Guía completa: El filamento de ABS en la impresión 3D

El ABS o acrilonitrilo butadieno estireno, es un polímero termoplástico muy común en aplicaciones industriales. Es conocido especialmente por su alta resistencia al impacto, a bajas temperaturas y por crear piezas ligeras. Además, el plástico ABS también es muy popular en el mercado de la impresión 3D, ya que es uno de los materiales más utilizados junto con el PLA. Aunque es más frecuente encontrarlo en la impresión 3D FDM, también está disponible en forma de resina que permite su uso en métodos de fotopolimerización. En la siguiente guía analizaremos en profundidad el ABS, incluyendo su producción y propiedades, proceso de impresión 3D, aplicaciones, principales fabricantes y precio. Cabe mencionar que en este caso nos centraremos especialmente en los filamentos de ABS.

Producción y características del material

El ABS fue uno de los primeros plásticos que se utilizaron en las impresoras 3D industriales y se desarrolló alrededor de 1990. Este polímero termoplástico es lo que se denomina un «terpolímero», es decir, un polímero que se ha sintetizado a partir de tres monómeros diferentes. La mayoría de las veces se obtiene por polimerización de acrilonitrilo y estireno en presencia de polibutadieno, generalmente 20% de acrilonitrilo, 25% de butadieno y 55% de estireno, lo que le da el nombre de ABS. Además, la manipulación de estas proporciones puede modificar las propiedades del material. El estireno, por ejemplo, es el elemento que confiere al ABS su rigidez y brillo, mientras que el butadieno le confiere su resistencia al impacto y sus propiedades a bajas temperaturas.

El ABS es un plástico muy popular en la industria gracias a sus propiedades. (Créditos: Adreco Plastics)

A diferencia del PLA, que se fabrica a partir de materiales más sostenibles, como el almidón de maíz, el ABS se fabrica a partir del petróleo. Esto ha hecho que a menudo se cuestione su compromiso medioambiental en la industria. Sin embargo, es un material reciclable, aunque no sea ampliamente aceptado por los centros de reciclaje. Esto podría considerarse una ventaja desde el punto de vista medioambiental, ya que aunque el PLA es técnicamente biodegradable, en realidad sólo lo es cuando se somete a las condiciones adecuadas, lo que plantea la cuestión de si es realmente respetuoso con el entorno

En cuanto a sus propiedades, el material presenta buena rigidez y gran resistencia al impacto, sin dejar de ser ligero y asequible en términos de precio. Gracias a ello, es un material muy popular en el mercado de la impresión 3D FDM desde hace algunos años. De hecho fue uno de los primeros filamentos que se utilizaron en el sector. Además de ser resistente al impacto, también lo es a los productos químicos y al calor. Esto lo convierte en un material ideal para aplicaciones más industriales, como veremos más adelante.

Impresión 3D con filamento de ABS

¿Qué se debe tener en cuenta al imprimir con ABS? Aunque está disponible tanto en forma de filamento como de resina, el ABS se utiliza más comúnmente en el mercado de la impresión 3D FFF, por lo que hablaremos de su uso como filamento. Suele encontrarse en filamentos con un diámetro de 1,75 mm o 2,85 mm y en multitud de colores. Aunque es más difícil de imprimir que el PLA, el ABS sigue siendo un material muy popular entre los profesionales de la impresión 3D debido a su resistencia a los impactos y a las altas temperaturas (entre -20 °C y 80 °C). Es opaco, ofrece superficies lisas y mates y puede tratarse con acetona para darle brillo.

El ABS tiene una temperatura de fusión de unos 200°C, por lo que se recomienda que la temperatura de extrusión se sitúe entre 230 y 260°C. Además, es obligatorio utilizar una bandeja de impresión precalentada (entre 80 y 130°C). Esto se debe a que se trata de un plástico que se contrae con el aire, por lo que si no está en una bandeja de impresión caliente, será propenso a encogerse y desprenderse de la placa. Para piezas grandes, es incluso aconsejable aplicar pegamento o laca adhesiva en la placa. Por último, se recomienda una impresora 3D con recinto cerrado. Esto se debe a dos razones, primeramente por la seguridad del usuario, ya que el plástico ABS emite partículas nocivas, y segundo porque permite el control de la temperatura al trabajar con ABS. Con el fin de imprimir con éxito y evitar problemas con la deformación, agrietamiento y delaminación (la separación de capas), tener la cámara precalentada y cerrada ayudará a mantener una temperatura constante.

Una placa de impresión precalentada evitará el warping.

Aunque es más complejo que materiales como el PLA o el PETG, el ABS sigue siendo más fácil de imprimir que otros termoplásticos técnicos. Sin embargo, el control de la temperatura en la cámara y la bandeja de impresión es fundamental para evitar fallos en las piezas. También hay que tener en cuenta que el ABS es un material que debe mantenerse seco, ya que absorbe la humedad del aire y podría dificultar mucho su impresión.

En cuanto a los soportes de impresión, el ABS se imprime fácilmente con HIPS, un material que tiene las mismas temperaturas de bandeja y extrusión. Este material se disuelve fácilmente en D-Limonene, un disolvente hecho de un compuesto que se encuentra en los limones. Sin embargo, si se imprime con un material de soporte no soluble, será necesario retirarlo mediante métodos como el corte, similar al de otros filamentos.

En general se requiere poco post-procesado cuando se imprime con este polímero termoplástico, una ventaja clave que ahorrará tiempo en la producción de piezas complejas. Sin embargo, hay una gran variedad de opciones de post-procesado disponibles para ABS entre las que elegir. Más allá de la eliminación de los soportes, las piezas se pueden pintar gracias a su acabado mate. También se puede lijar gracias a su durabilidad y recurrir al mecanizado para un mejor acabado. Por último, un método de postprocesado habitual para el ABS es el alisado con vapor de acetona para conseguir una superficie brillante.

Principales aplicaciones

Como hemos mencionado, uno de los principales atractivos del ABS es que se trata de un material más técnico. Como tal, sus aplicaciones también tienden a ser más industriales. Es popular en el moldeo por inyección de polímeros. Además, cuando hablamos de usos generales, podemos encontrarlo en el sector de los electrodomésticos, en cascos de barcos, piezas de decoración, juguetes y, por supuesto, en las piezas LEGO.

En términos de fabricación aditiva, algunos otros usos comunes son la creación de prototipos, engranajes e incluso herramientas, ya que es más resistente a las tensiones físicas que algunos otros polímeros de impresión 3D. Además, más allá de su resistencia química y térmica, sus propiedades de aislamiento eléctrico también lo hacen ideal para fabricar carcasas de componentes eléctricos, así como para piezas de automóviles, como salpicaderos o parachoques. También es una buena opción para aplicaciones en exteriores, ya que no se deforma con la luz del sol ni con el paso del tiempo.

Los famosos LEGOS están hechos a partir de ABS.

Fabricantes y precio del material

Al ser uno de los filamentos de impresión 3D más populares, muchos de los principales fabricantes de materiales de impresión 3D ofrecen actualmente el ABS. Entre ellos encontramos a Stratasys, Esun, UltiMaker, FormFutura o Innofil3D, entre otros. Además, el ABS está disponible en una amplia selección de colores, con precios que oscilan entre los 15$ y los 50+ dependiendo de la marca así como de las características del propio filamento.

Cabe destacar que hay filamentos compuestos con base de ABS. Por ejemplo, ABS reforzado con fibras de carbono o fibras de aramida, más conocidas como Kevlar. Estas fibras reducen el warping del ABS y, por tanto, proporcionan una mayor precisión. El carbono, por su parte, refuerza las propiedades mecánicas iniciales del material. Estos materiales más técnicos suelen ser más caros y tienen parámetros de impresión diferentes.

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