Material emblemático en los inicios de la impresión 3D FDM, el ABS ha sido durante mucho tiempo la referencia para la fabricación de piezas técnicas. Aunque el PLA y el PETG han ganado terreno gracias a su facilidad de impresión, no cubren todas las necesidades, sobre todo cuando una pieza debe resistir impactos o utilizarse a bajas temperaturas.
Aún muy utilizado en sectores industriales, el ABS sigue siendo interesante hoy en día, siempre que se respeten ciertas restricciones de impresión y seguridad.
En este artículo, repasamos las características técnicas del ABS, sus ámbitos de aplicación, las buenas prácticas de impresión y los factores a tener en cuenta para un uso eficaz.
Qué es el ABS
ABS, por Acrilonitrilo Butadieno Estireno, es un polímero termoplástico muy utilizado en impresión 3D y en la industria.
Es un terpolímero, formado por la combinación de tres monómeros: acrilonitrilo, butadieno y estireno. Esta particular estructura confiere al ABS un buen equilibrio entre rigidez, resistencia térmica y excelente resistencia al impacto.
A escala microscópica, el ABS está formado por una matriz de SAN (estireno-acrilonitrilo) en la que se dispersan nódulos de polibutadieno, lo que mejora la capacidad del material para absorber energía y limitar la propagación de grietas.
Gracias a estas propiedades, el filamento de ABS sigue siendo el material preferido para la fabricación de piezas funcionales en impresión 3D.
Imagen generada con fines didácticos.
ℹ️ Esta ilustración se inspira en observaciones reales de microscopía electrónica (TEM) de ABS.
Para respetar los derechos de autor y evitar utilizar directamente imágenes protegidas, hemos optado por crear nuestra propia imagen educativa.
Para ver una micrografía TEM real que muestra la estructura del ABS, puede consultar el artículo original de Bernal et al. (1995) en ResearchGate.
¿Para qué aplicaciones se utiliza el ABS?
El ABS es un material muy utilizado en la industria, sobre todo en sectores en los que la resistencia a los impactos, la ligereza y la estabilidad dimensional son prioritarias. Se utiliza en muchos productos cotidianos y en aplicaciones técnicas específicas.
En la producción industrial :
- Componentes de automoción (interiores de vehículos, cubiertas, cierres, rejillas de ventilación, embellecedores del salpicadero): su buena resistencia al impacto a bajas temperaturas y su facilidad de mecanizado lo convierten en un estándar de larga tradición en este campo.
- Carcasas electrónicas y electrodomésticos (carcasas de mandos a distancia, fuentes de alimentación, cafeteras, aspiradoras, secadores de pelo, impresoras): el ABS se utiliza por su excelente estabilidad dimensional, facilidad de moldeado y buena resistencia térmica.
- Juguetes, herramientas, objetos cotidianos (ladrillos de construcción, herramientas para niños, estuches, piezas encajables, armarios): el ABS permite fabricar piezas duraderas, rígidas y ligeras. En particular, es el material utilizado para los famosos ladrillos LEGO®.
En impresión 3D, el filamento ABS es adecuado para :
- Piezas funcionales y técnicas sometidas a impactos o utilizadas en un entorno ligeramente duro.
- Prototipos de piezas moldeadas por inyección, ya que el propio ABS se utiliza ampliamente en el moldeo por inyección, lo que permite una buena continuidad entre el prototipo y la producción.
- Objetos que requieren un tratamiento posterior (lijado, taladrado, pintura, alisado con acetona), especialmente en los sectores del diseño de prototipos o el modelado.
- Piezas que deban encolarse o ensamblarse mecánicamente, por su buena maquinabilidad.
Las propiedades del ABS para la impresión 3D
Principales prestaciones y propiedades :
El ABS es un material apreciado por su versatilidad y comportamiento mecánico. He aquí sus principales características:
- Buena rigidez
- Excelente estabilidad dimensional
- Buena resistencia mecánica, especialmente al impacto a bajas temperaturas
- Resistencia a los arañazos
- Ligero (densidad ≈1,05 g/cm³)
- Resistencia térmica en uso continuo hasta 80°C
- Fácil de mecanizar (taladrar, roscar, etc.)
- Fácil de alisar y pegar con acetona
- Precio asequible
Puntos a tener en cuenta:
- La adherencia entre capas es más difícil que con otros materiales
- Distorsión significativa al imprimir (alabeo)
- Sensible a los rayos UV: tiende a amarillear en exteriores
- Material amorfo pero opaco, debido a las dos fases constituyentes (matriz de SAN y nódulos de butadieno)
- Emisiones de estireno durante la impresión, sustancia clasificada como posible carcinógeno (IARC grupo 2B).
¿Cómo imprimo ABS?
Para optimizar la impresión :
- Utilice una impresora con carcasa cerrada para estabilizar la temperatura ambiente alrededor de la pieza y limitar el alabeo.
- Proteja la bandeja con una solución adhesiva adecuada (spray, lámina de PEI, BuildTak®, etc.) para evitar la delaminación.
- Reducir la ventilación: un enfriamiento demasiado rápido favorece la contracción y el agrietamiento.
- Para piezas complejas o con una gran superficie de contacto, utilice rebordes o balsas.
- La reducción de la velocidad de impresión mejora la adherencia entre capas.
Piezas macizas: cuidado con la refrigeración diferencial
Al imprimir piezas grandes, las capas de la parte inferior de la pieza se benefician del calor de la platina, mientras que las capas superiores se enfrían más rápidamente. Esto provoca tensiones internas y favorece la formación de grietas.
Un recinto calentado o con temperatura controlada limita estas diferencias de temperatura y mejora la cohesión de las capas en toda su altura.
¿Cuáles son los riesgos de imprimir en 3D con ABS?
A temperatura ambiente, el ABS se considera estable, sin toxicidad particular para el usuario. Sin embargo, cuando se calienta, sobre todo durante la impresión, puede liberar estireno, una sustancia clasificada como posible carcinógeno por la IARC, y partículas ultrafinas.
Para imprimir ABS con total seguridad :
- Utilizar un recinto cerrado
- Proporcionan una filtración eficaz(HEPA + carbón activado)
- Airear siempre después de imprimir
- Evitar las zonas habitadas
- Comprobar el estado y el mantenimiento del sistema de filtración
- Limitar la exposición en zonas compartidas (aulas, oficinas, laboratorios, etc.)
PLA, PETG, ABS, ASA: ¿qué filamento elegir?
Dependiendo de la aplicación, algunos polímeros son más adecuados que otros. He aquí un rápido resumen de las principales diferencias entre PLA, PETG, ABS y ASA:
Conclusión
El ABS sigue siendo una solución técnica atractiva para piezas resistentes a los impactos, sobre todo en frío, y es fácil de postprocesar o mecanizar. Sin embargo, requiere condiciones de impresión más rigurosas para garantizar la seguridad del usuario y la calidad de impresión.
Bibliografía
- INRS - Instituto Nacional de Investigación y Seguridad de Francia
Ficha toxicológica n°105 : Acrilonitrilo
https://www.inrs.fr/publications/bdd/fichetox/fiche.html?refINRS=FICHETOX_105 - Bernal C., Frontini P., & al.
Microstructure, deformation, and fracture behavior of commercial ABS resins.
Polymer Engineering & Science, 1995.
https://www.researchgate.net/publication/229904621_Microstructure_deformation_and_fracture_behavior_of_commercial_ABS_resins - Seelig T., Van der Giessen E.
Efectos de la microestructura en los campos de las puntas de grieta y la tenacidad a la fractura en mezclas de polímeros PC/ABS.
https://www.researchgate.net/publication/30494524_Effects_of_microstructure_on_crack_tip_fields_and_fracture_toughness_in_PCABS_polymer_blends - MDPI Polímeros
Artículo de revisión sobre los plásticos ABS.
https://www.mdpi.com/2073-4360/14/10/2105 - Alveo3D - Soluciones de filtración para impresión 3D
https://www.alveo3d.com/en/shop/ - Omnexus - SpecialChem
Guía de selección: Plástico acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) - Aplicaciones clave
https://omnexus.specialchem.com/selection-guide/acrylonitrile-butadiene-styrene-abs-plastic/key-applications - Francofil
Fabricación Aditiva: Polímeros utilizados en FDM (Fused Deposion Modeling)
Formación interna a realizar en 2022 a petición de NextMove.
