CDT En los últimos años, la impresión 3D con materiales compuestos, también llamados composites, se ha vuelto cada vez más popular. Se puede utilizar en puentes, barcos, automóviles y muchas industrias más.
Fuente: 3D Natives
Esta tecnología, que es una de las ramas más jóvenes de la fabricación aditiva, hoy en día es utilizada por muchas empresas de la industria, como Impossible Objects, que se especializa en este campo. Tanto es así que algunos estudios estiman que el mercado de la impresión 3D de composites alcanzará los $1,73 mil millones en 2030. Lógicamente, este método de producción hace referencia a las impresoras compatibles, así como a los materiales compuestos. Estos últimos están formados por al menos dos componentes, y tienen propiedades especiales.
La mayoría de las veces, para fabricar estos materiales, es necesario mezclar un plástico, denominado matriz, con fibras cortas o largas. Hoy en día las hay de muchos tipos, pero las más utilizadas en impresión 3D son la fibra de carbono (posiblemente la más popular), la fibra de vidrio, y el Kevlar. Dependiendo de las necesidades, es posible utilizar fibras cortas o fibras largas. Las fibras cortas están integradas por toda la matriz y fortalecerán toda la pieza final. Este tipo de material es compatible con una amplia variedad de impresoras 3D. Las fibras largas, por otro lado, se colocan durante el proceso de impresión en sí y no se cortan en trozos pequeños, lo que permite el refuerzo solo donde se necesita. Son compatibles con ciertas máquinas con capacidades especiales.
Materiales compuestos de fibra de carbono
Como hemos mencionado, los composites reforzados con fibra de carbono son los más utilizados en la fabricación aditiva. Producida por primera vez en 1860 por el químico Joseph Swan, la fibra de carbono, como su nombre indica, está formada por muchos átomos de carbono unidos entre sí. Muchos la consideran la fibra más eficiente para crear materiales compuestos. De hecho, los materiales que integran esta fibra tienen alta rigidez, alta resistencia a la tracción y buena resistencia química. Además, estos composites se distinguen por su bajo peso y por su tolerancia a altas temperaturas. Su característica más reconocida es la buena relación peso/resistencia, dos veces más alta que la del aluminio.
Los compuestos a base de fibra de carbono se pueden encontrar en muchos sectores, como el aeroespacial, la automoción, la ingeniería civil y muchas otras industrias. Hay matrices como PLA, PETG, nylon, ABS o policarbonato, que de hecho se vuelven más resistentes y ligeras. Además de ser compatible con termoplásticos, la fibra de carbono también se puede mezclar con cerámica. La creación de estos materiales compuestos permitió desarrollar nuevas e innovadoras aplicaciones, como el primer scooter eléctrico impreso en 3D con fibras de carbono.
Composites a base de fibra de vidrio
Patentada en 1930, la fibra de vidrio se utiliza también para reforzar muchos polímeros termoplásticos. Sin embargo, a diferencia de los materiales que integran fibra de carbono, los composites de fibra de vidrio son menos rígidos pero menos quebradizos. Es principalmente por estas razones que los materiales rellenos de fibra de vidrio son por lo general más baratos. Además, la fibra de vidrio ofrece buenas propiedades mecánicas; se considera un buen aislante eléctrico y de baja conductividad térmica. En comparación con otros polímeros, el refuerzo es 11 veces más rígido que el ABS.
Ya sea en el sector de la construcción, marítimo o incluso deportivo, este material compuesto está hoy en día muy extendido. Por ejemplo, en colaboración con Autodesk, Catmarine, Micad y Owens Corning, la empresa Moi Composites creó el barco MAMBO mediante impresión 3D con fibra de vidrio.
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