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Una guía completa de las propiedades de los BCN3D Filaments

Este white paper profundiza en las propiedades físico-mecánicas y en la resistencia al impacto, al calor y al agua, evaluando el rendimiento de cada uno de los materiales del portfolio de BCN3D.  

BCN3D Filament properties

El proceso de una impresión en 3D comienza mucho antes de que pulsemos el botón de inicio. Sabiendo que las aplicaciones de esta tecnología pueden ir desde el envasado de alimentos hasta la maquinaria industrial, es importante elegir cuidadosamente nuestros materiales en función de sus propiedades físico-mecánicas, y de si se requiere o no resistencia al impacto, resistencia al calor o resistencia química.


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¿Qué propiedades físico-mecánicas debes conocer?

Los materiales pueden clasificarse partiendo de la curva de tensión-deformación. Un material rígido y frágil, como el PLA, resistirá fuertemente la deformación (curva roja). Un material técnico, como el ABS, es resistente, es decir, menos propenso a fracturarse bruscamente (curva verde).  Un material semi-flexible, como el PA, muestra un grado inicial de rigidez a bajas tensiones y es capaz de soportar una deformación considerable antes de romperse (curva azul). Los materiales elastoméricos, como el TPU 98A, se caracterizan por un bajo módulo de Young, lo que los hace blandos y flexibles, pero también resistentes a grandes impactos y deformaciones (curva morada).  

General tensile behaviour
Comportamiento general a la tracción de diferentes materiales

En cuanto a la resistencia a la tracción, todos los materiales, excepto el PP, son superiores a 25 MPa, lo que los hace adecuados para piezas estructurales. Los materiales más resistentes de nuestro portfolio son el PLA y el PAHT CF15

Tensile strength at break
Comparación de la resistencia a la tracción de los filamentos BCN3D

El siguiente gráfico de alargamiento de rotura pone de manifiesto el excelente comportamiento elastomérico del TPU 98A. El PA y el PP se comportan como materiales semiflexibles, y el PET-G destaca por un buen alargamiento del 23%, lo que le confiere un perfil mecánico mejor que el del PLA. Los filamentos compuestos PAHT CF15 y PP GF30 se caracterizan por un bajo alargamiento, debido a la rigidez aportada por las fibras de carbono y vidrio.  

Alargamiento a la rotura
Alargamiento a la rotura de los filamentos BCN3D comparados

En cuanto a la rigidez, los filamentos compuestos son los que mejor funcionan: PAHT CF15, con un módulo de 5,1 GPa, y PP GF30 con 2,6 GPa. El carbono y la fibra de vidrio garantizan una gran estabilidad dimensional, evitando que las cadenas poliméricas se deslicen unas sobre otras y reduciendo así la plasticidad de la mezcla.

Young's modulus graph
Módulo de Young de los filamentos BCN3D comparados

Fuerza máxima

Este gráfico muestra la energía de impacto expresada en KJ/m2. Lo que destaca inmediatamente es la gran energía de impacto del PA, que se debe a su flexibilidad y naturaleza semi-cristalina . Sin embargo, el PA no es rígido, y para aplicaciones en las que se requiere una combinación de rigidez y dureza, el ABS es el candidato ideal.

Impact resistance graph
Comparación de la resistencia al impacto de los filamentos BCN3D

Cuando suben las temperaturas 

Aquí podemos ver la temperatura de deflexión térmica de los filamentos de BCN3D. El PP GF30 y el PAHT pueden exponerse a temperaturas más extremas, por encima de los 100ºC. El ABS y el PA son adecuados para condiciones intermedias, mientras que nuestros filamentos básicos no pueden ser expuestos a ambientes calientes.  

Temperatura de desviación del calor
Temperatura de desviación térmica (0,45 MPa) de los filamentos de BCN3D

Productos químicos corrosivos

Por supuesto, los productos químicos corrosivos, e incluso el agua, pueden causar mucho daño a una pieza impresa. Para asegurar resistencia a los ácidos, hay que recurrir al PP y al PP GF30. Para la resistencia a las bases,  el PP y el PP GF30 son las mejores opciones. Finalmente, el PP, el PP GF30 y el PET-G son resistentes al agua, y contra los disolventes orgánicos recomendamos utilizar bien PP o PP GF30.

Tabla de resistencia química
Resistencia química de los filamentos BCN3D


A la hora de preparar una impresión para obtener el mejor resultado posible de cara a una aplicación concreta, evaluar las propiedades de los diferentes materiales es una tarea prioritaria!

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