Una respuesta habitual al artículo previo sobre por qué el filamento PLA se vuelve tan frágil es dejar de usarlo del todo. Otros promueven reservar el PLA solo para prototipos y piezas desechables, sobre todo considerando que es compostable bajo las condiciones adecuadas. Para muchas partes mecánicas, la gente recurre al PETG.
Al igual que el polímero PET usado en todo, desde envases de alimentos hasta botellas de bebida, el PETG es durable, más resistente a la degradación por mecanismos como la hidrólisis, y en su forma de filamento no necesita los mimos que exige el PLA. La contracara es que el PETG suele provenir del petróleo crudo y se encoge de hombros ante las condiciones del compostaje industrial.
En términos de durabilidad, mecanismos de degradación y reciclabilidad, la pregunta es si el PETG debería ser el filamento FDM básico que todos usemos.
Qué es realmente el PET
El PET (esqueleto: C10H8O4) es un poliéster, igual que el PLA (esqueleto: C3H4O2). Por lo común que resulta el PET en envases y textiles, en este último rubro simplemente se lo llama "poliéster", donde suele mezclarse con algodón y otras fibras. En envases, el PET tiene la propiedad a veces desafortunada de ser permeable al oxígeno y al dióxido de carbono, por lo que a veces debe combinarse con una capa adicional bloqueadora de oxígeno.
Ese aspecto está detallado, por ejemplo, en una revisión de 2017 de Youri Michiels y otros en Applied Sciences. El principal impulso para usar polímeros como el PET en envases es que resultan más económicos que materiales tradicionales como el vidrio y el aluminio, ambos altamente impermeables al oxígeno y al dióxido de carbono.
En consecuencia se desarrollaron varias barreras activas y pasivas, algo esencial también en electrónica orgánica como las pantallas OLED, cuando las capas tradicionales de vidrio se reemplazan por polímeros para fabricar pantallas flexibles. Las barreras activas pueden ser captadores de oxígeno, mientras que las pasivas consisten en aplicar materiales adicionales a la película o botella de PET, por lo general en forma de recubrimiento.
Naturalmente, esto trae problemas al intentar usar materiales de PET para impresión 3D, porque no hay certeza de qué porcentaje del residuo de PET es realmente PET y qué otros polímeros componen el resto. El asunto fue estudiado por Mikołaj Garwacki y otros en un artículo de 2024 en Materials, con una mezcla PET-PETG que contenía residuos de película de PET. Los autores encontraron necesario agregar un aditivo elastómero para evitar la fragilidad.
Y así es como llegamos a la "G" del PETG.
¿Qué significa la G del PETG?
El nombre tereftalato de polietileno ya sugiere que es más que un polímero de monómeros de ácido tereftálico purificado (PTA). Además del PTA aparecen monómeros de etilenglicol (EG). Eso crea el copolímero PET básico. Cuando hablamos de PETG, es decir tereftalato de polietileno modificado con glicol, no nos referimos al agregado de glicol, sino al reemplazo de esos monómeros de EG por otro monómero.
El PETG suma entonces un tercer monómero, por lo general en forma de ciclohexanodimetanol (CHDM), que sustituye a algunos de los monómeros de EG. La proporción de CHDM define tipos distintos de copolímero:
- PET: PTA más EG.
- PETG: PTA más EG más menos de 50% de CHDM.
- PCT: PTA más CHDM.
- PCTG: PTA más EG más más de 50% de CHDM.
El PETG se elige típicamente por su alta transparencia y su tenacidad, propiedades bastante útiles en envases como botellas. Aunque el filamento FDM de PETG es básicamente PETG, algo como una botella plástica de "PET" puede ser PETG también, y probablemente lo sea por las propiedades recién mencionadas.
Qué tan estable es en el tiempo
Uno de los reclamos contra el filamento PLA es que se vuelve frágil pase lo que pase, por la combinación de una cristalización creciente que reduce el movimiento dentro de la matriz polimérica y de la hidrólisis que acorta las cadenas. El filamento PETG tiene mucho mejor reputación en este punto, y suele considerarse básicamente inmune a la fragilidad.
La mala noticia es que el PETG igual atrae humedad del ambiente y, al ser un poliéster, mantiene un esqueleto susceptible a la hidrólisis. Otros mecanismos comunes de degradación son la fotooxidación y la degradación térmica. Todo esto está detallado en una revisión de 2020 de Ali Chamas y otros en ACS Sustainable Chemistry and Engineering sobre los mecanismos de degradación de distintos plásticos.
Como señala el artículo, la ruptura hidrolítica de las cadenas de PET es muy lenta a pH neutro, pero se acelera fuertemente en ambientes ácidos. Para que ocurra degradación térmica se requieren temperaturas bastante altas, por sobre las del PLA, mientras que la exposición a luz ultravioleta puede causar fotodegradación.
Salvo que el PET termine en un ambiente particularmente ácido, irradiado con luz ultravioleta y a alta temperatura, es notablemente estable, aunque no tanto como el polipropileno o el polietileno. Existen enzimas capaces de degradar polímeros PET, como la PETasa y la MHETasa, pero probablemente no representen un riesgo real para las bobinas de filamento.
La prueba: tres años de abandono
Además de la teoría y la revisión de literatura científica, Maya Posch, autora del artículo original en Hackaday, decidió imprimir con una bobina bastante vieja de filamento PETG. Databa de la época en que todavía imprimía en una Creality Ender 3 v2, con boletas que muestran una fecha de compra de marzo de 2023. Esa bobina pasó un tiempo considerable holgazaneando en el portabobinas de la impresora antes de volver a una bolsa plástica sellada y quedar olvidada hasta hace poco.
La bobina de PETG transparente marca Reprapper había sido guardada en una simple bolsa resellable, sin ningún intento de vacío, apenas con una bolsita de sílice probablemente vencida tirada adentro. Un escenario de peor caso.
Sin siquiera secar la bobina maltratada, la prueba se hizo en una Neptune 4. Tras algunos problemas iniciales de carga, resueltos cortando la punta dudosa del filamento, presumiblemente dañada por el engranaje del extrusor y el hotend de la Ender 3 v2, la impresión resultó del todo intrascendente.
Pese a las marcas de los dientes del extrusor de la impresora anterior y algunos dobleces en el filamento, tras laminar un modelo de cadena portacables ya impreso muchas veces en PLA, el resultado fue una impresión feliz. Hubo algo de goteo en las primeras capas, pero a los pocos minutos se normalizó y los elementos de la cadena salieron limpios, incluidos los voladizos grandes. Las piezas se pudieron encajar entre sí sin fragilidad ni otros problemas.
Veredicto
Con la experiencia de impresión y la literatura científica puestas lado a lado, ambas concuerdan. Sin ninguna precaución, una bobina de PETG de más de tres años y descuidada imprimió perfectamente. No hubo señales de hilado ni otros problemas que impidieran encolar otra impresión. Aunque conviene igual mantener las bobinas de PETG en una bolsa o contenedor sellado, no son ni de cerca tan frágiles como las de PLA.
Desde el artículo previo sobre la fragilidad del PLA, la autora abrió su gemela todavía sellada de fábrica, en PLA negro, y encontró que aunque no es tan frágil como su hermana blanca, también empieza a quebrarse si se la deja en cualquier curva que no sea suave. Eso pone una fecha de vencimiento bastante grande sobre el filamento PLA, aunque queda abierta la pregunta de si fue solo ese lote particular de PLA Sunlu.
A la luz de todo esto, es justo decir que el PETG es de lejos el filamento más libre de complicaciones para uso general, y que al PLA solo le queda su ventaja teórica de compostaje. Considerando que esa ventaja está garantizada solo para PLA puro sin aditivos, y que existen enzimas que degradan el PET, ya no parece tan convincente.
