Melhores Filamentos Resistentes ao Calor para Impressão 3D – Ranking e Análise de Especialista

Peças impressas em 3D estão sendo usadas em uma infinidade de indústrias e propósitos. Não é incomum que alguns usos exijam características técnicas específicas, como resistência a impacto, resistência à umidade, resistência UV ou resistência ao calor. Hoje focaremos na resistência ao calor e determinaremos quais filamentos melhor suportam o calor.

Quando se trata de resistência ao calor, o Policarbonato é um dos termoplásticos mais adequados, pois sua temperatura de transição vítrea é 150°C. No entanto, a maioria das impressoras não consegue imprimir com policarbonato, por isso, pelo menos para a maioria das pessoas, o filamento ideal é o ABS, já que sua temperatura de transição vítrea é 105°C.

Material	Temp. Mesa	Temp. Extrusão	Fechamento	Impressora Normal	Temp. Transição Vítrea	Resist. Umidade	Preço
PEEK	120°C-145°C	360°C-400°C	Sim	Não	143°C	Alta	$30-$40
PAHT CF15	100°C-120°C	260°C-280°C	Sim	Sim	72°C	Baixa	$85-90
Policarbonato	80°C-120°C	260°C-310°C	Sim	Sim	150°C	Baixa	$40-$60
Polipropileno	80°C-100°C	230°C-260°C	Sim	Sim	-20°C (suporta 160°C)	Alta	$80-$110
Poliamida	70°C-80°C	220°C-260°C	Sim	Sim	60°C (suporta 120°C)	Baixa
ABS	90°C-110°C	230°C-250°C	Sim	Sim	105°C	Baixa	$15-$22
PETG	80°C-100°C	210°C-250°C	Não	Sim	75°C	Baixa	$15-$25

Melhores filamentos resistentes ao calor para impressão 3D

A indústria 3D está crescendo em um ritmo super-rápido, onde novos e melhores materiais são introduzidos regularmente. A resistência ao calor expande o escopo de uso de um filamento específico, então daremos uma olhada em uma lista básica de filamentos 3D enfatizando sua resistência ao calor e parâmetros de impressão, do mais resistente ao calor para o menos.

Não deve ser surpresa que o PLA regular tenha uma ordem de restrição e tenha que ficar a pelo menos 1,6 km desta lista a qualquer momento.

PEEK

Temp. Mesa	120°C-145°C
Temp. Extrusão	360°C-400°C
Fechamento	Sim
Impressora Normal	Não
Temp. Transição Vítrea	143°C
Resist. Umidade	Alta
Preço	$30-$40

Polietetercetona (PEEK) é um termoplástico semi-cristalino e atualmente é considerado o polímero de alto desempenho melhor devido às suas qualidades térmicas, mecânicas e químicas.

Nem todas as impressoras são capazes de imprimir com PEEK devido aos requisitos de alta temperatura. Tem uma temperatura de transição vítrea de 143°C e requer uma temperatura de operação de 360-400°C com temperatura de mesa de 120-145°C. Existem impressoras especializadas projetadas para imprimir com PEEK que incluem uma câmara de impressão fechada. Impressões de PEEK podem suportar temperaturas de até 260°C.

Para lhe dar uma ideia da temperatura máxima de extrusão que uma impressora 3D normal pode atingir, a Prusa i3 tem uma temperatura máxima de bico de 300°C. Isso significa que imprimir filamento PEEK está fora de questão.

Para usar este filamento, você terá que ter acesso a uma impressora 3D de grau industrial, pela qual deve esperar pagar cerca de 29.000 USD (uma cotação estimada para a APIUM P220).

PEEK produz impressões duráveis com alta resistência à tração, que são resistentes ao calor e água, e biocompatíveis, mas trabalhar com o filamento é complicado e exige que os usuários sejam experientes e conhecedores sobre qual sistema produzirá resultados ótimos. PEEK é amplamente usado nas indústrias médica, automotiva e aeroespacial, e peças como rolamentos, bombas e válvulas de compressor são impressas com satisfação.

PAHT CF15

Temp. Mesa	100°C-120°C
Temp. Extrusão	260°C-280°C
Fechamento	Sim
Impressora Normal	Sim
Temp. Transição Vítrea	72°C
Resist. Umidade	Baixa

Poliamida de alta temperatura reforçada com fibra de carbono (PAHT CF15) é um material extremamente forte e tecnicamente avançado que contém 15% de fibra de carbono e é resistente a calor e químicos.

Impressões de PAHT CF15 podem suportar temperaturas constantes de 150°C, mas podem chegar a 180°C por curtos períodos. Durante a impressão, uma temperatura de mesa de 100-120°C é necessária com temperatura de bico de 260-280°C. A temperatura de transição vítrea é 72°C, e uma câmara de construção é necessária para resultados ótimos.

Esses requisitos nos permitem imprimir peças de PAHT CF15 usando uma impressora 3D normal, com a ressalva de que requer mesa aquecida e fechamento.

O filamento é usado em aplicações de engenharia para projetos técnicos para fabricar peças móveis e frequentemente usado como substituto para componentes metálicos. Isso se deve às impressões serem resistentes a calor a níveis aceitáveis, bem como à rigidez e alta resistência à tração.

O filamento é relativamente fácil de trabalhar e não apresenta grandes desafios de impressão além do desgaste do bico, então o bico apropriado deve ser selecionado.

Policarbonato

Temp. Mesa	80°C-120°C
Temp. Extrusão	260°C-310°C
Fechamento	Sim
Impressora Normal	Sim
Temp. Transição Vítrea	150°C
Resist. Umidade	Baixa
Preço	$40-$60

Policarbonato (PC) é conhecido por sua força e durabilidade e continua sendo o filamento de escolha para usuários que querem um filamento versátil que produz impressões com alta resistência ao calor, resistência a impacto e clareza óptica, com o bônus adicional de ser leve. Embora propenso a warping, o filamento permanece popular devido aos resultados finais.

Uma câmara de impressão fechada é necessária para manter a estabilidade e qualidade da impressão. A temperatura do bico deve ser entre 260°C e 310°C com temperatura de mesa de 80-120°C. A temperatura de transição vítrea do policarbonato é 150°C, e as impressões podem suportar calor até cerca de 140°C.

A primeira pergunta que tento responder quando pesquiso um novo material é se posso imprimi-lo com minha impressora 3D normal (nem mesmo uma prosumer). Se você tem mesa aquecida e uma máquina fechada, pode começar a imprimir com este material de grau industrial com relativa facilidade.

Filamento de policarbonato é higroscópico, o que significa que absorve umidade do ar, então armazenamento adequado é essencial para mantê-lo seco.

Umidade causará complicações na impressão, e por este motivo, todo cuidado deve ser tomado para eliminar a exposição à umidade armazenando o filamento em recipientes herméticos. Durante a impressão, os ventiladores de resfriamento devem ser desligados para permitir aderência adequada.

Recomendo ir com o Polymaker Policarbonato.

Polipropileno

Temp. Mesa	80°C-100°C
Temp. Extrusão	230°C-260°C
Fechamento	Sim
Impressora Normal	Sim
Temp. Transição Vítrea	-20°C (suporta 160°C)
Resist. Umidade	Alta
Preço	$80-$110

Polipropileno também é um termoplástico semi-cristalino com alta resistência química e a impacto, tornando-o excelente para uso no setor industrial, roupas esportivas e aplicações de eletrodomésticos.

Uma temperatura de extrusor de 230-260°C e temperatura de mesa de 80-100°C são necessárias. A temperatura de transição vítrea é cerca de 260°C. Devido aos altos requisitos de calor, uma câmara de impressão é necessária para controlar o warping. Os produtos finais podem suportar temperaturas entre 82°C e 120°C, dependendo da composição do filamento.

Polipropileno não é higroscópico e funciona bem com componentes submersos ou itens que estão regularmente em contato com umidade. Serve bem como isolamento elétrico e é amplamente usado para criar utensílios de cozinha seguros para lava-louças e micro-ondas, bem como equipamentos e peças médicas. Polipropileno é conhecido pelos acabamentos lisos que constantemente fornece.

Poliamida (PA)

Temp. Mesa	70°C-80°C
Temp. Extrusão	220°C-260°C
Fechamento	Sim
Impressora Normal	Sim
Temp. Transição Vítrea	60°C (suporta 120°C)
Resist. Umidade	Baixa

Poliamida tem uma estrutura semi-cristalina tornando-a muito forte, pois também é flexível, adicionando à sua força. Os produtos finais são resistentes ao calor e amplamente usados em aplicações automotivas, de transporte, elétricas e eletrônicas. PA também é resistente a abrasão, óleo e impacto.

PA pode suportar temperaturas até 120°C por períodos prolongados, e a temperatura de impressão está entre 220°C e 260°C. Temperatura de mesa de 70-80°C é necessária enquanto a temperatura de transição vítrea varia entre 55°C e 75°C. O ventilador de resfriamento tem que ser desligado ao imprimir com PA. Você pode baixar um perfil do Cura para impressão com Poliamida aqui.

A maioria dos filamentos de poliamida são feitos com nylon, mas alguns incluem fibra de vidro. PA é higroscópico e deve ser seco antes do uso. Também é propenso a warping e requer uma câmara de impressão fechada e sem ventilador para controlar a deformação da impressão.

ABS (Acrilonitrila Butadieno Estireno)

Temp. Mesa	90°C-110°C
Temp. Extrusão	230°C-250°C
Fechamento	Sim
Impressora Normal	Sim
Temp. Transição Vítrea	105°C
Resist. Umidade	Baixa
Preço	$15-$22

Este termoplástico não precisa de introdução, mas aqui está uma mesmo assim. ABS é outro filamento 3D popular devido à sua alta resistência a calor e danos. Embora tenha grande resistência ao calor, ainda é propenso a raios UV do sol, e sua contraparte ASA tem proteção UV, então é adequado para uso externo.

A temperatura de impressão é cerca de 240°C com temperatura de mesa de 90-100°C, enquanto a temperatura de transição vítrea é 105°C. Impressões finalizadas podem suportar temperaturas próximas a 100°C, mas não por períodos prolongados. Impressão requer uma câmara de impressão pois warping é bastante comum com ABS.

ABS é higroscópico, então cuidado deve ser tomado com o armazenamento para minimizar contato com umidade. Pode ser difícil de imprimir devido a warping nos cantos externos da impressão causado por resfriamento desigual. Embora o filamento seja higroscópico, as impressões tendem a ser resistentes à água e também resistentes a impacto, tornando-as uma ótima escolha para a maioria dos profissionais.

Se você está pensando em comprar filamento ABS, não compre qualquer genérico, mas sim esta marca de ABS, pois funciona muito bem e não quebra o banco.

Polietileno Tereftalato Glicol-modificado (PETG)

Temp. Mesa	80°C-100°C
Temp. Extrusão	210°C-250°C
Fechamento	Não
Impressora Normal	Sim
Temp. Transição Vítrea	75°C
Resist. Umidade	Baixa
Preço	$15-$25

Filamento PETG é muito fácil de imprimir e é comparável ao PLA a este respeito. No entanto, PETG tem melhores qualidades relacionadas a resistência a calor, água e químicos corrosivos.

PETG é capaz de suportar temperaturas de até 75°C. A temperatura de extrusão do bico varia entre 210-250°C e requer uma mesa aquecida a 80-100°C. A temperatura de transição vítrea é 75°C e um fechamento de impressão não é necessário desde que a temperatura ambiente não seja muito fria.

Durante a impressão, um ventilador é recomendado apenas após a primeira camada ter sido estabelecida e estiver devidamente grudada na mesa. A partir daí, o ventilador de resfriamento regula a temperatura do bico e acelera o resfriamento para ajudar a prevenir stringing e blobbing, dando à sua impressão um acabamento detalhado.

PETG é usado na indústria de alimentos e bebidas, pois pode ser facilmente esterilizado e é razoavelmente flexível, mas robusto. As propriedades de esterilização o tornam ideal para uso na indústria médica. No varejo, PETG é usado para fabricar displays para bens de ponto de venda.

PETG é geralmente considerado um dos melhores filamentos de impressão 3D que existem, pois é fácil de imprimir e pode suportar altas temperaturas.

O PLA é resistente ao calor?

PLA é o menos resistente ao calor de todos os tipos de filamento, mas é de longe o mais fácil de imprimir devido aos seus baixos requisitos de calor. Impressões finalizadas não responderão favoravelmente a condições aquecidas como o interior de um carro trancado no sol do meio-dia. A temperatura natural de fusão do PLA é em torno de 80°C, mas é melhorada com aditivos (frequentemente chamados de PLA+). Como a maioria dos tipos de filamento, o PLA também é submetido a aditivos para melhorar o uso geral da aplicação.

Como o PLA é biodegradável, é comumente usado em implantes médicos como parafusos de tecido para auxiliar a cura. PLA vem em uma variedade de graus diferentes que inclui científico, médico, alimentício, e finalmente chega ao PLA padrão usado na impressão 3D cotidiana.

A temperatura de mesa recomendada para PLA é entre 40°C e 60°C se você decidiu usar uma mesa aquecida para melhores resultados adesivos. A temperatura do bico é definida em cerca de 190°C-215°C, dependendo da marca e pigmentação.

PLA continua sendo um filamento funcional e útil para imprimir, mas a devida consideração deve ser dada à aplicação da impressão.

A resina é resistente ao calor?

Imprimir com resina envolve um processo totalmente diferente onde resina líquida é exposta a luz UV que endurece e cura a resina exposta. Impressões de resina são basicamente feitas de cabeça para baixo, com o fundo do tanque de resina controlando a exposição à luz UV.

Impressões de resina são bem sólidas, mas algumas têm um grau de flexibilidade que permite múltiplos usos, incluindo fazer coroas e moldes de ponte em odontologia e aplicações de engenharia.

Existem resinas de alta temperatura que têm baixa expansão térmica e alta resistência à tração que podem produzir componentes rápidos e precisos. No entanto, resinas de alta temperatura produzem um componente sem flexibilidade, então clipes, encaixes e dobradiças vivas não são recomendados.

As impressões de resina terão uma temperatura de deflexão de calor de 289°C @ 0,45 MPa se você usar Resina de Alta Temperatura. Esses materiais não derretem, então a temperatura de transição vítrea não é medida.

Impressões de resina de alta temperatura são usadas como fixações resistentes ao calor, componentes de carcaça, controle de ar quente e fluidos, prototipagem de moldes e testes ambientais. As funções e aplicações de resinas de alta temperatura estão em constante crescimento, assim como os diferentes tipos de resina projetados para atender às demandas de excelência em manufatura custo-efetiva instilada em todas as indústrias.

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