Resistencia a la temperatura del PETG: ¿Hasta qué nivel puede soportarlo?

El PETG (polietileno tereftalato glicol) es un material termoplástico ampliamente utilizado en impresión 3D, embalaje y aplicaciones industriales. Gracias a sus excelentes propiedades mecánicas y resistencia química, el PETG se ha convertido en una alternativa popular además del PLA y el ABS.

Pero, ¿qué tan estable es el PETG en entornos de alta temperatura? ¿Cuál es su límite de resistencia térmica? Este artículo presentará en detalle la tolerancia a la temperatura del PETG y analizará los tipos de entornos en los que se utiliza.

Rango de temperatura del PETG

La temperatura de transición vítrea (Tg) del PETG suele estar entre 75°C y 85°C, lo que significa que al acercarse a esta temperatura, el PETG comenzará a ablandarse y a perder parte de su resistencia mecánica. (La temperatura de transición vítrea es el punto en el que un material pasa de un estado rígido y frágil a un estado con cierta elasticidad y fluidez. Para los termoplásticos, la Tg es una propiedad física importante, que marca el cambio de la estructura molecular del material de un “estado vítreo” duro y quebradizo a un “estado gomoso” más blando.)

La temperatura de deformación por calor (HDT) del PETG generalmente se encuentra entre 65°C y 75°C, dependiendo de la formulación del material y de las condiciones de prueba. Al aproximarse a esta temperatura, la rigidez del PETG empieza a disminuir y puede ocurrir deformación.

La temperatura de fusión (Tm) del PETG se sitúa normalmente entre 230°C y 260°C, que también corresponde al rango típico de temperatura de extrusión en impresión 3D. Al alcanzar la temperatura de fusión, el PETG se vuelve completamente fluido y puede utilizarse para moldeo por inyección o impresión FDM (modelado por deposición fundida), permitiendo una adecuada adhesión entre capas y evitando problemas como subextrusión o mala calidad de impresión.

En aplicaciones prácticas, el PETG suele ser estable durante largos periodos por debajo de 60°C, pero cuando la temperatura supera los 70°C, puede deformarse. Por lo tanto, el PETG es adecuado para aplicaciones que requieren cierta resistencia al calor, pero que no estén expuestas a ambientes de alta temperatura. A temperaturas elevadas, la resistencia mecánica del PETG disminuye y su rigidez se reduce, volviéndose el material más flexible; por encima de 80°C pueden producirse deformaciones o alabeos significativos.

A pesar de esto, la resistencia química del PETG se mantiene estable y no es fácilmente afectado por ácidos, bases o disolventes, incluso a temperaturas más altas. Además, el PETG posee una alta resistencia a la intemperie y cierta resistencia a los rayos ultravioleta, aunque la exposición prolongada a altas temperaturas bajo luz solar directa puede acelerar su envejecimiento.

Comparación de la resistencia a la temperatura del PETG con otros materiales de impresión 3D

Como se puede observar en la tabla, el PETG es más resistente al calor que el PLA, pero aún no alcanza el desempeño del ABS o del PC en entornos de alta temperatura. Por lo tanto, al elegir un material, es necesario evaluar su rendimiento según el escenario de aplicación específico.

Configuración de la temperatura de impresión para PETG

Al imprimir con material PETG, el rango de temperatura recomendado para la boquilla es de 220°C a 250°C. Diferentes marcas de filamento PETG pueden variar, por lo que lo ideal es seguir las indicaciones del fabricante específico.

En la práctica, se recomienda comenzar con una temperatura más baja y, si se presentan problemas de extrusión irregular o de adhesión, aumentar gradualmente la temperatura hasta resolver el inconveniente. Además, asegúrese de que la boquilla esté libre de obstrucciones antes de imprimir, ya que cualquier residuo de material puede afectar la calidad de la impresión.

Para garantizar que la impresión en PETG se adhiera de manera estable a la cama de impresión, evitar deformaciones y asegurar una fijación firme durante el proceso, lo más recomendable es calentar la cama entre 70°C y 85°C. A estas temperaturas, el PETG se adhiere bien a superficies de vidrio, PEI y placas de construcción texturizadas.

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Métodos de optimización del PETG en aplicaciones de alta temperatura

Si necesita utilizar PETG en un entorno con temperaturas ligeramente más altas, puede considerar las siguientes formas de mejorar su resistencia térmica:

1.Utilizar PETG modificado resistente a altas temperaturas

Elija un material PETG modificado resistente a altas temperaturas con una temperatura de transición vítrea (Tg) y temperatura de deformación térmica (HDT) más altas, capaz de soportar temperaturas mayores. Los modelos modificados resistentes a altas temperaturas tienen una Tg de 90-105°C y una HDT de 85-100°C. Puede seleccionar el PETG de alta temperatura indicado en la hoja de datos técnicos.

2. Aumentar el grosor de las paredes y la densidad de relleno

Al incrementar el grosor de las paredes y la tasa de relleno (por ejemplo, 80%-100%) de las piezas impresas en 3D, se puede mejorar la estabilidad frente al calor. Las paredes más gruesas y las altas densidades de relleno retrasan la transferencia de calor, reducen el ablandamiento y la deformación, aunque no cambian la temperatura de transición vítrea del material. Este método es adecuado para escenarios de alta temperatura de corta duración o moderados.

3. Recocido (Annealing)

El recocido adecuado del PETG (por ejemplo, a 80°C durante 30 minutos) puede eliminar tensiones internas y mejorar ligeramente la estabilidad térmica. Después del recocido, es necesario un enfriamiento lento para reducir la contracción y el alabeo. Los datos experimentales muestran que el recocido puede aumentar la temperatura de deformación térmica en aproximadamente 5-10°C, pero la temperatura y el tiempo deben controlarse estrictamente.

4. Evitar la luz solar directa o fuentes de calor

En entornos de alta temperatura o exteriores, se recomienda usar sombreado, aislamiento térmico o medidas de disipación de calor (como láminas reflectantes de aluminio o ventiladores) para reducir la temperatura real de contacto de los componentes y prolongar su vida útil. Evite la exposición prolongada a temperaturas altas o a la luz ultravioleta.

Con la creciente adopción de la impresión 3D en manufactura y prototipado, la demanda de materiales resistentes al calor sigue en aumento. Gracias a su equilibrio entre durabilidad, facilidad de impresión y resistencia química, podemos esperar fórmulas de PETG aún más resistentes al calor, que cierren la brecha entre los termoplásticos de consumo y los de grado industrial.