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Materiales de impresión 3D (I): PLA (ácido poliláctico)

Posted 12 marzo, 2015 by in Impresión 3D, Materiales with one comment

Los materiales que se utilizan en la impresión 3D determinan en gran medida las diferentes aplicaciones y características que esta tecnología puede ofrecer. Por ello vamos a hablar en los siguientes posts de algunos de los materiales más usados en la fabricación aditiva.

El PLA o ácido poliláctico es uno de los materiales más usados en el mundo de la impresión 3D gracias a popularización de las impresoras de escritorio con tecnología de extrusión FDM.

 

El PLA o ácido poliláctico es un termoplástico muy usado en la impresión 3D por FDM – Foto vía Wikipedia

PLA (ácido poliláctico)

El ácido poliláctico es un es un polímero biodegradable derivado del ácido láctico. Se fabrica a partir de recursos renovables al 100%, como son el maíz, la remolacha, el trigo y otros productos ricos en almidón. Este termoplástico tiene muchas características equivalentes, e incluso mejores, que muchos de los plásticos derivados del petróleo, lo que hace que sea eficaz para una gran variedad de usos.

El PLA es en su forma normal un polímero permanente e incoloro. Es resistente a la humedad y a la grasa. Tiene características de barrera del sabor y del olor similares al plástico de polietileno tereftalato, el famoso PET, que es usado como envase para bebidas no alcohólicas y para otros productos no alimenticios.

Propiedades físicas y mecánicas del PLA

En cuanto a aspectos físicos, químicos y mecánicos, la resistencia a la tracción y el modulo de elasticidad del PLA es también comparable al del polietileno. Sin embargo,  es más hidrofílico que el polietileno, ya que tiene una densidad más baja. Es además estable a la luz U.V. siendo más difícil su decoloración. En cuanto a su inflamabilidad, es demasiado baja.

El PLA se puede formular para ser rígido o flexible y puede ser copolimerizado con otros materiales. El PLA se puede hacer con diversas características mecánicas dependiendo del proceso de fabricación seguido.

Presentación de filamentos de PLA para extrusión FDM – Foto vía 3dfizz

– Densidad: 1,25 g/cm3

– Módulo de elasticidad (Young): 3.5 GPa

– Elongación a la rotura: 6%

– Módulo de flexión: 4 GPa

– Resistencia a la flexión: 80 MPa

– Temperatura de transición vítrea: 60ºC

– Temperatura de deflexión del calor (a 455 kPa): 65ºC

– Comienzo de fusión: 160ºC

– Módulo de corte: 2,4 GPa

– Capacidad calorífica específica: 1800 J/kg-K

– Relación fuerza-peso: 40 kN-m/kg

– Resistencia a la tracción (UTS): 50 MPa

– Conductividad térmica: 0,13 W/m-K

Fuente: http://www.makeitfrom.com/material-properties/Polylactic-Acid-PLA-Polylactide/

Aplicaciones del PLA

Una de las principales aplicaciones que tiene el PLA o ácido poliláctico en la industrial del empaquetado. Se usan principalmente cuatro tipos de ácido poliláctico en la industria del empaquetado: los polímeros 4041D (para fines generales), el 4031D (orientado para los usos a elevadas temperaturas -hasta 150ºC)-, el 1100D (resina termoplástica obtenida por extrusión convencional y a temperaturas inferiores a las del PE. Su aplicación típica son: los bolsos, las tazas, empaquetado de verduras congeladas, recipientes de alimentos líquidos…etc.
), y 2000D (una resina termoplástica diseñada para ser sometida a procesos de extrusión y termoconformado. Las aplicaciones potenciales son los envases para la leche, los envases transparentes de alimentos, etc.)

Otra aplicación del PLA es la industria textil, en su presentación como fibra sintética. Los polímeros de ácido poliláctico son más hidrofílicos que el PET, tienen una densidad más baja y alta resistencia al moldeado y doblado. Estos polímeros tienden a ser estables a la luz ultravioleta dando como resultado telas con poca decoloración. Es un material ignífugo y de baja generación de humos.

Por último, el ácido poliláctico se ha convertido en un material indispensable en la industria médica, donde es utilizado desde hace años. Al ser el ácido poliláctico un polímero biodegradable y bioabsorbible (es decir, que puede ser asimilado por nuestro sistema biológico), hacen que el PLA sea un candidato ideal para implantes en el hueso o en tejidos (cirugía ortopédica, oftalmología, ortodoncia, lanzamiento controlado de medicamentos contra el cáncer), y para suturas (cirugía del ojo, cirugía del pecho y abdomen).

En HXX somos profesionales de la impresión 3D en Sevilla e imprimimos y comercializamos filamentos para extrusión de PLA de alta calidad.

Tags: Bioabsorbible / Biodegradable / Fabricación aditiva / FDM (Fused Deposition Modeling) / Impresión 3D / Industria médica / Material biocompatible / Módulo de Young / PLA (ácido poliláctico) / Polímero / Prototipado rápido / Tooling

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