, las paredes de una pieza impresa en 3D serían completamente huecas y bastante débiles a las fuerzas externas.

El relleno es una excelente forma de aumentar el peso de una pieza 3D, mejorando al mismo tiempo la resistencia de la pieza.

Hay muchos patrones de relleno diferentes que pueden utilizarse para mejorar la resistencia de una pieza impresa en 3D, como un relleno de rejilla o un relleno de nido de abeja, pero la cantidad de relleno determinará la resistencia.

Para piezas 3D normales, hasta un 25% es más que suficiente. Para piezas diseñadas para soportar peso e impactos, siempre es mejor acercarse al 100%.

Aumentar el número de muros

Piense en las paredes de una pieza impresa en 3D como las vigas de soporte de una casa. Si una casa sólo tiene cuatro paredes exteriores y ninguna viga de soporte o paredes interiores, casi cualquier cosa puede hacer que la casa se derrumbe o ceda bajo cualquier cantidad de peso.

Del mismo modo, la resistencia de una pieza impresa en 3D sólo existirá allí donde haya paredes que soporten el peso y el impacto. Precisamente por eso, aumentar el número de paredes dentro de una pieza impresa en 3D puede incrementar la resistencia de la estructura.

Se trata de una estrategia especialmente útil cuando se trata de piezas impresas en 3D de mayor tamaño y superficie.

Aumentar el grosor de la pared

El grosor real de las paredes utilizadas en una pieza impresa en 3D determinará cuánto impacto y peso puede soportar una pieza. En su mayor parte, unas paredes más gruesas significarán una pieza más duradera y resistente en general.

Sin embargo, parece haber un punto en el que resulta difícil imprimir piezas en 3D cuando las paredes son demasiado gruesas.

Lo mejor de ajustar el grosor de las paredes es que éste puede variar en función de la superficie de la pieza, lo que significa que el mundo exterior probablemente no sabrá que has engrosado las paredes a menos que corten tu pieza por la mitad para diseccionarla.

Por lo general, las paredes extremadamente finas serán bastante endebles y no podrán soportar ningún peso exterior sin derrumbarse.

Por lo general, las paredes de al menos 1,2 mm de grosor son duraderas y resistentes para la mayoría de los materiales, pero yo recomendaría llegar a los 2 mm o más para obtener un mayor nivel de resistencia.

La resistencia de los materiales utilizados para crear piezas en 3D

Las piezas impresas en 3D sólo pueden ser tan resistentes como el material del que están hechas. Dicho esto, algunos materiales son mucho más resistentes y duraderos que otros. Precisamente por eso la resistencia de las piezas impresas en 3D varía tanto.

Tres de los materiales más comunes utilizados para crear piezas 3D incluyen PLA, ABS y PETG. Por lo tanto, vamos a discutir lo que cada uno de estos materiales es, cómo se pueden utilizar, y lo fuerte que realmente son.

PLA (ácido poliláctico)

El PLA, también conocido como ácido poliláctico, es quizás el material más popular utilizado en la impresión 3D. No sólo es bastante rentable, sino que también es muy fácil de utilizar para imprimir piezas.

Por eso se utiliza a menudo para imprimir envases de plástico, implantes médicos y materiales de embalaje. En la mayoría de las circunstancias, el PLA es el material más resistente utilizado en la impresión 3D.

Aunque el PLA tiene una impresionante resistencia a la tracción de unos 7.250 psi, el material tiende a ser un poco quebradizo en circunstancias especiales, lo que significa que es un poco más probable que se rompa o se haga añicos cuando se somete a un fuerte impacto.

También es importante tener en cuenta que el PLA tiene un punto de fusión relativamente bajo. Cuando se expone a altas temperaturas, la durabilidad y resistencia del PLA se debilitan gravemente.

ABS (acrilonitrilo butadieno estireno)

El ABS, también conocido como acrilonitrilo butadieno estireno, no es tan resistente como el PLA, pero eso no significa en absoluto que sea un material de impresión 3D débil. De hecho, este material es mucho más capaz de soportar fuertes impactos, a menudo flexionándose y doblándose en lugar de romperse por completo.

Todo ello gracias a su resistencia a la tracción de unos 4.700 PSI. Dada su construcción ligera y a la vez su impresionante durabilidad, el ABS es uno de los mejores materiales de impresión 3D que existen.

Por eso el ABS se utiliza para fabricar casi cualquier tipo de producto en el mundo. Es un material bastante popular cuando se trata de imprimir juguetes infantiles como Legos, piezas de ordenador e incluso segmentos de tuberías.

El punto de fusión increíblemente alto del ABS también hace que pueda soportar casi cualquier cantidad de calor.

PETG (Tereftalato de polietileno modificado con glicol)

El PETG, también conocido como tereftalato de polietileno, se utiliza normalmente para desarrollar diseños y objetos más complejos cuando se trata de impresión 3D. Esto se debe a que el PETG tiende a ser mucho más denso, más duradero y más rígido que algunos de los otros materiales de impresión 3D.

Precisamente por eso, el PETG se utiliza para fabricar multitud de productos, como envases para alimentos y señalización.

¿Por qué utilizar la impresión 3D?

Si las piezas impresas en 3D no fueran en absoluto resistentes, no se utilizarían como método de producción alternativo para muchos suministros y materiales.

Pero, ¿son tan resistentes como metales como el acero y el aluminio? ¡Definitivamente no!

Sin embargo, son bastante útiles a la hora de diseñar nuevas piezas, imprimirlas a menor coste y darles un buen uso duradero. También son estupendas para piezas pequeñas y tienen una resistencia a la tracción generalmente decente dado su tamaño y grosor.

Lo que es aún mejor es que estas piezas impresas en 3D pueden manipularse para aumentar su resistencia y durabilidad general.

Conclusión

Las piezas impresas en 3D son, sin duda, lo suficientemente resistentes como para utilizarlas para fabricar artículos de plástico comunes que puedan soportar grandes cantidades de impactos e incluso calor. En su mayor parte, el ABS tiende a ser mucho más duradero, aunque tiene una resistencia a la tracción mucho menor que el PLA.

Pero también hay que tener en cuenta lo que se hace para que estas piezas impresas sean aún más resistentes. Cuando se aumenta la densidad de relleno, se incrementa el número de paredes y se mejora el grosor de las mismas, se está añadiendo resistencia y durabilidad a una pieza impresa en 3D.