IMPRESIÓN 3D: EVALUACIÓN
MECÁNICA DE POLÍMEROS
ECOLÓGICOS
JESÚS CABRERA RUIZ
D.N.I: 30270009P
G upo TFG- J
T abajo de Fin de G ado
Tu o a: Reyes Rod íguez Ga cía
G ado en Fundamen os de A qui ec u a
ETSA de Se illa
Cu so 2017-2018
ÍNDICE
Páginas
AGRADECIMIENTOS………………………………………………………………………… 1
RESUMEN…………………………………………………………………………………………. 2
¿QUÉ ES LA IMPRESIÓN 3D?
In oducción his ó ica………………………………………………………………… 4
Técnicas de ab icación de obje os adicionales …………………………. 5
Fab icación adi i a……………………………………………………………………. 7
Fo mas geomé icas y aplicaciones gene ales……………………………… 10
Cambio de men alidad en p ocesos de p oducción………………………. 13
MATERIALES DE IMPRESIÓN 3D
In oducción…………………………………………………………………………… 14
Tipos de plás icos…………………………………………………………………… 15
OBJETIVOS Y METODOLOGÍA
OBJETIVOS…………………………………………………………………………… 21
METODOLOGÍA:
Selección de ma e iales ……………………………………………… 22
De inición de ensayos ……………………………………………… 25
Fab icación de p obe as:……………………………………………… 28
Pa áme os a iables ……………………………… 29
Pa áme os cons an es …………………………… 35
Fase expe imen al. P ocedimien o.………………………………… 42
ANÁLISIS DE RESULTADOS ………………………………………………………….. 45
Tempe a u as de usión
Calidades de imp esión
Compa ación en e dis in os ma e iales ……………………………………. 50
CONCLUSIONES ………………………………………………………………………… 51
BIBLIOGRAFÍA ……………………………………………………………………………… 54
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1
AGRADECIMIENTOS
Después de es e in enso pe iodo de ap endizaje, que ía comenza mi abajo in de g ado
ag adeciendo a odas las pe sonas que me han apoyado en es e p oceso, del cual he
ap endido no solo en el campo cien í ico, ambién a ni el pe sonal. Me gus a ía empeza
dando las g acias a
Reyes Rod íguez,
mi u o a, po su ines imable y a en o seguimien o
en odo el p oceso, an o de esc i u a como de labo a o io y a odo el pe sonal que
componen el equipo de labo a o io de cons ucciones a qui ec ónicas.
También quisie a da las g acias a
Ca melo Sau
, di ec o de la emp esa de ilamen os
A3DP, po su colabo ación en el apo e de 8 bobinas de 1kg de ma e ial pa a pode
ealiza odos los ensayos.
Del mismo modo, mis ag adecimien os a
B aydon Mo eno
, Co undado de la emp esa
ROBO 3D, po el apo e de su imp eso a Robo R1+, an necesa ia pa a pode imp imi
g an pa e de las p uebas ealizadas.
Desde luego, me gus a ía ag adece a oda la comunidad 3D,ya que se es á pe mi iendo
conoce y desa olla más es a ecnología.
Pa a e mina , mi más p o undo ag adecimien o a mi amilia y amigos, aquellas pe sonas
que siemp e en es os años de g ado han es ado apoyándome en odo momen o.
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RESUMEN
El mundo de la imp esión 3d es á expe imen ando un c ecimien o exponencial, an o,
que ya se habla de una nue a e olución indus ial (1). Después de la libe ación de las
pa en es, el p og ama de código abie o es á pe mi iendo a más pe sonas in oduci se
en es e mundo (2), debido a la consecuen e disminución de p ecio, el mé odo de
imp esión más popula izado es el de deposición undida. Pe o, ¿Somos conscien es de
lo pe judicial que puede se pa a el plane a si no seleccionamos co ec amen e los
ma e iales u ilizados con es a ecnología? Las ala mas aumen an con o me emos
es udios como los ealizados en el océano paci ico, con da os que e lejan desechos
equi alen es a 79.000 oneladas de esiduos compues os po plás icos en un 99%, con
una ex ensión de 1.6 millones de km².Cada año, 8 millones de oneladas de plás icos
e minan en los océanos con la con aminación que eso supone.
El plás ico ma ino puede pe sis i en las aguas supe iciales del ma y e en ualmen e
acumula se en á eas emo as de los océanos del mundo, con una es imación de
deg adación de 100 años.(3)
Es os da os hablan po sí solos. Es cie o que los plás icos han demos ado su u ilidad,
esis encia y e sa ilidad, aunque no podemos segui así. En la si uación ac ual con un
echazo a los plás icos adicionales o almen e jus i icado, exis e una solución: plás icos
p o enien es de uen es eno ables y biodeg adables no solo pa a desempeña las
unciones ealizadas has a aho a, ambién pa a la inclusión en nue os p ocesos de
ab icación. Es impo an e conoce los dis in os ipos de plás icos an o biodeg adables
como no, pa a la pos e io implemen ación con la nue a ecnología de imp esión 3d de
una mane a adecuada y espe uosa con el medio ambien e.
El PLA es un g an ejemplo de ello, es biodeg adable e independien e de aquellos ecu sos
no eno ables como el pe óleo y cuya ob ención p o iene de ecu sos ag ícolas
eno ables. Po an o, es a en aja, implica la disminución de olúmenes de esiduos
sólidos. (4)
Respec o al uso de plás icos con imp esión 3d, las aplicaciones se es án expandiendo a
cualquie ámbi o, llegando incluso a emplea se en a qui ec u a, cons uyendo pabellones
y i iendas e íme as en e o os (5).
Una ez se c ea un obje o la p incipal duda es ¿Qué p opiedades mecánicas iene ese
obje o? ¿Puedo conoce su compo amien o exac o pa a así aplica lo de mejo mane a?
Den o de la g an a iedad de e moplás icos ac uales en el me cado, exis en a ios

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p ocedimien os pa a la ob ención de da os elacionados con el compo amien o
mecánico, pe o es os da os siemp e es án e e idos a compo amien o mecánico a
acción. En la g an mayo ía de si uaciones, cuando desa ollamos un obje o, además
de acciones, es á some ido a comp esiones, comp esiones que has a el momen o no
podemos con ola po la inexis encia de es udios al espec o.
En es e documen o, median e una me odología de abajo adecuada, selecciona emos
cinco ma e iales pa a es udia su compo amien o a comp esión.
Cuando comenzamos el es udio, la mayo p eocupación e a la g an can idad de a iables
que in e ienen en el p oceso de imp esión, ya que exis en muchos pa áme os que se
pueden con ola con un g an núme o de a iables y combinaciones posibles.
Se es udia on los pa áme os más ele an es, pa a así conoce los más ep esen a i os.
Pa a pode ealiza es a in es igación se selecciona on como pa áme os p incipales, la
calidad de imp esión y la empe a u a de imp esión, man eniendo el es o de pa áme os
cons an es. Una ez que se deciden las combinaciones posibles pa a la ealización del
es udio, el obje i o es analiza el compo amien o de cada uno de los ma e iales
seleccionados an o po sepa ado como en e sí. De es a o ma se pod ía selecciona el
ma e ial óp imo espec o a la esis encia mecánica a comp esión de una igu a imp esa
en 3d. Una ez se de ec e la mayo de las esis encias posibles con los ma e iales
seleccionados, se compa a á el compo amien o de es os ma e iales con los
comúnmen e usados en a qui ec u a, de o ma o ien a i a, pa a así conclui con las
posibles aplicaciones de es a nue a ecnología en es e sec o .
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¿QUÉ ES LA IMPRESIÓN 3D?
INTRODUCCIÓN HISTÓRICA
Hoy en día y cada ez más, se mues an campañas de publicidad y de in eg ación de
las imp eso as en cualquie a de nues os en o nos labo ales. El desconocimien o sob e
es a ecnología pa a la mayo ía de la población hace pensa que se a a de algo nue o,
que se es á implan ando jus o en es e momen o, aunque en ealidad no es así.
La imp esión 3d u o sus inicios hace más de 25 años, aunque du an e los p ime os años
de su c eación su uso e a exclusi amen e indus ial pa a p o o ipado ápido. En el mundo
indus ial se usa la denominación AM (Addi i e Manu ac u ing = Fab icación adi i a).
La p ime a imp eso a ue la 3D SLA -250 de la emp esa 3D Sys ems a inales del año
1988, uncionaba po es e eolog a ía, que es una écnica que c eaba obje os ísicos a
pa i de sucesi as capas de ma e ial sensible a los ayos ul a iole a. Es o supuso un
g an a ance pa a las indus ias. (6)
Ese mismo año, la compañía S a asys ya es aba en el desa ollo de las imp eso as que
hoy en día conocemos de ecnología FDM (Fused Deposi ion Modeling) que se ía
pa en ado en 1989, has a el año 1993 no apa eció el p oceso 3DP (Imp esión
idimensional), aunque has a el año 1996 no apa ecie on las p ime as denominadas ¨
imp eso as 3d¨. Es as imp eso as ue on la Genesys de S a asys (7), la Ac ua 2100 de
3Dsys em y la Z402 de Z co po a ion. Has a el año 2007 es as imp eso as no es aban a
disposición de cualquie usua io, solo el ámbi o de la indus ia usaba es os ecu sos. En
es e mismo año en Holanda se c eó un se icio online de imp esión 3d a pa icula es y
se empezó a in es iga al espec o. En es a misma línea de iempo se comenzó con el
mo imien o RepRap, que consis e en la in es igación sob e los componen es y
uncionamien os de las imp eso as con código abie o de odo el ma e ial pa a que
cualquie pe sona pueda accede a la documen ación, es udia la y apo a sus mejo as.
La idea es que en e odos consiguié amos hace c ece es a ecnología. (2)
Es e c ecimien o, se obse a en los úl imos es udios de 2011 donde se llegó a las 23.265
en as, en e a las del 2008, 355 imp eso as de la emp esa S a asys. Un aumen o
exponencial, como se obse a en la
Figu a 1.
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5
Fig.1. La imp esión 3D, máxima endencia. Fuen e: Compañía de in es igación Ga ne .
Debido a que el mo imien o de código abie o ha pe mi ido el acceso a más usua ios,
los cos es de las imp eso as 3d se han is o educidos du an e los úl imos años. Es o
es siemp e posi i o ya que, ac ualmen e, casi cualquie pe sona puede adqui i una
imp eso a 3d, lo que pe mi e que se in es igue más sob e es a ecnología haciéndola
e oluciona .
TÉCNICAS DE FABRICACIÓN DE OBJETOS TRADICIONALES
Du an e bas an es años, el desa ollo y ab icación de di e sas piezas se ha conseguido
median e es écnicas p incipales: sus acción, combinación o de o mación.
• Sus acción: consis e en elimina
ma e ia median e pulido, allado,
esado has a consegui la pieza inal.
(Fig. 2)
Fig.2. Sus acción median e esado. Fuen e:
Elabo ación p opia.
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• Combinación: se consigue ob ene la pieza median e la combinación de a ios
ma e iales como po ejemplo los ejidos.
(Fig. 3).
Fig.3. Combinación. Fuen e: Elabo ación p opia.
• De o mación: Se consigue ob ene la pieza median e el moldeo, plegado de
un obje o inicial has a llega al esul ado inal. (
Fig. 4).
Fig.4. Plegado. Fuen e: Elabo ación p opia.
La imp esión 3d cambia es a ealidad, ya no es necesa io ealiza la combinación de
muchos de es os p ocedimien os pa a ob ene una pieza uncional ya que odo se puede
desa olla con una maquina denominada imp eso a 3d.
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CAMBIO DE MENTALIDAD EN PROCESOS DE PRODUCCIÓN
La imp esión 3d ha llegado pa a queda se, cada día son más pe sonas las que ienen
imp eso as no solo en sus emp esas, sino en sus hoga es, pe mi iéndoles elabo a
cualquie p oyec o, c ea piezas únicas y co idianas (8). Todos sabemos que la g an
mayo ía de los p oduc os co idianos que enemos en los hoga es p o ienen de luga es
lejanos del globo, con la con aminación y gas os de ecu sos que es o conlle a y lo
pe judicial que es pa a el plane a. Es a men alidad puede cambia en unos años ya que
la imp esión 3d educi ía es a con aminación y el excesi o consumismo que emos hoy
en día. Cada pe sona puede imp imi se lo que jus o en ese momen o necesi e. La idea
es elabo a un ciclo ce ado median e p oducción local de los p oduc os y no un ciclo
abie o que es el modelo ac ual
(Fig.16).
¿Po qué menciono el excesi o consumismo?.
Es amos acos umb ados a i a cualquie cen o come cial y comp a lo que que emos,
sin necesidad de espe a y es o hace que a eces, adqui amos p oduc os que no son
necesa ios en ese momen o, po el hecho de se inmedia o. La ecnología de imp esión
3d lle a un p oceso desde el diseño, modelado e imp esión que puede du a algunos
minu os u ho as, es o hace que imp imamos lo que necesi emos, ya que no es inmedia o
y lle a un abajo p e io que ayuda a la e lexión sob e la necesidad de dicho p oduc o.
Fig. 16. Ciclo abie o s ciclo ce ado de p oducción. Fuen e: Elabo ación p opia

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MATERIALES DE IMPRESIÓN 3D
INTRODUCCIÓN
Todo ma e ial u ilizado pa a imp esión 3d iene que pe mi i lui po el ex uso . Es
deci , el ma e ial iene que ene la capacidad de con e i se en luido pa a que el
ex uso pueda deposi a lo adecuadamen e y solidi ica se pa a ob ene el esul ado inal
deseado. Es amos iendo más ma e iales como son po ejemplo la ce ámica y el
ho migón en e o os, que es án inco po ándose al mismo p ocedimien o de ob ención
de piezas que los plás icos. En el caso de la ce ámica el esul ado es simila a los
u ilizados con medios adicionales aunque con mayo p ecisión. Una ez imp eso, debe
de some e se a los mismos p ocesos que cualquie pieza adicional como son cocción y
ba nizado (12).
(Fig. 17).
Fig. 17. Imp esión con Ce ámica. Fuen e: www.p oje s.com
Po el con a io, si hablamos de p e ab icación con ho migón, el ma e ial imp eso se
compone po una pas a o mada po cemen o y o os componen es que quedan
aglu inadas en ella. Pa a que es e ma e ial pueda se imp eso necesi a ene p opiedades
como:
• Capacidad de se bombeado, es o conlle a a que el ma e ial debe de ene una
cie a consis encia que le pe mi a desplaza se has a la boquilla de imp esión.
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• Capacidad de esis encia del ma e ial pa a que, una ez deposi ado, sea capaz
de aguan a su p opio peso y el inmedia amen e co espondien e a las capas
supe io es sin se de o mado.
Es necesa io un ma e ial lo su icien emen e luido pa a pode se imp eso y que al mismo
iempo posea es as capacidades de esis encia. La esis encia a comp esión del ma e ial
depende á del p oceso aunque encon amos unos alo es en o no al 80-90% espec o
al ho migón con enco ado adicional (13).
(Fig. 18).
Fig. 18. Imp esión con ho migón. Fuen e: www.
elpais.com
TIPOS DE PLÁSTICOS
En el caso de los plás icos, el ma e ial se in oduce en la imp eso a en es ado sólido y
es el ex uso , con su uso , el que aplica una empe a u a de e minada pa a cada ipo
de ma e ial, que, le pe mi e cambia de ase a es ado líquido. Es e cambio de ase a
es ado líquido ( luido) pe mi e que podamos ob ene esul ados, ya que un luido se
puede adap a ápidamen e a la o ma que necesi emos. Inmedia amen e después que
el ma e ial luye y pasa po el uso , se encuen a el en ilado de capa, que u iliza un
choque é mico en el ma e ial ac ualmen e luido pa a solidi ica lo y cambia de es ado
a sólido (8). No es imp escindible es e en ilado de capa (ya que los ma e iales plás icos
ambién pueden solidi ica se a empe a u a ambien e) como po ejemplo el PLA (Ácido
Polilác ico) o el ABS (Ac iloni ilo Bu adieno Es i eno) pe o el iempo de solidi icación es
mayo . Es e apo e de e ige ación nos ayuda a solidi ica las capas que amos
deposi ando en nues a pieza imp esa más ápidamen e, lo que conlle a á un mejo
esul ado.
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Fig. 19. Fuso . Fuen e: Elabo ación p opia.
Los políme os, comúnmen e denominados Plás icos, se clasi ican en na u ales y
a i iciales. En e los na u ales se encuen an los ca bohid a os como el almidón y la
celulosa mien as que los a i iciales son aquellos políme os sin e izados po el homb e,
de i ados del pe óleo. Los plás icos con encionales son muy es ables a las acciones
ambien ales, con p ocesos de deg adación demasiado la gos, mien as que los plás icos
basados en políme os de i ados de ege ales, ienen una es uc u a que puede se
des uida po los mic oo ganismos (4).
En imp esión 3d adicional, se u ilizan es os e moplás icos en o ma de ilamen o cuya
dis ibución se ealiza en bobinas, no malmen e suminis ados con diáme os de 1.75mm
o 3 mm de diáme o, con una amplia gama de colo es.
La egla gene al usada pa a los e moplás icos e ie e a que cuan o mayo sean sus
p opiedades mecánicas, equie e una empe a u a mayo de usión y es o hace que sea
más di ícil de imp imi . Las empe a u as de usión al as aumen an la p obabilidad de la
pieza a de o ma se du an e el p oceso de imp esión ya que se gene an ensiones
in e nas más in ensas. (8)
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A con inuación, se menciona a los ma e iales usados en las imp eso as 3d
con encionales:
• NYLON: es un e moplás ico al amen e e sá il. Se ca ac e iza po ene un
coe icien e de icción muy bajo además de se muy esis en e. Es un ma e ial
con cie a complejidad al imp imi , ya que equie e una empe a u a de usión
de 250-260 ºC. y una base calien e de al menos 100ºC. Es o; limi a su uso, ya
que no odas las imp eso as sopo an dichas empe a u as. Ma e ial al amen e
hig oscópico po lo que abso be humedad. Des aca po su lexibilidad y
enacidad. (14)
• Elas óme o (TPE): es un e moplás ico con el que se pueden imp imi piezas
de lexibilidad, consis encia y du eza ele ada. Las piezas imp esas son elás icas
y ecupe an su o ma o iginal as some e las a acción o comp esión. Tiene el
po encial de se eciclable ya que pueden se moldeado y eu ilizado como
plás ico. (14) (15) (16)
• WOOD: es una mezcla en e políme o PLA y pol o de made a, se asemeja a la
made a. No malmen e, debido a la al a can idad de pa ículas de made a usadas
en la p oducción de es e ilamen o, se ecomienda usa boquillas de imp esión
de mayo amaño pa a impedi a ascos median e la ex usión de es e ilamen o.
La empe a u a de imp esión, al aumen a o disminui , podemos cambia el ono
y colo del obje o imp eso. (14) (15) (16)
• PVA (Alcohol poli inilo): es un ma e ial de sopo e soluble en agua pa a la
imp esión 3D po ex usión múl iple. Con una buena es abilidad é mica, PVA es
ideal pa a imp imi modelos complejos que equie en sopo es pa a oladizos
g andes, ca idades in e nas p o undas y geome ías in incadas. Diseñado pa a
una expe iencia de imp esión 3D sin p oblemas, ya que p opo ciona una buena
adhesión al PLA, esis en e PLA, CPE y nylon. (17)
• PP (Polip opileno): e moplás ico que es ob enido po la polime ización del
p opileno. Es un ma e ial muy e sá il, compa ible con la mayo ía de las écnicas
de p ocesamien o exis en es y usado en di e en es aplicaciones come ciales,
como packaging, indus ia au omo iz, ex iles, menaje, medicina, ube ías, e c.
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Tiene muy buena p ocesabilidad, ya que es el ma e ial plás ico de menos peso
especí ico 0,90 g/cm3. Además, posee ba e a al apo de agua y buenas
p opiedades o ganolép icas, químicas, de esis encia y anspa encia. (15)
• PLA e o zado con ib a de ca bono: es un ilamen o con composición de PLA
y ib a de ca bono. Inco po a un po cen aje de heb as de ib a de ca bono de
en e 5–10 μm de diáme o, que quedan a apadas en e las capas du an e la
imp esión, do ando de ca ac e ís icas mecánicas di e en es a las piezas imp esas
con es e ilamen o. Al se base de PLA es ácil de imp imi , no iene
wa ping
(explicado pos e io men e) y no necesi a cama calien e. (16)
A con inuación se desa olla unas ablas compa a i as con las p incipales ca ac e ís icas
de los ma e iales seleccionados pa a los ensayos.

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Desc ipción/ ca ac e ís icas
Singula idades
Es uc u a
Aplicaciones
PLA
(Ácido Polilác ico)
Te moplás ico de o igen na u al biodeg adable, es á
compues o del ácido poli lác ico que se ob iene del almidón
de maíz, aíces de apioca y caña de azúca . La ex u a inal
no es an sua e como la del ABS. (14) (15). Es uno de los
plás icos más usados debido a su acilidad de uso. Es un
políme o pe manen e, cla o y b illan e como el polies i eno.
Resis en e a la humedad y a la g asa. Tiene ca ac e ís icas
de ba e a del sabo y del olo simila es al plás ico de
polie ileno e e ala o, usado pa a las bebidas no
alcohólicas y pa a o os p oduc os no alimen icios. Es un
ma e ial hig oscópico que iende a abso be humedad. Es
es able a la luz U.V, dando como esul ado igu as que no
se decolo an. Su in lamabilidad es baja.(24)
-Biodeg adable.
-P o iene de ecu sos na u ales eno ables.
-No desp ende gases noci os du an e la
usión.
-Con ie e b illo a las piezas.
-Ma e ial ácil de imp imi - ecomendado
pa a p incipian es.
-No necesi a cama calien e.
-No su e enómenos como wa ping o
c acking (explicados pos e io men e).
-Buen compo amien o de las piezas en
ángulos (20) (21)
-Resis en e a ayos U.V.
-Hig oscópico
-Es abilidad dimensional al a
Fig. 20. Es uc u a del
ácido Polilác ico. Fuen e:
Ra ael A. Au as
Su o ma molecula es (C3H4O2)n. Es un e moplás ico ígido que
puede se semic is alino o o almen e amo o (18). Se puede o mula
pa a se ígido o lexible y puede se copolime izado con o os
ma e iales. El PLA se puede hace con di e sas ca ac e ís icas
mecánicas dependiendo del p oceso de ab icación seguido.”
Po se biodeg adable y eabso bible el
PLA encuen a múl iples aplicaciones:
o Indus ias alimen a ias: Empaques
pa a alimen os, en ases, e c.
o Tex il
o Cosmé icos
o Medicina : Al pode se asimilado
po el o ganismo, ha encon ado
múl iples aplicaciones en ci ugía,
o opedia, o odoncia,
o almología, auma ología y
o as amas (36)
o A qui ec u a: pabellones y
i iendas empo ales, maque as.
ABS
(Ac iloni ilo Bu adieno
Es i eno)
ABS es el nomb e de la amilia de e moplás icos. El
ac ónimo de i a de la suma de los p ocesos químicos
necesa ios pa a ob ene lo (el ac iloni ilo, el bu adieno y el
es i eno). (22).Es uno de los ma e iales más u ilizados en
las imp eso as 3d de ecnología FFF. Es soluble en ace ona.
No es biodeg adable, y su e con la exposición a ayos UV.
Tiene una empe a u a de usión supe io a o os plás icos,
acompañado de la necesidad del uso cama calien e en e
80ºC y 100ºC, po lo que el cos e elec ico de p oducción
es mayo (14) (15) (16). El asgo más impo an e del ABS
es su g an enacidad, incluso a baja empe a u a (sigue
siendo enaz a -40 °C). Además es du o y ígido, iene una
esis encia química acep able, baja abso ción de agua,
buena es abilidad dimensional, al a esis encia a la
ab asión y puede ecub i se con una capa me álica con
acilidad (el ABS se puede, en una de sus a ian es, c oma
po elec ólisis dándole dis in os baños de me al a los
cuales es ecep i o). (23)
-No es biodeg adable.
P e iene de ecu sos no eno ables.
-Desp ende gases noci os pa a la salud en
su usión. Necesi a buena en ilación del
ecin o.
-Necesi a cama calien e 80-100ºC
-Tempe a u a de usión ele ada
-Su e e ec os como wa ping y c acking
(Explicados pos e io men e)
-Le a ec an las co ien es de ai e du an e la
imp esión.
-Se al e a con la exposición a ayos U.V
- Buen pos -p ocesado y abajabilidad.
-Baja abso ción de agua
- Es abilidad dimensional media-al a
-Du o y ígido
-al a esis encia a la ab asión
-Tenacidad incluso a bajas empe a u as (-
40º C) (22)(23)(24)
Fig. 22.
Es uc u a del
ABS. Fuen e:
Hanse
Publishe s.
El Ac iloni ilo p opo ciona igidez, esis encia a a aques químicos y
es abilidad a al a empe a u a así como du eza.
El bu adieno p opo ciona enacidad a cualquie empe a u a.
In e esan e pa a ambien es íos, en los cuales o os plás icos se
uel en queb adizos. El bloque de es i eno apo a esis encia
mecánica y igidez.
Es a mezcla de p opiedades, hace que el p oduc o inal con enga
mejo es p opiedades que la suma de ellos. (23)
Au omo ices:
o pa es c omadas,
o pa es in e nas en las es idu as e
in e io es
o pa es ex e nas pin adas en colo
ca oce ía.
-Jugue es:
o bloques de LEGO, TENTE y ai so ,
o Piezas plás icas de casi odas las
igu as de acción de BANDAI. (23)
-Piezas de apa a os elec ónicos :
o Ca casas de o denado es,
elé onos.
-Elec odomés icos:
o Recub imien o in e io – ex e io
JESÚS CABRERA RUIZ. TFG. EVALUACIÓN MECÁNICA DE POLÍMEROS ECOLÓGICOS
20
Desc ipción/ ca ac e ís icas
Singula idades
Es uc u a
Aplicaciones
HIPS
(Polies i eno de al o
impac o)
Se a a de un ma e ial de polies i eno que usualmen e se
u iliza en combinación con el ma e ial ABS pa a la
ealización de piezas con espacios (huecos). (14) (15)
Aunque la mayo ía de sus p opiedades mecánicas y
ísicas ( igidez, esis encia a acción y a impac o,
es abilidad é mica, e c.) son simila es a las del ABS, hay
una ca ac e ís ica que lo hace di e en e espec o a odos
los demás que es su solubilidad en D-Limoneno,
pe mi iendo ealiza o mas i ealizables con un ma e ial de
sopo e soluble, quedando la pieza sin ningún ma e ial de
sopo e y con una g an calidad supe icial. Es un
ma e ial indicado pa a ealiza piezas écnicas lige as y de
al a calidad. Es un poco más lige o que el ABS, es po eso
que se puede imp imi a una empe a u a lige amen e
in e io . (20) (21) (25)
-No es biodeg adable.
-P o iene de uen es no eno ables.
-Resis en e a acei es, g asas y álcalis pe o
no al combus ible.
-Buen pos -p ocesado: C omado, pin ado,
pegado y lijado.
-Sopo a mal los ayos U.V : Decolo an y se
uel e queb adizo.
- Baja conduc i idad eléc ica, puede usa se
como aislan e.
-Solubilidad en D-Limoneno. (20) (21)
(25)(23)
-Su e wa ping y c acking aunque en meno
medida que el ABS
-Necesi a cama calien e 80-100ºC
El Polies i eno de Al o Impac o es una de las a iedades exis en es
den o de los polies i enos. Dado que el polies i eno es un políme o
muy ágil a empe a u a ambien e, se modi ica median e la adición de
polibu adieno, pa a mejo a su esis encia al impac o. Se designa
comúnmen e como HIPS (High Impac Polys y ene) o PSAI
(Polies i eno de Al o Impac o).
➢ Es uc u a química: Pa a mejo a la esis encia al impac o del
polies i eno se adiciona polibu adieno y ac iloni ilo a la
mezcla; el polibu adieno es inje ado en el polies i eno,
o mando un políme o con es uc u a de inje o. El ac iloni ilo
y el bu adieno son los compues os que oponen esis encia a
ue zas mecánicas (23)
o Componen es pa a au omó iles.
o Jugue es.
o Maquinillas de a ei a
desechables.
o Teclados y pe i é icos pa a el PC.
o A ículos pa a el hoga .
o Telé onos
o En ases de p oduc os lác eos (23)
PETG
(Copoliés e de
polie ilen e e ala o
glicol)
Es un ilamen o muy ácil de imp imi , ya que iene baja
con acción. Es á acep ado pa a su u ilización con
p oduc os de uso alimen a io (FDA). No emi e olo es y iene
una g an esis encia química. (15)
Ac úa como ba e a pa a los gases, como el CO2, humedad
y el O2. Es anspa en e y c is alino, aunque admi e
algunos colo an es. Li iano, pe mi e que una bo ella pese
20 eces menos que su con enido. Impe meable.Resis en e
a es ue zos pe manen es y al desgas e, ya que p esen a
al a igidez y du eza.No es biodeg adable
-No es biodeg adable .
-P o iene de uen es no eno ables.
-Te modila ación baja, po lo que no iene
e ec o wa ping ni c acking.
-No necesi a cama calien e, aunque se
ecomienda su uso.
-Tenasidad y esis encias simila es al ABS
-100 % eciclable
-Ap o pa a ex e io es, sopo a los ayos U.V
-91 % de anspa encia en es ado na u al.
-Ba e a de gases como CO2, el O2
-Ba e a con a la humedad. Impe meable.
(20)(21)
El PET es un políme o que se ob iene median e una eacción de
policondensación en e el ácido e e álico y el e ilenglicol (pe enece
al g upo de ma e iales sin é icos denominados poliés e es).(23)
Políme o e moplás ico lineal, con un al o g ado de c is alinidad. Pa a
e i a el c ecimien o excesi o de las es e uli as y lamelas de c is ales,
es e ma e ial debe se ápidamen e en iado, con lo que se log a una
mayo anspa encia. La azón de su anspa encia al en ia se
ápidamen e consis e en que los c is ales no alcanzan a desa olla se
comple amen e y su amaño no in e ie e con la ayec o ia de la
longi ud de onda de la luz isible, de acue do con la eo ía cuán ica.
(23)
El PETG des aca po se un plás ico
ap obado pa a uso alimen a io po la FDA.
Po ello es la opción ecomendada pa a la
c eación de en ases u o os elemen os
que ayan a es a en con ac o con
alimen os pa a el consumo humano
(21) (22)
JESÚS CABRERA RUIZ. TFG. EVALUACIÓN MECÁNICA DE POLÍMEROS ECOLÓGICOS
21
OBJETIVOS Y METODOLOGÍA
OBJETIVOS
Den o de la g an a iedad de e moplás icos ac uales en el me cado, exis en a ios
p ocedimien os pa a la ob ención de da os elacionados con el compo amien o
mecánico, pe o es os da os siemp e es án e e idos a compo amien o mecánico a
acción. En la g an mayo ía de si uaciones, cuando desa ollamos un obje o, además
de acciones, es á some ido a comp esiones, es ue zo que has a el momen o no
podemos con ola po la inexis encia de es udios al espec o.
El obje i o gene al de es e abajo es de e mina la esis encia mecánica a comp esión
de plás icos empleados en imp esión 3d. Es e da o es cla amen e de icien e en cualquie
icha écnica, ya que no exis e ninguna no ma i a que egule es e ipo de ensayos. Es
un da o necesa io pa a pode diseña adecuadamen e pa a el uso que que emos que
es é des inado nues o obje o. En es e documen o, median e una me odología de
abajo, se demos a á las di e en es esis encias mecánicas a comp esión de cada
ma e ial seleccionado y cómo los pa áme os usados a ec an a dichas esis encias.
Pa a consegui es os obje i os gene ales, es necesa io cumpli unos obje i os
especí icos:
- Es udio de ma e iales
-Es udio de la no ma i a exis e pa a ob ene da os ele an es
- Es udio de los pa áme os in luyen es en el p oceso de imp esión 3D.
De e minación de ipología y can idad. Se án ele an es a la ho a de ealiza las
compa aciones y es ima su in luencia en el esul ado inal
-De inición del ensayo esis en e.
JESÚS CABRERA RUIZ. TFG. EVALUACIÓN MECÁNICA DE POLÍMEROS ECOLÓGICOS
22
METODOLOGÍA
El abajo se a icula en las siguien es ases y p ocesos:
✓ SELECCIÓN DE MATERIALES:
Den o de la amplia a iedad de ma e iales que exis e pa a es a ecnología, en e los
que se encuen an ilamen os de made a, polica bona o, nylon, polip opileno, ib a de
ca bono, e c.., se ha ealizado una elección de los que se emplean de mane a habi ual.
En es e abajo se es udia án, pues, 2 ipos de PLA, uno ABS, uno de HIPS y uno de
PETG.
✓ 1 PLA Blanco ma ca Bq(26).
(Fig20)
Fig. 20. PLA. Fuen e: www.bq.com
JESÚS CABRERA RUIZ. TFG. EVALUACIÓN MECÁNICA DE POLÍMEROS ECOLÓGICOS
29
Pa a el es udio, debido al núme o de ho as necesa ias pa a ob ene un esul ado iable,
hemos enido que educi el núme o de pa áme os a 2, ya que den o de cada
pa áme o, oma emos 3 a iables di e en es.
Pa a si ua nos, po cada pa áme o que seleccionamos, si conside amos 3 a iables
pa a cada uno y 5 p obe as po cada combinación se ienen que imp imi 15 p obe as
po ma e ial/pa áme o. Si se conside an 2 pa áme os hab á que imp imi 30 p obe as
po ma e ial, y así p og esi amen e.
Como el obje i o undamen al es a gumen a y compa a las di e en es esis encias a
comp esión que o ecen los plás icos con dis in a composición ya mencionados, al
mul iplica es e alo de 2 pa áme os po 5 ma e iales a es udia , el núme o de p obe as
asciende a 150. C eemos que es e es un alo que apo a una ca ga de abajo cohe en e
con el p oyec o de abajo in de g ado.
Po an o se es udia án 2 pa áme os con 3 a iables cada uno, dejando el es o de
pa áme os cons an es.
1. Pa áme os Va iables
Los dos pa áme os a iables seleccionados son la calidad de imp esión y
empe a u a de imp esión:
• Calidad de imp esión: es e pa áme o nos p opo ciona los alo es de la al u a
de capa en milíme os. Los alo es más al os p oducen imp esiones más ápidas
pe o con una meno esolución. Los alo es más bajos p oducen imp esiones
len as pe o con una esolución mayo . Es e pa áme o es undamen al ya que
a ec a di ec amen e an o a la esolución de las piezas como al iempo consumido
pa a pode ob ene las (29). A mayo esolución, mayo iempo, po ende, mayo
consumo de ene gía. Si nues a imp eso a dispone una boquilla del nozzle de 0.4
mm, los alo es usados y ecomendados son: abla 31
Valo es mínimos: No hay lími e in e io pa a la al u a de capa incluso con
boquillas anchas, pe o a al u as in e io es a 0.05-0.1 mm (50-100 mic as)
apa ecen algunos ac o es que desaconsejan su elección como son:
o Excesi o iempo de imp esión
o De o mación de las capas po es a la boquilla calien e siemp e muy ce ca
de la capa in e io

JESÚS CABRERA RUIZ. TFG. EVALUACIÓN MECÁNICA DE POLÍMEROS ECOLÓGICOS
30
o Fal a de esolución del ex uso (el mo o end ía que gi a a una
elocidad demasiado len a de mane a uni o me y no se á capaz)
Valo es máximos: La al u a de capa debe se meno al 80% del diáme o de la
boquilla del nozzle, con lo que la elección de es a boquilla nos limi a las
opciones.
Ejemplo: Boquilla de 0,4 mm de diáme o <-> No supe a 0,32 mm de al u a de
capa.
Un diáme o de boquilla más pequeña en conjunción con una al u a de capa más
baja, se conside a una buena solución pa a ob ene una supe icie lisa y con un
ni el de de alle mucho mayo . (30)
Po an o pa a las p uebas, usa emos 0.1-0.2-0.3 mm (100-200-300 mic as)
con una boquilla de 0.4mm
Pa a mos a cla amen e las di e encias en e las dis in as calidades, se puede
obse a la
Figu a 27
(31)
.
Fig. 27. Fuen e: Jose P usa (p usa3d)
Valo es mínimos
Valo es medios
Valo es máximos
50-100 (mic as)
100-200 (mic as)
200-300 (mic as)
Tabla. 31. Valo es usados y ecomendados. Boquilla 0.4mm . Calidad de imp esión. Fuen e: Elabo ación p opia
• Tempe a u a de imp esión: es e pa áme o mues a el alo en g ados
cen íg ados a la que el uso a a calen a el ilamen o. En la
Figu a 28
(32) se
mues an los di e en es componen es del ex uso pa a en ende la aplicación de
JESÚS CABRERA RUIZ. TFG. EVALUACIÓN MECÁNICA DE POLÍMEROS ECOLÓGICOS
31
empe a u a al ilamen o. El ex uso es la pa e de la imp eso a 3D que a
cogiendo y empujando el ilamen o pa a luego undi lo. Pa a ello, encon amos
un componen e undamen al, denominado uso o Ho -end. El uso se di ide en
dis in as zonas: zona ía, calien e y de ansición (obsé ese
Figu a 29
(33)). La
zona ía se enca ga de man ene el equilib io e impide que el calo llegue al
mo o de empuje. En es a zona el ilamen o se deposi a en es ado sólido. La zona
calien e, donde el ma e ial e mina el p oceso de cambio de es ado y se unde
po comple o, siendo aquí, donde el mismo se adap a al diáme o de la boquilla.
En es a zona nos encon amos 2 elemen os de i al impo ancia como son: el
ca ucho cale ac o (se enca ga de p opo ciona la ene gía necesa ia pa a
alcanza y man ene la empe a u a) y el e mis o (senso de empe a u a que
nos ayuda a moni o iza la misma).
Fig. 28. Fuen e: www.bq.com Fig. 29. Fuen e: www.h a3d.com
La empe a u a es in e esan e de analiza ya que, a di e encia del an e io pa áme o,
no a ec a al iempo de imp esión. Es e alo ambién a ec a económicamen e po que a
mayo empe a u a de usión, implica un mayo consumo de ene gía. Po an o, es
a ac i o sabe si con una empe a u a meno , podemos consegui un esul ado
su icien e o es necesa io, po el con a io, aplica más empe a u a.
La empe a u a óp ima de imp esión depende de cada ma e ial y es á de e minada po
su composición. La idea p incipal e a in en a busca unos alo es de empe a u a que
ue an acep ados po odos los ilamen os, pa a ello, pa imos de los alo es óp imos del
JESÚS CABRERA RUIZ. TFG. EVALUACIÓN MECÁNICA DE POLÍMEROS ECOLÓGICOS
32
PLA, ya que es el ma e ial más habi ual de imp esión. Es os alo es son 200-210-220ºC,
donde 210ºC es la empe a u a óp ima. En es os es angos, los dos ipos de PLA
p obados, se compo an pe ec amen e como puede obse a se en las
Figu as
30 y 31.
Cuando nos e e imos a un buen compo amien o es amos cen andonos en
ca ac e is icas ales como capacidad de lui po el ex uso sin p oduci a ascos, ma e ial
sin wa ping ni c acking (Se explica a pos e io men e con el ABS y HIPS) y sin necesidad
de u ilizacion de base de imp esión cale ac ada ni ce ada.
Fig. 30. PLA ma ón. Fuen e: Imagen del au o Fig. 31. PLA blanco Fuen e: Imagen del au o
Al cambia de ilamen o emos que, si imp imimos con los mismos pa áme os de
empe a u as usados en el PLA, encon amos se ias di icul ades.
(Fig. 32)
Fig. 32. Fuen e: Imagen del au o (ma e ial HIPS a 210 ºC.)
JESÚS CABRERA RUIZ. TFG. EVALUACIÓN MECÁNICA DE POLÍMEROS ECOLÓGICOS
33
A gumen o de cambio de empe a u a- búsqueda de empe a u a óp ima
Al empeza a imp imi con HIPS, al igual que el ABS, se de ec ó que la empe a u a e a
un ac o impo an e, ya que, al igual que el PLA, cada ma e ial iene un ango de
empe a u as de usión óp imas, po an o, el p ime pun o se ía busca los angos de
empe a u as óp imas pa a cada ma e ial. Si se imp ime ue a del ango de las
empe a u as op imas, como es el caso de la p ime a p ueba ealizada
Figu a 33-34
apa ecen de una mane a muy p onunciada los enómenos denominados Wa ping y
c acking. Es os enómenos ienden a educi se cuando ondamos los alo es óp imos.
Fig.33-34. HIPS imp eso a 210ºC. Fuen e: Imagen del au o
Fenómenos p oblemá icos:
Wa ping (8)
La ecnología FFF, al es a deposi ando una capa sob e una base de imp esión y es a
capa es el sopo e de las siguien es capas, a medida que di e en es pa es de la
imp esión se en ían, se gene an unas ensiones in e nas que hace que cada capa de la
imp esión se dis o sione lige amen e, lo que p o oca de o maciones o con acciones.
Cuando enemos piezas de g an amaño, co en un iesgo especial de de o mación
debido a las g andes a iaciones de empe a u a. La solución, en la g an mayo ía de
casos, consis e en c ea una balsa de imp esión o un bo de, pa a así ene una mayo
supe icie de con ac o e impedi que las capas se despeguen. Po an o, una buena
adhesión de la p ime a capa y ene una cama cale ac ada ; juegan un papel impo an e
ya que limi a la p obabilidad de de o mación o dis o sión
(Fig. 35).
JESÚS CABRERA RUIZ. TFG. EVALUACIÓN MECÁNICA DE POLÍMEROS ECOLÓGICOS
34
Fig. 35. E ec o Wa ping. Fuen e: Elabo ación p opia.
C acking (8)
Al igual que el wa ping , es e e ec o es p oducido debido a la al a con acción é mica y
las ensiones in e nas del ma e ial debido al en iamien o. Cuando imp imimos a una
empe a u a in e io a su ango de empe a u as adecuadas, si deposi amos ilamen o
en una capa, y anscu e un cie o pe iodo de iempo has a que se deposi a de nue o
la siguien e capa , es posible que la capa in e io se haya en iado , po lo an o exis e
una di e encia de empe a u as impo an es y es o p oduce ensiones in e nas en e las
capas, que se aduce en una sepa ación de las mismas
(Fig. 36)
. Cuando imp imimos con
HIPS o ABS, al ene las mismas cualidades, es ecomendable que la imp eso a es e
alejada de co ien es de ai e, ya que es o impedi á que se p oduzca es e enómeno con
mayo medida, ya que las capas in e io es se en ia an más ápido. Es o es algo que se
ha podido comp oba , ya que cuando la imp eso a es aba expues a a co ien es de ai e,
el esul ado nunca e a a o able.
Fig. 36. E ec o C acking. Fuen e: Elabo ación p opia.
Teniendo en cuen a es os dos e ec os p incipales, se buscan los angos de empe a u as
óp imos aplicados al HIPS y al ABS. El ango de empe a u as del HIPS se encuen a
en e 220-230-240 ºC siendo los 230 º C su empe a u a óp ima. En el caso del ABS ,
los angos de empe a u as an desde 220-230-240 ºC mien as que su empe a u a

JESÚS CABRERA RUIZ. TFG. EVALUACIÓN MECÁNICA DE POLÍMEROS ECOLÓGICOS
35
óp ima se encuen a en 240 ºC. En ambos casos, a di e encia de las imp esiones con
PLA, es imp escindible usa cama calien e pa a e i a el e ec o wa ping ya mencionado.
La cama calien e es a á p ecalen ada a 80ºC.
Respec o al PETG, al ene una e modila ación baja, pe mi e la imp esión de g andes
olúmenes sin e ec o wa ping ni c acking, aunque es ecomendable el uso de cama
calien e. La empe a u a óp ima la encon amos a 230 ºC con un ango de empe a u a
de 220-230-240 º C. La cama calien e ambién es a á p ecalen ada a 80ºC.
(Fig. 37)
Fig. 37. Imp esión con PETG. Fuen e: Imagen del au o
2. Pa áme os cons an es
• Densidad y pa ón de elleno:
Los obje os c eados con imp esión 3d no ienen po qué se macizos. Pa a aho a
ma e ial y disminui el iempo de p oducción con el espec i o cos e que supone, las
piezas se imp imen con una es uc u a in e na conocida como elleno. El elleno es un
ac o que pe mi e que las piezas se imp iman más ápido y de mane a más en able.
Es e elleno egulable es ajus ado con un pa ón de elleno. Po an o den o del elleno
de la pieza exis en dos ac o es undamen ales, la densidad de elleno y el pa ón de
elleno. La densidad puede se ajus ada en e un alo del 0-100%(0% signi ica que la
JESÚS CABRERA RUIZ. TFG. EVALUACIÓN MECÁNICA DE POLÍMEROS ECOLÓGICOS
36
pieza es á o almen e hueca y 100% o almen e maciza). En la igu a 38 podemos
obse a la elacion en e dis in os po cen ajes de elleno desde el (10-20-40 )%
mien as que el pa on de elleno nos mues a di e en es con igu aciones in e nas que
podemos selecciona .
En los dis in os laminado es del me cado, podemos e como po de ec o, el alo de la
densidad de elleno se si ua en un 20% ya que es adecuado pa a la mayo ia de
imp esiones 3d. Es impo an e sabe la aplicación de nues o obje o imp eso pa a
así,selecciona la densidad de elleno op ima. Pa a las p uebas se usa á una densidad
de elleno del 10%,ya que se encuen a den o de los alo es minimos
ecomendados, aho ando signi ica i amen e iempo y cos es de p oducción.
En algunos laminado es es posible i a iando la densidad de elleno de la pieza,
apo ando mas o menos densidad en aquellas zonas que lo necesi en. En nues o caso
la densidad se á uni o me en odo su eco ido. (8)
Fig 38. Densidades de elleno. Fuen e: Elabo ación p opia
En la con igu acion de elleno de la pieza, exis e un pa ame o denominado pa ón de
elleno. Se usa a una con igu acion ipo ejilla o ambien denominado elleno
ec angula . En la
Figu a 39
se puede obse a los dis in os ipos de pa ones mas
usados en imp esión 3d.
JESÚS CABRERA RUIZ. TFG. EVALUACIÓN MECÁNICA DE POLÍMEROS ECOLÓGICOS
37
Fig. 39. Pa ones de elleno. Fuen e: Elabo ación P opia.
Como emos exis e una g an a iedad de pa ones pa a el elleno de piezas, se ha
que ido selecciona un pa ón que nos asegu e una union pe ec a en e el in e io de la
pieza y su pe ime o. Den o de es a ca ego ia el pa on es anda pa a la mayo ia de
imp esiones es el de ejilla ya que o o ga esis encia en odas las di ecciones y es
ela i amen e mas ápido de imp imi que o os pa ones.
• Velocidad de imp esión:
La elocidad de imp esión a ec a di ec amen e al iempo de imp esión de la igu a. La
elocidad de imp esión iene un impac o undamen al espec o al esul ado. Cuan o mas
apido es es e alo , signi ica que el ex uso iene que aplica una mayo ue za. Cada
ez que el ex uso cambia de di ección, se p oduce ine cia, que puede causa pequeñas
ib aciones que a ec en al esul ado c eando cie as impe ecciones. Cuando imp imimos
a elocidades mas bajas , es a ine cia se educe consiguiendo un mejo esul ado.
La elocidad ambien aumen a la p esión en el ex uso , y es o puede p oduci sob e
ex usion de plás ico en algunos momen os ya que , cuando el ex uso se de iene o
educe la elocidad , la p esion hace que el ilamen o siga saliendo po la boquilla del
ex uso . (34) (35). Gene almen e se suele imp imi a 50 mm/ s pa a consegui un buen
equiib io en e iempo de imp esión y calidad. Po an o, las p obe as es a án imp esas
a 50 mm/s. En la
igu a 40,
obse amos los alo es omados pa a la ealización de las
p obe as. Pa a mejo a el esul ado no malmen e las capas ex e io es del pe ime o se
suelen imp imi a una elocidad in e io (25mm/s) que las capas de elleno in e io
(50mm/s)
JESÚS CABRERA RUIZ. TFG. EVALUACIÓN MECÁNICA DE POLÍMEROS ECOLÓGICOS
38
Fig. 40. Velocidades de imp esión.Laminado Cu a. Fuen e: Elabo ación p opia
La de inicion del es o de los pa ame os mas secunda ios; se mues a en la
igu a 41.
Fig. 44. Pa áme os cons an es usados. Fuen e: Elabo ación p opia
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45
PROBETA
DIMENSIONES DESPUÉS ( MM)
PLA blanco _C3_1
100 MICRAS 210 ºC
ROTURA, ROTURA , 49´5
PLA blanco _C3_2
100 MICRAS 210 ºC
ROTURA, ROTURA , 49´8
PLA BQ _C3_3
100 MICRAS 210 ºC
ROTURA, ROTURA , 49´0
PLA blanco _C3_5
100 MICRAS 210 ºC
ROTURA, ROTURA , 49´7
PLA blanco _C4_4
200 MICRAS 200 ºC
ROTURA, ROTURA , 49´6
PLA blanco _C4_5
200 MICRAS 200 ºC
ROTURA, ROTURA , 49´7
PLA blanco _C5_1
200 MICRAS 220 ºC
ROTURA,ROTURA,49´7
PLA blanco _C5_3
200 MICRAS 220 ºC
ROTURA, ROTURA,49´8
PLA blanco _C5_4
200 MICRAS 220 ºC
ROTURA, ROTURA,49´8
• Calidad de imp esión:
Respec o a calidad, la combinación que ob iene un mejo esul ado es 100μ, aunque es la
que mayo iempo de p oducción necesi a. No iene an a p opo cionalidad espec o
calidad- esis encia ya que a 300 mic as se obse a como iene un alo supe io a 200 μ,
siendo peo calidad.
• Tempe a u a de imp esión:
Respec o a empe a u as la mayo esis encia se ob iene a 220 ºC aunque a 200 ºC se
ob iene un compo amien o más lineal.
Po an o en elación iempo- esis encia, la mejo combinación es 220 ºC 200 μ, ob enien-
do un alo de 87,77 kg /cm². Si que emos el mayo alo de esis encia posible end e-
mos que combina 220 ºC– 100 μ.
Tenemos que ene p esen e el compo amien o a o u a de es e ma e ial, pa a así sabe
cuáles son los alo es máximos po combinación que podemos aplica . Es os da os son
in e esan es ya que eniendo en cuen a la posible in eg ación en la a qui ec u a e íme a,
si se aplica a, no pod íamos llega a los alo es máximos ya que pod íamos p o oca
daños a las pe sonas ce canas.
Pa a analiza es os da os, se ealizan unas ablas que ep esen an den o de cada ma e ial
y combinación de pa áme os, cuales han sido aquellas ci cuns ancias que han hecho que
un ma e ial alcance su pun o de o u a. Cuando se encuen a es os casos, se mos a a y
analiza a el ipo de o u a y de o mación.
En es e PLA en cues ion, se obse a que la si uacion con menos p obabilidad de p oduci
o u a se encuen an con las combinaciones C1 y C2, elacionado con la empe a u a
óp ima y calidades media-baja. En cuan o subimos de calidad, o a iamos la empe a u a
de la óp ima (210ºC), el ma e ial iene una mayo endencia de o u a. Es a o u a
siemp e se p oduce en el pun o de maximo es ue zo. Cuando llega a es e pun o, se
escucha un sonido o undo y se desp enden las capas del pe ime o de las capas de
elleno Figu a 90, con una ue za de desp endimien o impo an e. La combinación con
mayo p obabilidad de o u a, en un 75% es aquella en la que su calidad es maxima ,
co espondiendo con el alo maximo de ca ga.
y = 91,853x - 10,102
R² = 0,9935
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
02,1 00,1 08,0 06,0 04,0 02,0 -
Tensión (Kg/cm2)
De o mación (mm)
5,76
77,12
y = 104,75x - 10,83
R² = 0,9957
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
02,1 00,1 08,0 06,0 04,0 02,0 -
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
10,44
74,80
y = 84,593x + 2,4508
R² = 0,9921
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
- 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
11,28
77,20
y = 128,02x - 26,786
R² = 0,9972
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
- 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
Fig. 53. Tensión/De o mación PLA_B_C1
Fig. 54. Tensión/De o mación PLA_B_C2
Fig. 55. Tensión/De o mación PLA_B_C3
Fig. 56. Tensión/De o mación PLA_B_C4
Fig. 57. Tensión/De o mación PLA_B_C5
Fig. 58. Tensión/De o mación PLA_B_Compa a i a
Fig. 59. Ro u a p obe as PLA_B
Fuen e: Elabo ación p opia
y = 67,265x - 4,0173
R² = 0,9913
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
- 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
- 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
PLA_B_C1
300m 210ºC
PLA_B_C2
200m 210ºC
PLA_B_C3
100m 210ºC
PLA_B_C4
200m 200ºC
PLA_B_C5
200m 220ºC
Fig.53 Fig.54
Fig.55
Fig.57
Fig.58
Fig.59
Fig.56

JESÚS CABRERA RUIZ. TFG. EVALUACIÓN MECÁNICA DE POLÍMEROS ECOLÓGICOS
46
PROBETA
DIMENSIONES DESPUES ( MM )
PLA ma ón _C2_1
200 MICRAS 210 ºC
ROTURA, ROTURA.50´1
PLA ma ón _C2_2
200 MICRAS 210 ºC
ROTURA, ROTURA,49´8
PLA ma ón _C2_3
200 MICRAS 210 ºC
ROTURA,ROTURA , 49´7
PLA ma ón _C3_3
100 MICRAS 210 ºC
ROTURA, ROTURA,48´8
PLA ma ón _C3_5
100 MICRAS 210 ºC
ROTURA, ROTURA, 49´8
PLA ma ón _C4_1
200 MICRAS 200 ºC
ROTURA,ROTURA,49´5
PLA ma ón _C4_3
200 MICRAS 200 ºC
50´0 ,ROTURA,49´4
PLA ma ón _C5_1
200 MICRAS 220 ºC
ROTURA, ROTURA ,50´2
PLA ma ón _C5_2
200 MICRAS 220 ºC
ROTURA, ROTURA ,49´8
PLA ma ón _C5_3
200 MICRAS 220 ºC
ROTURA, ROTURA ,49´9
PLA ma ón _C5_4
200 MICRAS 220 ºC
ROTURA, ROTURA ,49´9
PLA ma ón _C5_5
200 MICRAS 220 ºC
ROTURA, ROTURA ,50´3
5,72
60,00
y = 91,727x - 25,944
R² = 0,9958
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
02,1 00,1 08,0 06,0 04,0 02,0 -
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
7,60
89,92
y = 114,18x - 17,152
R² = 0,9922
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
02,1 00,1 08,0 06,0 04,0 02,0 -
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
6,96
y = 91,091x - 13,111
R² = 0,9824
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
02,1 00,1 08,0 06,0 04,0 02,0 -
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
y = 114,32x - 21,342
R² = 0,9959
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
02,1 00,1 08,0 06,0 04,0 02,0 -
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
8,88
y = 123,54x - 25,461
R² = 0,9901
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
02,1 00,1 08,0 06,0 04,0 02,0 -
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
Fig. 59. Tensión/De o mación PLA_M_C1
Fig. 60. Tensión/De o mación PLA_M_C2
Fig. 61. Tensión/De o mación PLA_M_C3
Fig. 62. Tensión/De o mación PLA_M_C4
Fig. 63. Tensión/De o mación PLA_M_C5
Fig. 64. Tensión/De o mación PLA_M_Compa a i a
Fig. 65. Ro u a p obe as PLA_M
Fuen e: Elabo ación p opia
Fig.59 Fig.60
Fig.61 Fig.62
Fig.64
Fig.65
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
- 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
PLA_M_C1
300m 210ºC
PLA_M_C2
200m 210ºC
PLA_M_C3
100m 210ºC
PLA_M_C4
200m 200ºC
PLA_M_C5
200m 220ºC
• Calidad de imp esión:
Respec o a la calidad, cuan o más ele ado sea el espeso de capa, meno es la
esis encia a comp esión, po an o la esis encia aumen a desde las 300 – 200 – 100
μ. Exis e un cambio ep esen a i o en e las (100-200 μ) y las 300 μ. El compo amien-
o y esul ados de 100 y 200 μ son simila es mien as que las 300 μ mues a un
cambio ep esen a i o con o me a disminución de esis encia
• Tempe a u a de imp esión:
Respec o a la empe a u a de imp esión, los alo es ob enidos son muy simila es
aunque de nue o, la máxima esis encia se ob iene con la empe a u a más ele ada.
De odas es as p uebas , la combinación con más esis encia es 100 μ -210 ºC con un
alo o al de 97.20 kg/cm².Si que emos ob ene más esis encia , la mejo de las
combinaciones se á po an o 100 μ – 220 ºC .
Al igual que lo explicado con el PLA_B, las p obe as con mayo esis encia, cuando
llegan a su pun o máximo es allan, po lo que end emos que ene p ecauciones y no
u iliza es as combinaciones si nues o p opósi o es llega has a ales alo es de
esis encia. Respec o a la de o mación ob enida po las demás p obe as ealizadas sin
o u a, las de o maciones en odas sus ca as es án en un ango de (0.1-1)mm de
media
JESÚS CABRERA RUIZ. TFG. EVALUACIÓN MECÁNICA DE POLÍMEROS ECOLÓGICOS
47
• Calidad de imp esión:
No es un ac o p edominan e, los esul ados es án muy igualados.
• Tempe a u a de imp esión:
El pa ame o p incipal a ene en cuen a a la ho a de imp imi PTEG es la empe a u a
de usión, ya que cuando es a empe a u a disminuye , lo hace ambién su esis encia.
Cuando se imp ime a 240 ºC, la mayo empe a u a ensayada ,se ob iene la mayo
esis encia aunque la calidad de imp esión no sea la mayo . Po an o , a igualdad de
calidad de imp esión, con una di e encia de 20 g ados podemos pasa de ob ene el
mayo y el meno alo de esis encia.
Se puede consegui la mejo combinación a esis encia con 300 μ y 240 ºC. Es o es
a o able ya que a meno calidad de imp esión, meno es la can idad de ho as que
enemos que emplea pa a p oduci el mismo obje o.
Los alo es ob enidos con es e ma e ial, nos hace ema ca su uso p incipal, en ases
de alimen os. Es os p oduc os no des acan ( ampoco se necesi a) po ene alo es de
esis encia mecánica a comp esión ele adas.
Ruido ap eciable de capas que se sepa an unas de o as du an e la ca ga, es a sepa a-
ción es cla amen e obse able. No exis e ninguna p obe a que, llegado a su pun o de
máxima ensión , haya es allado, aunque en aquellas ma cadas con o u a, signi ica
que en algún pun o, las capas de las pa edes han llegado a sepa a se del elleno
y = 20,243x - 4,1023
R² = 0,995
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
02,1 00,1 08,0 06,0 04,0 02,0 -
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
2,60
15,92
y = 17,282x - 2,5204
R² = 0,9878
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
02,1 00,1 08,0 06,0 04,0 02,0 -
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
y = 16,991x - 3,6897
R² = 0,9977
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
- 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
PTEG C3
Se ies2
Lineal (Se ies2)
y = 21,492x - 3,8527
R² = 0,9974
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
02,1 00,1 08,0 06,0 04,0 02,0 -
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
y = 14,622x - 4,3146
R² = 0,9921
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
02,1 00,1 08,0 06,0 04,0 02,0 -
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
- 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
PROBETA
DIMENSIONES DESPUES ( MM )
PTEG _C5_1
200 MICRAS 240 ºC
49´7,ROTURA,49´4
PTEG _C5_3
200 MICRAS 240 ºC
49´5,ROTURA,49´5
Fig. 66. Tensión/De o mación PETG_C1
Fig. 67. Tensión/De o mación PETG_C2
Fig. 68. Tensión/De o mación PETG_C3
Fig. 69. Tensión/De o mación PETG_C4
Fig. 70. Tensión/De o mación PETG_C5
Fig. 71. Tensión/De o mación PETG_Compa a i a
Fig. 72. Ro u a p obe as PETG
Fuen e: Elabo ación p opia
PETG_C1
300m 230ºC
PETG_C2
200m 230ºC
PETG_C3
100m 230ºC
PETG_C4
200m 220ºC
PETG_C5
200m 240ºC
Fig. 66. Fig. 67.
Fig. 68.
Fig. 70.
Fig. 71.
Fig. 72.
Fig. 69.
JESÚS CABRERA RUIZ. TFG. EVALUACIÓN MECÁNICA DE POLÍMEROS ECOLÓGICOS
48
HIPS_C1
300m 230ºC
HIPS_C2
200m 230ºC
HIPS_C3
100m 230ºC
HIPS_C4
200m 220ºC
HIPS_V5
200m 240ºC
y = 37,577x - 11,306
R² = 0,9803
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
02,1 00,1 08,0 06,0 04,0 02,0 -
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
y = 29,617x - 5,8064
R² = 0,989
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
02,1 00,1 08,0 06,0 04,0 02,0 -
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
y = 31,991x - 6,397
R² = 0,9779
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
02,1 00,1 08,0 06,0 04,0 02,0 -
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
y = 43,367x - 11,258
R² = 0,9883
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
02,1 00,1 08,0 06,0 04,0 02,0 -
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
y = 37,693x - 9,9613
R² = 0,9917
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
02,1 00,1 08,0 06,0 04,0 02,0 -
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
- 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
PROBETA
DIMENSIONES DESPUES ( MM )
HIPS _C1_1
300 MICRAS 230 ºC
ROTURA,ROTURA,49´5
HIPS _C3_4
100 MICRAS 230 ºC
ROTURA,ROTURA,49´9
HIPS _C4_2
200 MICRAS 220 ºC
ROTURA,50´7,50´0
HIPS _C5_5
200 MICRAS 240 ºC
ROTURA,ROTURA,49´8
• Calidad de imp esión:
El polies i eno de al o impac o iene un compo amien o simila en odos sus angos
de imp esión de calidad
• Tempe a u a de imp esión:
Es el ac o p edominan e. Cuan o mayo empe a u a, mayo esis encia a comp e-
sión. Es e ma e ial iene una con acción é mica muy ele ada y le a ec a mucho los
cambios de empe a u a du an e su imp esión. Po an o a mayo empe a u a, mayo
cohesión exis e en e las capas de la pieza, po lo que la esis encia aumen a.
La mejo combinación se encuen a a 200 μ – 240 ºC de empe a u a de usión y 80
ºC de empe a u a de base de imp esión po lo que ob enemos un alo de 32.76
kg/cm²
No iene o u as ele adas. Es as o u as suelen es a si uadas en los ángulos de las
uniones del pe íme o. Las piezas a di e encia del PLA, cuando llegan a su pun o de
máxima ensión, no es allan.
Las de o maciones en las piezas sin o u a, se encuen an en alo es en e 0.1-
0.7mm
Fig. 73. Tensión/De o mación HIPS_C1
Fig. 74. Tensión/De o mación HIPS_C2
Fig. 75. Tensión/De o mación HIPS_C3
Fig. 76. Tensión/De o mación HIPS_C4
Fig. 77. Tensión/De o mación HIPS_C5
Fig. 78. Tensión/De o mación HIPS_Compa a i a
Fig. 79. Ro u a p obe as HIPS
Fuen e: Elabo ación p opia
Fig. 73. Fig. 74.
Fig. 75.
Fig. 77.
Fig. 78.
Fig. 79.
Fig. 76.
JESÚS CABRERA RUIZ. TFG. EVALUACIÓN MECÁNICA DE POLÍMEROS ECOLÓGICOS
49
ABS_C1
300m 230ºC
ABS_C2
200m 230ºC
ABS_C3
100m 230ºC
ABS_C4
200m 240ºC
ABS_V5
200m 250ºC
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
2,118,06,04,02,00
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
2,118,06,04,02,00
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
2,118,06,04,02,00
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
2,118,06,04,02,00
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
2,118,06,04,02,00
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
PROBETA
DIMENSIONES DESPUES ( MM )
ABS _C2_1
200 MICRAS 230 ºC
ROTURA,ROTURA,49´1
ABS _C2_5
200 MICRAS 230 ºC
ROTURA,ROTURA,49´4
ABS _C3_2
100 MICRAS 230 ºC
ROTURA,50´2,50´0
ABS _C3_3
100 MICRAS 230 ºC
ROTURA,ROTURA,50´1
ABS _C3_4
100 MICRAS 230 ºC
ROTURA,ROTURA,50´1
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
2,118,06,04,02,00
Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
• Calidad de imp esión:
Respec o a la calidad aunque la cu a u a de cada una de ellas sea di e en e,
con un compo amien o mas o menos lineal, el pun o de o u a alcanzado es
p ác icamen e el mismo en los 3 casos.
• Tempe a u a de imp esión:
Respec o a la empe a u a, si que emos un cambio signi ica i o, ya que
cada aumen o de empe a u a, hace que el acabado de la pieza sea mejo .
Se ha obse ado que a mayo empe a u a, se educe d ás icamen e los
enómenos conocidos como wa ping y c acking y es o in luye muy signi ica i-
amen e en el alo esis en e. La empe a u a po an o con mejo esul ado
es 250º C.
Cuando nos encon amos piezas con o u a, podemos e que se despegan
en cie os pun os el pe íme o del elleno pe o que en ningún momen o llega
a es alla .
Emi e un sonido in enso jus o an es de llega a su pun o de máximo es ue -
zo.
Las de o maciones de las piezas sin o u a an desde un ango de
(0.1-0.8)mm
Fig. 80. Tensión/De o mación ABS_C1
Fig. 81 Tensión/De o mación ABS_C2
Fig. 82. Tensión/De o mación ABS_C3
Fig. 83. Tensión/De o mación ABS_C4
Fig. 84. Tensión/De o mación ABS_C5
Fig. 85. Tensión/De o mación ABS_Compa a i a
Fig. 86. Ro u a p obe as ABS
Fuen e: Elabo ación p opia
Fig. 80.
Fig. 82.
Fig. 84.
Fig. 85.
Fig. 86.
Fig. 81.
Fig. 83.
JESÚS CABRERA RUIZ. TFG. EVALUACIÓN MECÁNICA DE POLÍMEROS ECOLÓGICOS
50
Fig.64
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
- 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20
PLA_M_C1
300m 210ºC
PLA_M_C2
200m 210ºC
PLA_M_C3
100m 210ºC
PLA_M_C4
200m 200ºC
PLA_M_C5
200m 220ºC
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
- 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20
De o mación (mm)
PLA_B_C1
300m 210ºC
PLA_B_C2
200m 210ºC
PLA_B_C3
100m 210ºC
PLA_B_C4
200m 200ºC
PLA_B_C5
200m 220ºC
Fig.58
2,118,06,04,02,00 De o mación (mm)
Fig. 85.
ABS_C1
300m 230ºC
ABS_C2
200m 230ºC
ABS_C3
100m 230ºC
ABS_C4
200m 240ºC
ABS_V5
200m 250ºC
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
- 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20
De o mación (mm)
Fig. 78.
HIPS_C1
300m 230ºC
HIPS_C2
200m 230ºC
HIPS_C3
100m 230ºC
HIPS_C4
200m 220ºC
HIPS_V5
200m 240ºC
En es as compa a i as enemos dos g upos p incipales:
- El g upo 1 compues o po 2 ipos di e en es de PLA que podemos compa a en e sí, ya que
es án imp esos con las mismas combinaciones. Se obse a como el alo máximo se ob iene con PLA_M.
Es e iene un compo amien o mas lineal que el PLA_B.
- El g upo 2 compues o po HIPS, ABS Y PETG. Se iene que obse a que las combinaciones
sean idén icas pa a pode compa a los en e sí. Se obse a como el HIPS y ABS ienen p opiedades
mecánicas a comp esión y compo amien os simila es. Es os dos ma e iales, en su p oceso de imp esión
su en ambos las mismos enómenos de wa ping y c acking, aunque el HIPS lo su a con meno medida.
Su consecuencia se aduce en que el HIPS iene un compo amien o simila en odas sus combinaciones
mien as que el ABS, iene mayo es p oblemas espec o a la empe a u a.
Se obse a que el ma e ial con menos esis encia mecánica a comp esión es el PETG.
-
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
- 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20
Tensión (kg/cm²)
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
Tensión (kg/cm²) Tensión (kg/cm²)
De o mación (mm)
De o mación (mm)
PETG_C1
300m 230ºC
PETG_C2
200m 230ºC
PETG_C3
100m 230ºC
PETG_C4
200m 220ºC
PETG_C5
200m 240ºC
Fig. 71.

JESÚS CABRERA RUIZ. TFG. EVALUACIÓN MECÁNICA DE POLÍMEROS ECOLÓGICOS
51
CONCLUSIONES
Después de habe ealizado el es udio de cada ma e ial y la compa ación en e ellos,
podemos conclui que el ma e ial con mayo esis encia mecánica a comp esión es sin
duda el PLA y es o es una g an no icia po a ias azones.
El uso de políme os de la pe oquímica in odujo g andes bene icios, pe o cada ez es
más e iden e, que su empleo ocasiona daños al medio ambien e. Exis e una
p eocupación debido a es e impac o, ya que los despe dicios de es os plás icos son cada
ez mayo es, con baja deg adabilidad. Hoy, el mayo po cen aje de esiduos sólidos lo
apo an los plás icos adicionales, ob enidos con ecu sos no eno ables, con la
con aminación que eso supone en el p oceso de ex acción , anspo e y e inación.
Como ejemplo, el Plan Nacional in eg ado de Residuos que se desa olló pa a el año
2008-2015 ya p e eía la disminución de es os esiduos, ecomendando educi la
can idad y noci idad de los esiduos de en ases, se limi aban la can idad de bolsas de
un solo uso al 50% y p oponía es ablece un calenda io pa a la sus i ución de plás icos
no biodeg adables y p ohibi su u ilización p og esi a a pa i del 2010. Va ios años
después, aún seguimos u ilizando es e ipo de plás icos p o enien es de uen es no
eno ables, pe o es o puede y debe cambia .
A di e encia de los políme os con encionales, el PLA es biodeg adable e independien e
de aquellos ecu sos no eno ables como el pe óleo, ya que se ob iene de ecu sos
ag ícolas eno ables. Po an o es a en aja implica la disminución de olúmenes de
esiduos sólidos. Al inal del ciclo de ida de un p oduc o basado en PLA, es e puede
descompone se en sus pa es más simples de mane a que no quede ninguna señal del
p oduc o o iginal.
Si nos cen amos en el me cado de los políme os biodeg adables, el PLA, en el año 2009,
ocupaba el 90% del consumo mundial con 659000 oneladas. Es a cuo a pasa
desape cibida si lo compa amos con el consumo de plás icos a ni el mundial, ya que
solo ep esen a el 1% ap oximadamen e.
Con la imp esión 3d se ha abie o una nue a ía pa a el desa ollo y la come cialización
del PLA y la endencia a sus i ui nues os p oduc os po unos más espe uosos con el
medio ambien e. Es o hizo que en china pasa an de una p oducción de 80.000 oneladas
JESÚS CABRERA RUIZ. TFG. EVALUACIÓN MECÁNICA DE POLÍMEROS ECOLÓGICOS
52
de PLA en 2007 en e a las 150.000 en el 2009 ya que el me cado asiá ico abas ece al
es o del mundo en g an medida.
O a ac o que nos puede hace decan a nos po el PLA, además de su esis encia
mecánica, es la compa ación del consumo con o os ma e iales. Resul a in e esan e
compa a lo espec o a la ene gía necesa ia pa a ab ica lo, el agua usada y las emisiones
que p oduce un kilo de ma e ial. (Fig. 76).
Fig. 76. Compa ación de consumo PLA s plás icos a ios. Fuen e: PFC An onio Relaño
Además el PLA, es el más sencillo de imp imi con di e encia ya que no ecoge los
enómenos desc i os an e io men e como wa ping, ni c acking. No le a ec a las
co ien es de ai e du an e la imp esión, es o es a o able ya que podemos es a
abajando con PLA en luga es con buena en ilación ya sea na u al o o zada, sin ene
p eocupaciones sob e el compo amien o del mismo, di e enciándose del ABS que, po
el con a io, al undi lo desp ende gases noci os pa a la salud. El PLA no necesi a base
de imp esión cale ac ada, lo que ambién supone un aho o ene gé ico en e a o os
ma e iales que si necesi an.
¿Cómo podemos aplica es os ma e iales y écnicas a la a qui ec u a?
Siemp e que cons uimos un p oyec o a qui ec ónico, p oduce un impac o en el
medioambien e, ya sea po los p ocesos de ab icación de los ma e iales, po el
anspo e o po la pues a en ob a en e o os; ob a que no malmen e gene a una g an
can idad de esiduos. ¿No debe íamos de e oluciona hacia sis emas con menos esiduos
y mejo es pa a el medio ambien e?
Exis en una g an can idad de p og amas que nos pe mi en ealiza geome ías muy
complejas, pe o que has a aho a, debido a los mé odos de cons ucción ac uales, es
di ícil de consegui .
JESÚS CABRERA RUIZ. TFG. EVALUACIÓN MECÁNICA DE POLÍMEROS ECOLÓGICOS
53
El u u o de la a qui ec u a debe á de e oluciona a unos mé odos de cons ucción más
exac os, con menos e o es en la p oducción. Con la imp esión 3d, pod íamos log a
esul ados 100% exac os, disminuyendo en g an medida la p oducción de esiduos, de
p oducción local y que, al cabo de unos años, cuando se acabe la ida ú il del edi icio,
se pueda ecicla 100%. En el caso de no se eciclado, si cons uimos con políme os
p o enien es de ecu sos na u ales, biodeg adables, se deg ada á con el paso del iempo
con un meno impac o pa a el plane a, y es a, debe de se nues a men alidad como
p óximos c eado es de espacios y o mas de ida.
No nos e e imos a la p e ab icación de los p oduc os a coloca en ob a, nos e e imos
a que se pod ía ene la p opia ab icación en ob a, si en la misma si uamos disposi i os
como las imp eso as 3d. Es as imp eso as, is a la ápida e olución de la ecnología y
los olúmenes de imp esión que es án consiguiendo (cada ez mayo es) pueden llega
a desa olla se has a un pun o al que puedan imp imi una i ienda de una única pieza
de 0 a 100. ¿Os imagináis como se ia, el mismo sis ema de ab icación pe o e olucionado
y mul iplicado su escala? Me imagino un sis ema de imp esión, que pudie a se
asladado ácilmen e y lle ado has a el luga de cons ucción y, una ez allí, después
de sus ajus es y calib ación, comenza a imp imi y abaja 24 ho as/día. Los plazos de
en ega de es os p oyec os se e ían educidos conside ablemen e.
La implemen ación de los plás icos median e imp esión 3d en a qui ec u a, no es pa a
nada descabellada, ya que si enemos en cuen a los es udios ealizados sob e las
p opiedades mecánicas de o os elemen os de cons ucción adicionales como son los
lad illos ce ámicos, la esis encia de es os oscila en e 13.36 a 65 kg/cm2. Es os da os
indican que con plás icos, podemos alcanza la misma esis encia y incluso supe a los
alo es ob enidos de lad illos macizos ce ámicos pa a mampos e ía. El máximo alo
ob enido, ha sido con PLA_M con una esis encia a comp esión de 97,20 Kg/cm2.
Un pun o des a o able pa a la aplicación de los plás icos con imp esión 3d en
a qui ec u a, ya conociendo su compo amien o es uc u al, es la esis encia al uego.
Po an o, ac ualmen e es e ipo de a qui ec u as solo se pod ían concebi si son e íme as
o empo ales. Si en el p oceso de ab icación de es os plás icos, se le pudie a añadi
esis encia al uego una ez imp eso, las aplicaciones pod ían mul iplica se. Es una
ecnología en desa ollo, pe o si sigue e olucionando como has a aho a, pod ían ene
g andes aplicaciones en un u u o inmedia o en a qui ec u a.
JESÚS CABRERA RUIZ. TFG. EVALUACIÓN MECÁNICA DE POLÍMEROS ECOLÓGICOS
54
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