envejecimiento UV de materiales de impresión 3D

De los cuatro materiales de impresión 3D comparados aquí, el ASA es el único diseñado para una exposición permanente a la intemperie y a los rayos UV en exteriores; el PLA y el PETG estándar no son adecuados para ello. Bajo irradiación UV-C a corto plazo, la clasificación de estos dos últimos se invierte: tras 24 horas a 254 nm, el PETG pierde un 38 % de su resistencia a la tracción, mientras que el PLA solo pierde un 9 % [1]. «Resistente a la luz solar» y «resistente a UV-C» no son, por tanto, propiedades intercambiables.

Las piezas de plástico impresas en 3D utilizadas en exteriores o bajo irradiación UV cambian con el tiempo: pueden decolorarse, volverse quebradizas o perder resistencia. La causa es la radiación ultravioleta (UV) de alta energía, que puede romper enlaces químicos en el polímero, un proceso conocido como envejecimiento fotooxidativo. En términos generales, se distinguen tres rangos:

• UV-A (315–400 nm): la mayor parte de la luz UV solar, responsable de un envejecimiento lento a lo largo de meses y años.
• UV-B (280–315 nm): la parte más energética de la luz solar, que acelera aún más el envejecimiento.
• UV-C (200–280 nm): apenas llega de forma natural a la superficie terrestre, pero se utiliza deliberadamente en equipos de desinfección porque inactiva microorganismos con especial eficacia, y, por la misma razón, puede atacar los plásticos con especial intensidad [8].

Pero, ¿qué tan estables son los materiales de impresión 3D comunes -PLA, TPU, PETG y ASA- frente a la luz UV y la radiación UV-C? El siguiente resumen recoge lo que puede respaldarse con datos medidos y dónde la evidencia sigue siendo escasa.

Los propios rangos espectrales se tratan en detalle en ¿Qué es la radiación UV?, los mecanismos de envejecimiento en los materiales en envejecimiento UV, solidez del color y fotoestabilidad. La tecnología de medición para el proceso de impresión y curado posterior se trata en medición UV para fabricación aditiva e impresión 3D.

Los estudios citados describen los daños por UV en términos de tres magnitudes mecánicas. Cada una de ellas indica algo diferente:

• Resistencia a la tracción: la fuerza por unidad de superficie que una pieza soporta antes de desgarrarse. Una disminución de la resistencia a la tracción tras la exposición UV significa que el material se ha debilitado.
• Alargamiento a la rotura: hasta qué punto un material puede estirarse antes de romperse. Un alargamiento a la rotura decreciente indica que un material se está volviendo más frágil.
• Fragilización: el polímero pierde su elasticidad y se rompe con mayor facilidad, a menudo un signo visible y temprano de daño por UV.

De los cuatro materiales comparados, el ASA es el más adecuado para la exposición permanente a la radiación UV y a la intemperie; el PLA y el PETG estándar no son adecuados para ello. Un hallazgo central contradice la expectativa habitual: bajo irradiación UV-C controlada durante 24 horas, el PETG pierde considerablemente más resistencia (−38 %) que el PLA (−9 %) [1]. Esto demuestra que "bueno bajo la luz solar" no significa automáticamente "bueno bajo UV-C": los dos tipos de radiación actúan de forma distinta sobre el mismo polímero.

La siguiente tabla presenta el comportamiento bajo intemperie natural junto con el comportamiento bajo irradiación UV-C. Los valores de UV-C para PLA y PETG proceden de la misma serie de ensayos y, por tanto, son directamente comparables; para TPU y ASA faltan mediciones de metodología comparable.

El PLA es el material de nivel inicial en la impresión 3D: económico y fácil de imprimir, pero sensible al calor y a la luz UV.

• Por lo general no es estable frente a los UV: fragilización y decoloración con el uso prolongado al aire libre [2].
• Bajo UV-C (24 h, 10 W/m², 254 nm): sin cambios visibles, resistencia a la tracción −9,1 % (de 29,54 a 26,86 MPa), resistencia a la compresión −13,1 %, módulo de Young prácticamente sin cambios (−1,9 %, no estadísticamente significativo) [1].
• Conclusión: la exposición a corto plazo a UV-C se tolera comparativamente bien en términos mecánicos, mientras que la intemperie permanente al aire libre no.

El TPU es un material similar al caucho, flexible, que puede doblarse y estirarse, por ejemplo para juntas o empuñaduras.

• El TPU estándar no es estable frente a los UV [3].
• Con aditivos UV -cargas como el dióxido de titanio o el óxido de zinc que absorben la luz UV- la resistencia a los UV y la conservación de la resistencia a la tracción y del alargamiento de rotura tras el envejecimiento UV mejoran notablemente; la fuente no aporta cifras concretas [3].
• No se dispone de datos fiables específicos para UV-C.

El PETG es más resistente y tiene mayor resistencia al impacto que el PLA, por lo que se utiliza a menudo para piezas funcionales.

• Mejor resistencia a la intemperie que el PLA, pero no está diseñado para una exposición UV permanente; puede volverse gomoso y blando bajo luz solar continua [4].
• Bajo UV-C (condiciones idénticas a las del PLA): daños considerablemente mayores que el PLA – resistencia a la tracción −38,1 % (de 31,30 a 19,48 MPa), resistencia a la compresión −33,9 %, elongación en la rotura de 3,06 % a 1,36 % (fragilización severa), amarilleamiento visible y pérdida de brillo [1].
• Existen grados de PETG especialmente estabilizados frente a los UV para aplicaciones en exteriores (temperatura máxima de servicio continuo 70 °C), pero no son iguales al PETG estándar para impresión 3D [5].

El ASA se desarrolló específicamente para uso en exteriores y se considera el más resistente a la intemperie de los materiales de impresión comparados aquí.

• Desarrollado específicamente para la resistencia a los UV y a la intemperie: el componente de caucho del ABS, sensible a los UV, se sustituye por un éster acrílico más estable frente a los UV [2].
• Conserva alrededor del 85 % de su resistencia a la tracción tras 2000 h de irradiación UV en el ensayo de laboratorio según ASTM G154 [6].
• Ensayo de exterior de 122 días: sin pérdida significativa de propiedades bajo exposición UV intensa [7].
• No hay mediciones cuantificadas específicas para UV-C disponibles. Una declaración de laboratorio de 100 h de irradiación UV-C directa sin cambio apreciable es plausible dada la robustez general frente a los UV, pero no es metodológicamente comparable con el estudio de PLA/PETG.

Los valores UV-C para PLA y PETG proceden de una serie de ensayos publicada en Polymers en 2021 [1]. Las probetas impresas se irradiaron durante 24 horas a 254 nm y 10 W/m², con una temperatura del panel posterior de 50 °C; a continuación, las muestras se enfriaron durante cuatro horas a temperatura ambiente antes de realizar los ensayos de tracción y compresión. El artículo menciona la cámara de irradiación UV BS-02 de Opsytec Dr. Gröbel como el equipo de irradiación utilizado.

Dos puntos determinan si tales valores pueden trasladarse a su propia aplicación. En primer lugar, se refieren a la irradiancia medida en la posición de la muestra y a la dosis que de ella resulta, no a un ajuste del equipo; sin medición, las exposiciones no son comparables. En segundo lugar, se aplican a probetas con un grosor de capa, una orientación y un relleno definidos; el espesor de pared, la proporción de relleno y la pigmentación del color modifican considerablemente el resultado. Por ello, quien deba demostrar la resistencia UV de una pieza concreta la somete a ensayo en su propio montaje: las cámaras de irradiación UV proporcionan las condiciones de contorno reproducibles, y las normas y directrices pertinentes, el marco para las condiciones del ensayo.

• Uso permanente en exteriores con alta exposición UV: se prefiere el ASA.
• Ciclos de desinfección UV-C cortos o recurrentes del orden de horas: en el único estudio comparativo disponible, el PLA presenta pérdidas mecánicas menores que el PETG estándar.
• ASA bajo UV-C: aquí aún faltan datos de una metodología comparable a la del PLA y el PETG. Para piezas relevantes desde el punto de vista de la seguridad, se recomienda realizar pruebas propias, por ejemplo en una cámara de irradiación UV-C.
• TPU: utilícese para exteriores y aplicaciones UV solo con aditivos estabilizantes frente a los UV.

Las piezas que no se imprimen, sino que se encolan o se encapsulan, están sujetas a sus propias condiciones límite; estas se tratan en adhesivos, recubrimientos y compuestos de encapsulado de curado UV.

1. Amza CG, Zapciu A, Baciu F, Vasile MI, Popescu D: Aging of 3D Printed Polymers under Sterilizing UV-C Radiation. Polymers 13(24):4467, 2021.
2. Spectrum Filaments: ASA 275 Explained – The Right Filament for Outdoor Use.
3. Wang A, Guo J, Shao C, Chen C: Flexible Thermoplastic Polyurethane Composites with Ultraviolet Resistance for Fused Deposition Modeling 3D Printing. 3D Printing and Additive Manufacturing, 2024.
4. Makelab: PETG vs. ASA.
5. Noltewerk: Ficha técnica PETG UV (PDF).
6. Forge Labs: ASA Material Properties.
7. Habr: Prueba comparativa de UV de 122 días sobre materiales de impresión 3D.
8. Teska P (NIST): Damage to Common Healthcare Polymer Surfaces from UV-C Exposure (PDF).

Estado de redacción: 3 de septiembre de 2026.

Solo un ensayo con irradiación definida y una dosis medida permite responder si una pieza impresa resistirá la exposición UV de su lugar de uso. Nosotros le suministramos la técnica de medición necesaria: cámaras de irradiación UV como la BS-02 para ensayos de envejecimiento reproducibles en el laboratorio, el espectrorradiómetro UVpad y el Radiómetro RMD Pro para medir el espectro, la irradiancia y la dosis directamente en la pieza. Envíenos su consulta.