Filamento PVDF: propiedades, aplicaciones, ventajas y desventajas

El PVDF ha entrado en el mercado como uno de los filamentos de impresión 3D más innovadores de los últimos años. Gracias a los avances e investigaciones, este polímero ofrece unas propiedades avanzadas como una gran resistencia mecánica y térmica, y una alta durabilidad.

En este artículo, vamos a profundizar sobre el filamento PVDF entrando en detalle en sus propiedades mecánicas, sus aplicaciones, sus ventajas y sus desventajas, para que puedas conocer con más detalle uno de los materiales más punteros en el sector de la fabricación aditiva.

Filamento PVDF, una alternativa al teflón

El filamento PVDF o Fluoruro de polivinilideno es un polímero termoplástico de alto rendimiento y durabilidad extrema. Aunque luego entraremos más en detalle, se trata de un material de gran resistencia, tanto térmica como mecánica, que tiene muchas similitudes con el teflón.

Esta similitud con este material y su facilidad de impresión respecto a él, hace que sea una alternativa a tener en cuenta para aquellas aplicaciones que requieren un alto rendimiento. Gracias a esto, ha hecho que en los últimos años se convierta en uno de los materiales más utilizados en las industrias automotrices y aeroespaciales, y en centrales químicas o nucleares.

Propiedades del PVDF

A continuación, veremos las principales propiedades del filamento PVDF:

1. Es muy resistente a compuestos químicos: es un filamento que se puede limpiar con productos químicos sin ningún tipo de corrosión o problema, ya que es bastante resistente a sustancias como: acido clorhídrico, hidruro de nitrógeno, diésel, alcohol, lubricantes y gasolina.
2. Resiste a entornos o líquidos corrosivos: es un material barato y perfecto para almacenar deshechos corrosivos y es muy resistente a entornos que contengan algún tipo de gas o ácidos, ya que es resistente también a estas sustancias.
3. Muy alta resistencia a la humedad: el PVDF es un material que no absorbe la humedad. Por lo que no requiere un secado o almacenamiento especial, a diferencia de otros filamentos. La pieza impresa no sufre degradación por la humedad ambiental, manteniendo sus propiedades mecánicas y térmicas sin daños.
4. Una estabilidad dimensional perfecta: las creaciones realizadas mediante este filamento, mantienen su forma original ante fuertes contrastes temporales. Su dureza y estabilidad también hace que sean muy resistentes a impactos de factores externos.
5. Resistencia a los rayos UV: este filamento puede exponerse a la luz solar o a los rayos UV durante años, sin perder sus propiedades mecánicas, garantizando una durabilidad adicional a la pieza. También se puede esterilizar con rayos gamma sin perder resistencia de tracción. Su uso resulta ideal para aplicaciones exteriores.
6. Resiste a la radiaciones nucleares: el PVDF es un material resistente a la radiaciones nucleares y a las sustancias corrosivas, extendiendo aun más sus aplicaciones.
7. Excelente adherencia entre capas: para la impresión de modelos con PVDF se necesita de una cama caliente de entre 70º- 90º. La transición entre capas es muy fluida, dando como resultado una gran resistencia mecánica y durabilidad.
8. Perfecto aislante eléctrico: resulta muy confiable en la fabricación de componentes eléctricos y una solución muy versátil en proyectos que requieran propiedades eléctricas avanzadas.
9. Alto nivel de resistencia al calor: al ser un material creado a base de un polímero como el teflón, hace que este pueda ser sometido a altas temperaturas o expuesto a la luz solar sin deformarse ni sufrir ningún tipo de transformación. Su temperatura de impresión es adaptable, aunque la temperatura óptima es entre 220º – 260º.
10. Alto nivel de resistencia al fuego: el PVDF es uno de los pocos filamentos en impresión 3D que es capaz de autoextinguirse debido a su alta propiedad ignifuga, convirtiéndolo en una elección segura y confiable para aplicaciones de seguridad contra incendios.
11. Material Antibacteriano: este filamento al contener propiedades químicas y estructurales únicas, hace que su superficie molecular sea densa, hidrófuga y no porosa. Dificultando la adhesión de las bacterias en la capa más externa del modelo.

Ventajas y desventajas del PVDF

Cómo has visto, el filamento PVDF cuenta con unas propiedades mecánicas y unas resistencias de alto rendimiento, lo que le hace un material ideal para su uso en aplicaciones exigentes. A todo esto, hay que sumarle que no requiere de maquinaria específica para su uso, pudiendo emplear prácticamente cualquier impresora FDM.

Sí, es cierto, que a pesar de sus ventajas, también hay algunos aspectos que debemos tener en cuenta a la hora de trabajar con este polímero:

• Mucha robustez, poca flexibilidad: aunque esto permite crear piezas con una alta durabilidad para que el material no se deforme, transforme o se vea afectado por productos químicos o de diferentes de radiaciones, las piezas son rígidas y poco flexibles.
• Baja disponibilidad: al ser un material muy novedoso dentro del mercado de la impresión 3D, es difícil encontrarlo. Su precio puede que sea más elevado que el de otros filamentos. Pero también se trata de un material con alta relación-calidad precio dadas sus propiedades.

En estos momentos, Innovatefil es una de las marcas que más está apostando por este filamento, aunque es imposible encontrar stock del mismo a un precio tan asequible como otros filamentos.

Aplicaciones del PVDF

Las numerosas propiedades que contiene filamento PVDF, hacen de este, un material perfecto para un amplio grupo de aplicaciones, especialmente para usos industriales y prototipos:

• Creación de nuevos prototipos médicos como plantillas para los pies, corsés para corrección de la postura , etc….
• Válvulas, tanques, bombas de agua, sistemas de tuberías, filtros industriales.
• Equipos de almacenamiento de productos químicos corrosivos.
• Equipos de manipulación química para plantas nucleares.
• Cables, alambres, componentes electrónicos, revestimientos protectores, cables de comunicaciones, aislamiento para cámaras de distribución, carcasas de circuitos.
• Aisladores ignífugos o corrosivos.
• Implantes y dispositivos médicos.
• Piezas aeroespaciales o automovilísticas.
• Revestimiento de barrera para líneas de combustible y bombas de combustible.
• revestimiento de remolques cisterna contra la corrosión.
• Componentes de carrocería moldeados y termoformados.

Estos son solo algunos de los múltiples usos del filamento PVDF. Como ves se trata de material que está presente en una amplia variedad de sectores industriales desde la industria química o médica hasta en el sector aeroespacial o automovilístico.

¿Es el PVDF el próximo sustituto del teflón?

El teflón es un material muy empleado en la industria, pero debido a su imposibilidad de emplearse en la fabricación aditiva, ya que su temperatura de fundido supera a la que pueden soportar las impresoras 3D actuales, es un material que no se puede imprimir. Por ello, en los últimos años ha surgido el PVDF como alternativa a los usos que se estaba dando al teflón.

El filamento PVDF al poder utilizarse con una amplia gama de impresoras 3D, está abriéndose paso como uno de los materiales más punteros en el sector de la fabricación aditiva y como el material más apto para sustituir al teflón.