Prusament PLA vs PETG vs ASA: Comparativa detallada de materiales y pruebas

Introducción

PLA, PETG y ASA siguen siendo los tres materiales de impresión 3D más utilizados a pesar de la creciente gama de termoplásticos disponibles. Cada uno ofrece ventajas y compromisos distintos. Esta comparativa analiza los filamentos Prusament en cuanto a facilidad de impresión, propiedades mecánicas, resistencia al impacto y estabilidad térmica para ayudarte a elegir el material adecuado para tu proyecto.

Embalaje y precios

Los tres materiales de Prusament llegan en cajas de cartón selladas con bolsas de plástico resellables y paquetes de desecante. Las bobinas cuentan con distintivos recortes hexagonales que reducen el peso y los costes de envío, a la vez que proporcionan puntos de anclaje para los extremos del filamento. Cada bobina incluye una fecha de fabricación, ajustes de impresión y un código QR para el seguimiento y la información de control de calidad.

El precio varía según el material. El PLA cuesta 25 € por kilogramo, mientras que el PETG y el ASA se venden a 30 € por bobina. Sin embargo, la bobina de ASA contiene solo 850g en lugar de 1kg, porque el ASA tiene una densidad un 15% menor. Esto resulta en un precio por kilogramo de 35 € para el ASA. Calculado por longitud, el PLA cuesta 7,5 céntimos por metro, mientras que tanto el PETG como el ASA cuestan 9 céntimos por metro. En EE. UU., Prusament está disponible en Amazon con envío Prime gratuito.

Calidad de impresión y apariencia

Los tres materiales se imprimieron con éxito en una Original Prusa i3 Mk3s utilizando los ajustes de fábrica sin realizar cambios en los parámetros. El PLA se imprimió a 215°C con el ventilador de capa al 100%, el PETG a 250°C con el ventilador al 30-50% y el ASA a 260°C con el ventilador al 20%.

Los voladizos se comportaron bien hasta los 55° en todos los materiales, comenzando la degradación a los 65°. El ASA mantuvo notablemente la calidad en ángulos más pronunciados. El encordado (stringing) y los pequeños detalles fueron similares en todos los materiales, mostrando el PETG un poco más de encordado en las puntas finas. El PLA destacó en los puentes, el PETG tuvo un rendimiento adecuado y el ASA mostró la mayor dificultad.

Los modelos de prueba 3D Benchy se vieron excelentes en los tres materiales. El PLA verde militar y el PETG negro azabache exhibieron acabados brillantes, mientras que el ASA naranja produjo una apariencia mate. El PETG mostró un ligero encordado y el ASA mostró un pequeño escalón en la altura del suelo, lo que indica una mayor contracción durante el enfriamiento. El detalle de la chimenea del ASA, típicamente desafiante para este grupo de materiales, se imprimió limpiamente gracias al ventilador de capa aplicado.

Resistencia estática y adhesión entre capas

Las pruebas mecánicas utilizaron muestras de gancho personalizadas en lugar de probetas estandarizadas. Los ganchos horizontales (impresos en plano) probaron la resistencia estática, mientras que los ganchos verticales (impresos de pie) evaluaron la adhesión entre capas.

Los resultados de los ganchos horizontales mostraron que el PLA falló a los 73kg con una fractura repentina tras una deformación mínima. El ASA falló a los 57kg con un comportamiento frágil similar. El PETG fue el más débil a 55kg, pero demostró una ductilidad significativa, estirándose considerablemente antes de fallar en lugar de romperse repentinamente.

Las pruebas de los ganchos verticales revelaron diferencias en la adhesión entre capas. Los ganchos de PLA fallaron a una media de 40kg, lo que representa el 55% de la resistencia horizontal. Los ganchos de PETG fallaron a 25kg, o el 46% de la resistencia horizontal. Los ganchos de ASA fallaron a solo 17kg, apenas el 29% de la resistencia horizontal. Esta debilidad refleja la preferencia del ASA por la impresión en cámara cerrada sin ventilación. Cuando el ASA se probó en una carcasa a aproximadamente 30°C, la carga de fallo aumentó a 20kg, una mejora del 20%. Los resultados ideales requerirían temperaturas de cámara más altas.

Comparativa de rigidez

La rigidez mide la resistencia a la deformación, distinta de la resistencia. Una prueba de flexión de 3 puntos con barras totalmente densas cuantificó el módulo de flexión de cada material.

El PLA demostró la mayor rigidez con 3.300 MPa. El ASA ocupó el segundo lugar con 2.300 MPa. El PETG fue el más flexible con 1.900 MPa, logrando solo el 70% de la rigidez del PLA. Esta diferencia se vuelve relevante al diseñar piezas que requieren rigidez.

Pruebas de resistencia al impacto

El comportamiento ante impactos difiere de la resistencia estática debido a las propiedades del material dependientes de la velocidad de deformación. Las probetas de impacto IZOD entalladas fueron golpeadas por un martillo calibrado, midiendo la absorción de energía mediante la reducción de la altura de oscilación del martillo.

El PLA absorbió aproximadamente el 8% de la energía cinética del martillo, obteniendo una resistencia al impacto de 5 kJ/m². El PETG absorbió el 14%, resultando en 8,6 kJ/m². El ASA demostró ser significativamente más resistente, absorbiendo casi el 30% de la energía del martillo para una resistencia al impacto de 18 kJ/m². Esto representa más de tres veces la resistencia al impacto del PLA y más del doble que la del PETG. Este rendimiento superior ante impactos hace que el ASA sea valioso para aplicaciones sujetas a cargas de choque, como los chasis de drones.

Resistencia térmica y rendimiento

Las pruebas de temperatura colocaron muestras cargadas en un horno de convección con un termopar para medir los puntos de ablandamiento y fallo.

El PLA comenzó a ablandarse a 60°C y falló completamente a 65°C. El PETG se ablandó a 80°C y falló a 85°C. El ASA demostró ser el más estable térmicamente, ablandándose a 110°C y fallando a 120°C, lo que lo hace adecuado para aplicaciones cercanas a temperaturas de agua hirviendo.

Elegir el material adecuado

Ningún material destaca en todos los criterios. El PLA sigue siendo el más fácil de imprimir con una excelente resistencia y rigidez, lo que lo hace adecuado para la mayoría de las aplicaciones generales. Su fragilidad y baja resistencia térmica limitan su uso en entornos propensos a impactos o con calor.

El PETG ofrece una mayor ductilidad y tenacidad en comparación con el PLA, manteniendo una facilidad de impresión razonable. Sin embargo, su menor rigidez y la modesta mejora en el impacto respecto al PLA lo hacen menos ideal para aplicaciones donde el peso es crítico. Funciona adecuadamente hasta aproximadamente 80°C.

El ASA destaca en aplicaciones exigentes que requieren estabilidad térmica, resistencia al impacto y resistencia a los rayos UV. Su menor densidad proporciona ventajas de peso sobre el PLA con relaciones resistencia-peso comparables. El compromiso implica una menor adhesión entre capas sin impresión en cámara cerrada y un olor más fuerte durante la impresión.

Para un chasis de cuadricóptero, el PLA ofrece suficiente resistencia y rigidez. El ASA se vuelve atractivo debido a su resistencia al impacto, estabilidad térmica y menor densidad, a pesar de requerir una configuración de impresión más cuidadosa. El PETG funciona si el peso no es crítico pero se necesita una tenacidad adicional y estabilidad térmica.

Conclusión

Los filamentos Prusament de las tres familias de materiales se imprimieron de forma fiable con una calidad excelente. Tu elección depende de tus requisitos específicos: la facilidad de impresión y la rigidez favorecen al PLA, la tenacidad mejorada y el rendimiento térmico favorecen al PETG, y las aplicaciones exigentes con demandas de impacto y térmicas favorecen al ASA. Considera los requisitos mecánicos y ambientales de tu aplicación al seleccionar entre estos tres materiales probados.