¿Sabías que puedes mezclar ciertas resinas no solo para obtener un color específico, sino incluso para obtener las propiedades mecánicas específicas del objeto impreso en 3D? Estamos hablando de mezclar las resinas estándar Prusament Model con adiciones flexibles Flex80. He aquí cómo funciona:

La resina model permite imprimir piezas extremadamente detalladas, tiene una dureza shore muy alta y puede romperse ante un impacto más fuerte. Por otro lado, la resina Flex80 es blanda, flexible y resistente a los impactos, pero tiene una capacidad ligeramente limitada para imprimir detalles diminutos. A veces, es posible que desees imprimir un modelo con propiedades físicas en algún lugar entre estos dos materiales. Por suerte, las resinas Prusament Flex80 y Model pueden mezclarse en cualquier proporción y ayudarte a conseguir las propiedades deseadas. Y, en algunos casos, puede alcanzar el propiedades físicas similares a las de los materiales termoplásticos, manteniendo al mismo tiempo los finos detalles de la tecnología MSLA.

Es un poco más complicado que simplemente mezclar el 50% de cada resina para conseguir propiedades justo en medio de esas dos. Y como el cambio en las propiedades mecánicas no es lineal, hicimos algunas pruebas básicas para ti. Con nuestros resultados, puedes ajustar fácilmente la dureza, tenacidad y flexibilidad de tus impresiones para que se ajusten a las propiedades de una aplicación deseada.

Propiedades mecánicas

En primer lugar, hablemos de las propiedades mecánicas. La siguiente tabla muestra los resultados de nuestras pruebas, pero nos gustaría explicar todo el proceso de cómo hemos obtenido estos gráficos y números. Así podréis hacer vosotros mismos las pruebas, si lo deseáis.

Las piezas de ensayo se imprimieron con la impresora 3D MSLA Original Prusa SL1S SPEED, se secaron con una toalla de papel y se poscuraron en la CW1S durante 0, 3 y 60 minutos. A continuación, las muestras se probaron utilizando la misma metodología que se describe en la TDS disponible en las páginas de productos de la tienda de Prusa3D. Si no sabes nada en absoluto acerca de los métodos de ensayo (resistencia a la tracción, resistencia al impacto Charpy …), lo hemos cubierto brevemente en uno de nuestros artículos más antiguos, aunque no está relacionado con las impresiones MSLA, sino con impresiones estándar basadas en filamento.

Las curvas de tracción de las mezclas de resina blanca Model y Flex80 postcuradas durante 0, 3 y 60 minutos. Las líneas punteadas presentan mezclas de resina model (M) y resina flex (F) ensayadas como cuerpo verde (G). Las líneas rayadas representan mezclas de resina model (M) y resina flex (F) postcuradas durante 3 minutos (C3). Por último, las líneas llenas representan las mezclas impresas y postcuradas durante 60 minutos (C60).

Valores medios de las propiedades mecánicas de las mezclas de resina Model y Flex80 postcuradas durante 0, 3 y 60 minutos.

El módulo elástico bastante alto y la resistencia a la tracción (tensión máxima) de las impresiones de resina Model sin curar son son suficientes para soportar elevadas fuerzas de separación durante la impresión sin que se produzca delaminación o deformación de la capa. Con el postcurado, el material se endurece, y aumentan los valores del módulo elástico, la tensión máxima y la dureza superficial (Shore D). Por otra parte, se reducen la flexibilidad (alargamiento) y la resistencia al impacto (Charpy).

La resina Flex80 también se endurece mediante postcurado. Su cuerpo verde no curado es muy blando, con bajo módulo elástico, resistencia (tensión máxima) y dureza superficial (Shore D). Esto hace que sea vulnerable al desgarro de piezas finas incluso durante la impresión. El poscurado aumenta los valores de todas las propiedades mecánicas, lo que da lugar a un material relativamente blando y flexible con un alargamiento decente y una alta resistencia al impacto (por encima del rango de medición del dispositivo de ensayo utilizado).

Propiedades mecánicas de las mezclas de resina Modelo y Flex80 postcuradas durante 0, 3 y 60 minutos.

Las propiedades mecánicas de las mezclas se correlacionan de forma no lineal con las proporciones de resina Model y Flex80 – como se indicó al principio, el comportamiento mecánico de estas mezclas no cambia de forma simple y lineal a medida que se ajustan las cantidades de resinas Model y Flex80. La principal transición se produce cuando la mezcla contiene entre un 25 y un 50 % (peso) de resina Model. La mezcla que contiene un 35 % de resina Model presenta una curva de tracción con un límite elástico a 25 Mpa, un módulo elástico de 1.1 GPa, una tensión máxima de 27 MPa y un alargamiento de ~20 %. Estos valores, con una resistencia al impacto relativamente alta, se asemejan a las propiedades de polímeros termoplásticos (utilizados en la tecnología FFF).

¿Qué significa esto? Cuando se tienen los datos básicos, se puede ajustar la proporción de mezcla para acercarse lo más posible a las propiedades mecánicas requeridas. Todas las propiedades mecánicas se correlacionan con la proporción de mezcla, por lo que las propiedades mecánicas resultantes se sitúan sólo en algún punto entre las propiedades de las resinas Model y Flex80 puras. En otras palabras, el aumento del módulo elástico y de la resistencia a la tracción (tensión máxima) también está relacionado con un aumento de la dureza superficial (Shore D) y una disminución de la flexibilidad (alargamiento) y de la resistencia al impacto (Charpy).

Resolución

La resina Flex80 tiene una resolución ligeramente menor que la resina Model. Para visualizarlo, hemos impreso objetos de prueba (la estrella Siemens) en orientación vertical utilizando las resinas Flex80 y Model y sus mezclas. La parte central del objeto se funde en una elipse cuyas dimensiones cambian con la resolución. Por ejemplo, una elipse más ancha que alta significa una menor resolución en la dirección del eje z, ya que cuanto más horizontal es la superficie, más material se añade por exceso de curado en la dirección del eje z.

Las estrellas Siemens se imprimieron verticalmente con diferentes mezclas de resinas Model y Flex80, ilustrando las diferencias en la resolución de impresión y la menor resolución de impresión de la resina Flex80 en la dirección del eje z causada por el sobrecurado en z.

El tamaño de la parte central fusionada de la estrella Siemens impresa verticalmente disminuye con el aumento de la cantidad de resina Model con mayor resolución de impresión. La forma más ancha que alta de la parte central fusionada de las impresiones que contienen una elevada porción de resina Flex80 es el resultado de un sobrecurado más significativo en la dirección del eje z.

Aspecto visual

Por último, imprimimos este Prusament Wardragon utilizando mezclas de resinas Model ay nd Flex80 para comparar el cambio de resolución de una forma compleja. Aunque la visibilidad de los detalles depende principalmente de la opacidad de la resina, que disminuye con una porción decreciente de resina Model, la presencia de los detalles en el objeto impreso no parece verse afectada a simple vista a pesar del sobrecurado más significativo de la resina Flex80 en la dirección del eje z.

Aspecto visual de los objetos complejos impresos utilizando resinas blancas Model y Flex80 y sus mezclas.

El aspecto visual de los detalles impresos utilizando resinas blancas Model y Flex80 y sus mezclas.

Conclusiones

Cuando encuentres que la resina Model es demasiado frágil e insuficientemente resistente a los impactos para su aplicación, puedes fácilmente añadir un poco de resina Flex80 para hacerla más dura. Cuando encuentres la resina Flex80 demasiado blanda, especialmente durante la impresión como cuerpo verde, puedes aumentar un poco la resistencia añadiendo un poco de resina Model. El cambio en las propiedades de flexible a rígido (duro) es una función no lineal de la composición. El cambio más notable en las propiedades mecánicas se produce en una proporción de un 25 – 50 % de resina Model (y 50-75% de Flex80). Hemos descubierto que una mezcla de 35 % de resina Model y 65 % de resina Flex80 ofrece un buen compromiso de propiedades mecánicas (rígida, pero flexible y resistente a los impactos). Esta mezcla tiene las propiedades mecánicas de la resina de impresión resistente con un límite elástico en una curva de tracción tras 60 min de postcurado en la CW1S.

¿Te gusta la idea de mezclar tus composiciones de resina con propiedades mecánicas específicas? ¿Y conoces ya alguna aplicación? Háznoslo saber en los comentarios.

¡Felices impresiones!