Filamento conductivo y antiestático (ESD)

Para exterior, el filamento conductivo depende de su base, y las fichas apenas tratan el tema. De las 13 analizadas, solo una declara resistencia a los rayos UV y a la intemperie: la de un ASA conductivo, en su lista de características y sin ningún ensayo que lo respalde. Las otras doce no hablan de la radiación ultravioleta. Cuatro fichas de un mismo fabricante piden guardar la bobina lejos del sol, pero eso se refiere al almacenamiento del filamento, no al comportamiento de la pieza.

Si la pieza va a estar al sol, la única versión con una declaración a favor es la de base ASA. Para las demás, mira lo que dicen las fichas de la base normal, como el ASA o el PETG, y ten en cuenta que ninguna ficha conductiva lo ha ensayado.

La temperatura de flexión bajo carga (HDT) indica a qué temperatura una probeta con un peso pequeño empieza a doblarse. En los filamentos conductivos y antiestáticos, la mediana de las fichas que dan este dato es 75 °C con una carga de 0,45 MPa. Esa cifra mezcla bases muy distintas y sirve de poco por sí sola. Lo que manda es el plástico de partida.

Con la misma carga, las dos fichas de PLA dan 55 °C, las dos de PETG 75 °C, la de ABS 97 °C, la de PC 135 °C y la de PA12 142 °C. La de ASA conductivo da 101 °C, medida en probeta inyectada. El PLA y el ABS quedan casi igual que sus versiones normales, cuyas medianas son 56 °C en el PLA y 95 °C en el ABS, y el PETG algo por encima de los 69 °C del PETG normal. El de PC supera la mediana del policarbonato normal, de 112 °C.

Si la pieza va a trabajar caliente, elige la base por temperatura antes que por conductividad. Según sus fichas, una versión de PLA empieza a doblarse hacia los 55 °C.

Los fabricantes miden el impacto con un péndulo que golpea una probeta, con o sin entalla, una pequeña muesca que simula una grieta. Solo cuatro de las 13 fichas dan este dato, y con métodos distintos, así que hay poco para comparar.

La única comparación limpia es la de un fabricante que ensaya su PETG antiestático y sus PETG normales con el mismo método. Con entalla, el antiestático da 3 kJ/m² en el material y 5,1 kJ/m² en la pieza impresa, y sus PETG normales dan entre 2 y 5 kJ/m². Queda a la par. Otro fabricante ensaya dos de sus conductivos en probeta inyectada: con entalla, el de PLA da 8,7 kJ/m² y el de ASA 1,5 kJ/m². Sin entalla, la probeta de PLA no llega a romperse y la de ASA aguanta 15,7 kJ/m².

Con tan pocos ensayos, no esperes de la pieza más que de su base normal y pruébala antes si va a recibir golpes.

Casi todos son plásticos rígidos. Su módulo de tracción mediano, 2350 MPa, queda cerca de los del PETG (2311 MPa) y el ABS (2150 MPa), y algo por debajo del PLA (2865 MPa). Su alargamiento a rotura mediano es 6 %, algo menor que las medianas del PLA (8 %), el ABS (10 %) y el PETG (11 %): se deforma poco antes de romperse.

El rango de alargamiento entre fichas, 4–58 %, refleja las distintas bases y métodos. El valor más alto es el de un PETG antiestático, y la ficha de PA12 da el módulo más alto, 6900 MPa, casi el triple de la mediana. La excepción es la versión de TPU, con dureza Shore 90A y un alargamiento en fluencia de más del 300 %. Si la pieza tiene que doblarse y recuperar la forma, esa es la opción, igual que el TPU normal cuando no hace falta conducir.

Ninguna de las 13 fichas trae una tabla de resistencia química. Solo una, la de un PETG antiestático, presenta el material con «alta resistencia mecánica y química», en su lista de características y sin ensayo. Con tan poco no se puede dar una valoración. Como orientación, mira lo que declaran las fichas de la base normal, como el PETG o el ABS, sabiendo que ningún ensayo confirma que la versión cargada se comporte igual. Si la pieza va a estar en contacto con un disolvente o un producto de limpieza, haz antes una prueba con una pieza pequeña.

Con la humedad hay un dato propio de estos materiales. Dos fichas antiestáticas de un mismo fabricante dicen que su protección no depende de la humedad del ambiente y que es permanente, y una añade que el aditivo no migra. En cuanto a la bobina, un fabricante dice que su conductivo y su antiestático no suelen necesitar secado, y que si hiciera falta bastan 6 horas a 55 °C. Otro recomienda secar sus conductivos si se han humedecido, al menos 6 horas a 50 °C el de PLA y a 75 °C el de ASA.

Ninguna de las 13 fichas trata el contacto con alimentos, ni para el material ni para la pieza. Sin esa declaración, no uses estas piezas con comida. Aunque la versión normal de su base tuviera una declaración de conformidad, no la des por hecha en la versión cargada con carbono, que necesitaría la suya propia.

Además, la pieza impresa nunca es apta automáticamente. Entre capa y capa quedan rendijas donde se acumulan restos, y el filamento pasa por la boquilla y el resto de la impresora, que no forman parte de ninguna certificación.

Se imprime con los ajustes de su base. Las fichas lo trabajan con una boquilla de 230–260 °C y una cama de 60–80 °C, una horquilla amplia porque mezcla PLA, PETG, ASA y PA12. Tres fichas piden una boquilla de 0,4 mm o mayor. Sobre el desgaste no hay acuerdo: un fabricante declara su conductivo y su antiestático como no abrasivos, y otro marca «sí» en la casilla de boquilla de rubí o endurecida en sus dos conductivos y «no» en sus dos antiestáticos. De las cuatro fichas que hablan del cerramiento, tres no lo necesitan y la de ASA lo recomienda para piezas grandes.

La forma de imprimir cambia la conductividad, y las fichas lo cuantifican. En dos conductivos de un mismo fabricante, subir la temperatura de extrusión baja la resistividad: de 120 a 97 ohmios·m entre 210 y 230 °C en el de PLA, y de 51 a 41 ohmios·m entre 270 y 290 °C en el de ASA. Otro fabricante mide su PLA conductivo en barras impresas y obtiene entre 14,4 y 19,2 ohmios·cm en horizontal y entre 27,2 y 33,6 ohmios·cm en vertical, y una ficha de PA12 explica que su resistencia superficial se ajusta subiendo o bajando la temperatura de extrusión. Dos fichas con negro de carbono avisan además de que el color es muy oscuro y hace falta purgar más al cambiar de filamento.

Ninguna ficha habla de lijado, recocido, pintura ni pegado, ni recomienda un material de soporte. Lo que sí repiten es que hay que comprobar la pieza terminada. Los valores eléctricos que publican son orientativos y dependen del lote y de los parámetros de impresión, y un fabricante advierte de que la conductividad cambia con la orientación, la temperatura, el relleno, la geometría y la velocidad de impresión.

Ese mismo fabricante explica cómo mide. En el conductivo usa barras impresas y un polímetro corriente. En el antiestático, un medidor de resistencia superficial con sonda de anillos concéntricos sobre placas impresas de 70 × 70 mm. Sus resultados muestran por qué conviene medir: en el antiestático, la placa impresa en vertical dio más resistencia que la horizontal a 210 °C y menos a 230 °C. Si la pieza tiene que cumplir un requisito eléctrico, mídela tal como la vas a usar.

Ninguna de las 13 fichas habla del olor ni de los humos al imprimir. Dos fichas antiestáticas de un mismo fabricante destacan que su fórmula no lleva halógenos, pero es un dato de composición y no lo acompañan de medidas de emisiones. Sin datos propios, trátalo como su base: un conductivo de PLA o PETG, en una habitación ventilada, y uno de ASA, ABS o PC, con las mismas precauciones que su versión normal, que puedes ver en la ficha del ABS.

Las fichas separan dos usos. Tres son conductivas y buscan la menor resistencia posible: proponen sensores táctiles capacitivos, electrónica para llevar puesta, encender LED y componentes que necesitan una conducción eléctrica básica. Las otras diez son disipativas (ESD): no buscan conducir, sino descargar la electricidad estática de forma controlada, y se proponen para fabricar y reparar electrónica y para proyectos junto a componentes sensibles. Una de ellas se presenta también para ambientes con riesgo de explosión (EX/ATEX), sin citar ninguna certificación para ese uso.

La diferencia se ve en las cifras. Un fabricante mide los dos tipos con el mismo método, 10 cm de filamento entre dos terminales: su conductivo da entre 2 y 3,5 kΩ y su antiestático entre 100 kΩ y 100 MΩ, de unas 30 a 50.000 veces más. Ocho de las diez fichas antiestáticas declaran una resistencia superficial dentro de 10⁵ a 10⁹ ohmios por cuadro, que cae en el rango disipativo que una de ellas atribuye a las normas ANSI/ESD S541 e IEC 61340, de 10⁵ a 10¹² ohmios por cuadro. Las otras dos bajan de ese rango aunque se venden como ESD: la de TPU declara de 10² a 10³ y la de PA12 de 10³ a 10⁷. Las conductivas dan otra medida, la resistividad de volumen: una, de 14 a 34 ohmios·cm en pieza impresa, y las otras dos, de 41 a 120 ohmios·m, cientos de veces más.

No es la mejor elección en estos casos:

• Circuitos que tengan que llevar corriente apreciable. Los usos que proponen las fichas se limitan a sensores, LED y conducción básica.
• Protección ESD exigida sin medir la pieza. Las fichas dan valores orientativos.
• Piezas sin requisito eléctrico. Mejor la base normal: PLA, PETG o ABS.
• Calor por encima de unos 55 °C con las versiones de PLA o de 75 °C con las de PETG. Mejor una versión de PC o PA12, o el policarbonato si no hace falta conducir.
• Sol directo, salvo con la versión de ASA. Si no hace falta conducir, mejor ASA.
• Piezas que no deben propagar la llama. Ninguna de estas fichas declara una clase de llama. Mira el filamento ignífugo.
• Contacto con alimentos.