PLA

El ácido poliláctico (PLA) destaca como uno de los plásticos más utilizados en el ámbito de la fabricación aditiva. Este material, concebido en 1930 por el químico Wallace Carothers, conocido por desarrollar el nylon y el neopreno, se emplea en forma de filamento o pellets en impresoras 3D, tanto de escritorio como en soluciones industriales. A diferencia de muchos otros materiales en el mercado, el PLA es un termoplástico más sostenible, ya que no se deriva de recursos finitos como el petróleo, sino que se obtiene a partir de recursos naturales y renovables.

Características y producción

Su origen más ecológico, proveniente de fuentes como almidón de maíz, raíces de tapioca o caña de azúcar, ha contribuido a su popularidad en el ámbito de la impresión 3D desde sus inicios. La versatilidad del PLA se ha extendido a diversas industrias y aplicaciones. Esta guía proporcionará una visión completa del material, abordando sus características, facilidad de impresión, aplicaciones y destacando los principales fabricantes del mercado.

La producción del PLA se basa en recursos orgánicos y renovables, como el almidón de maíz, que se somete a un proceso de fermentación para obtener el ácido láctico. Posteriormente, el almidón se mezcla con ácido láctico o monómeros láctidos, y tras la fermentación de la glucosa, se genera el ácido L-láctico, componente esencial del PLA. Este proceso resulta en un material ecológico y renovable que, dependiendo de las condiciones ambientales, puede llegar a ser biodegradable.

La cuestión de la biodegradabilidad ha ocupado un lugar central en el debate en los últimos años, poniendo en tela de juicio la sostenibilidad del PLA y su impacto ambiental. La respuesta a la pregunta sobre la biodegradabilidad del PLA no es tan simple como podría parecer. A pesar de que este plástico se obtiene a partir de recursos renovables, su capacidad para descomponerse por organismos vivos está condicionada a un proceso de descomposición en condiciones aeróbicas específicas.

En consecuencia, el PLA puede degradarse rápidamente en un entorno de compostaje industrial, pero su descomposición al aire libre puede prolongarse hasta 80 años, convirtiéndolo en un potencial contaminante plástico adicional.

En otro aspecto, este material se clasifica como un fluido pseudoplástico no newtoniano, lo que significa que su viscosidad, o resistencia al flujo, varía según la tensión aplicada. En otras palabras, el PLA no presenta un valor de viscosidad definido y constante, sino que cambia en función de las condiciones de fabricación.

Específicamente, el PLA es un material de corte fino, lo que implica que su viscosidad disminuye con la aplicación de tensión. Para profundizar en sus propiedades, examinaremos a continuación su facilidad de uso y su comportamiento al emplearse como material en impresión 3D.

Impresión 3D con Filamento de PLA

Destaca como uno de los materiales más empleados en la impresión 3D FDM, especialmente entre aquellos que dan sus primeros pasos en la industria 3D debido a su facilidad de uso. Este material se presenta comúnmente en forma de filamento, aunque también está disponible en gránulos o pellets.

Aunque la fuente de alimentación y el sistema de fusión pueden variar según el formato del PLA, ya sea mediante un alimentador de filamento o una tolva para los pellets, las características del material y las piezas finales permanecen consistentes. Este artículo se centrará principalmente en el PLA en forma de filamento, dada su prevalencia como modo de presentación.

El PLA ha ganado popularidad en la industria gracias a su facilidad de uso. En términos de proceso de fabricación, se clasifica como un polímero semicristalino, con una temperatura de fusión de 170-180ºC, considerablemente más baja que la del filamento de ABS, que puede alcanzar los 260ºC. Esta baja temperatura de fusión elimina la necesidad de utilizar una bandeja calefactada y una cámara de impresión cerrada.

A su vez, el PLA ofrece buenas prestaciones al combinar alta velocidad de impresión con bordes bien definidos, siempre que el material se enfríe adecuadamente. Sin embargo, es importante destacar que el PLA tiene mayor viscosidad que otros termoplásticos estándar, lo que puede causar obstrucciones en el cabezal de impresión si no se maneja con cuidado. En comparación con el ABS, otro termoplástico común en la impresión 3D FDM, el PLA generalmente carece de la misma resistencia y flexibilidad. A pesar de ello, se recomienda su uso en piezas sin complejidades mecánicas importantes debido a su facilidad de trabajo.

En términos de post procesamiento, el PLA generalmente no requiere pasos complicados. Al retirar las piezas, a veces puede haber problemas con la adherencia de la primera capa de impresión. Por esta razón, se aconseja el uso de adhesivos específicos en la bandeja de impresión para facilitar el desprendimiento de las piezas.

Para mejorar el acabado superficial, los usuarios pueden lijar y tratar las piezas con acetona según sea necesario. Los soportes, si se han utilizado, se pueden quitar fácilmente con alicates o disolver en el caso de estructuras solubles.

Principales Aplicaciones

Dada su retracción con el calor, el PLA es un plástico accesible y fácil de usar para la comunidad maker de impresión 3D. Su principal aplicación se encuentra en la creación de elementos decorativos, gadgets y juguetes debido a sus propiedades que hacen que las piezas impresas sean frágiles, débiles y sensibles a la luz solar y altas temperaturas.

Aunque el PLA es común en el ámbito maker, también se utiliza en industrias más avanzadas, como la creación de prototipos, donde ahorra costos y fomenta la creatividad en servicios de I+D. Incluso en sectores como el automotriz, se puede emplear para adornos finales de vehículos o para la fabricación de plásticos para salpicaderos.

El PLA se adapta tanto a aplicaciones más amateurs como a otras más especializadas.

Es esencial tener en cuenta que el PLA tiene una baja temperatura de transición vítrea, lo que lo hace inadecuado para aplicaciones que requieran mayor resistencia a altas temperaturas, como en la industria alimentaria para crear vasos que contengan líquidos calientes.

Fabricantes y Precio del Material

Siendo uno de los termoplásticos más utilizados en la tecnología FDM, la mayoría de los fabricantes ofrecen filamentos o pellets de PLA en sus gamas de productos. Empresas como Sunlu, Winkle, Smart Materials o Sakata 3D destacan en la oferta de estos materiales. Además, los fabricantes de impresoras 3D FDM, como Bambu Lab, Creality, Prusa o Kingroon, también suelen ofrecer sus propios filamentos termoplásticos, incluyendo PLA.

En cuanto al precio del filamento PLA, actualmente puede variar según colores y características específicas. Los filamentos híbridos o reforzados con fibras tienden a ser más caros. Sin embargo, un filamento estándar suele oscilar entre 15€ y 40€ por kilogramo. Cabe destacar que algunas impresoras 3D pueden utilizar pellets, lo que reduce significativamente el costo del material.

Hasta aquí el artículo de hoy, nos vemos en el próximo!!!