Melhores filamentos 3D para uso externo!

Se você pensou que qualquer filamento era adequado para ser usado ao ar livre e que todos eles seriam capazes de lidar com a exposição aos elementos igualmente, você estaria errado… a razão pela qual decidi escrever este artigo, pois quero que suas impressões 3D durem o maior tempo possível, mesmo quando deixadas ao sol e à chuva.

Abordarei todas as coisas que você precisa considerar ao fazer sua escolha de filamento, além de dar minha opinião sobre quais você deve usar e, igualmente importante, quais você não deve usar.

Então, vamos começar com uma tabela rápida que deve ajudá-lo a ter uma ideia de qual filamento é melhor para uso externo:

Filamento	Resistência UV	Resistência ao calor	Higroscópico	Fácil de imprimir?	Preço por bobina de 1Kg
PL	Não	60ºC	Sim	+++++	$ 20 aprox.
ABS	Não	100ºC	Sim	++	$ 20 aprox.
PETG	Sim	85ºC	Sim	++++	$ 20 aprox.
ASA	Sim	105ºC	Levemente Higroscópico	++	$30 aprox.
HIPS	Não	90ºC	Não	+++++	$ 20 aprox.

Aspectos importantes a serem considerados ao escolher um filamento para uso externo :

Resistência UV

Um fator importante a ser considerado ao fazer impressões de filamento 3D FDM para uso externo ou exibição é o efeito da luz UV na impressão.

A luz UV tende a branquear e quebrar as impressões do filamento PLA ao longo do tempo, fazendo com que a cor desbote e a impressão fique quebradiça. A quantidade de tempo antes que a degradação se torne visível depende de quão extremas são as condições climáticas, bem como do uso da impressão.

O filamento PLA é suscetível a condições de alto calor que resultarão em fusão e deformação. O filamento ABS também não é resistente aos raios UV e quando exposto à luz do sol com o tempo começará a mudar de uma impressão translúcida, assumindo um aspecto queimado amarelado, e a impressão também ficará quebradiça.

Os filamentos PETG e ASA são resistentes aos raios UV e podem suportar diferentes condições climáticas, tornando-os adequados para uso interno e externo.

Resistente à temperatura (e temperatura de transição vítrea)

A temperatura pode ser um assunto controverso quando se trata de como a temperatura de transição vítrea é calculada para diferentes polímeros. Existem algumas definições diferentes com resultados diferentes, e todas parecem ser aceitas.

É geralmente aceito que a temperatura de transição vítrea é a faixa de temperatura na qual um polímero começará a fundir ou mudar de estado. Por exemplo, o PLA tem uma temperatura de transição vítrea de 43,89 graus C a 62,78 graus C.

O PLA tem a temperatura de transição vítrea mais baixa de todos os filamentos FMD e tem uma resistência a baixas temperaturas. A resistência à temperatura é calculada na temperatura mais alta e mais baixa que uma impressão pode suportar antes de ser afetada adversamente por derretimento (deformação da impressão) ou rachadura.

O termoplástico não deve ser higroscópico

Os termoplásticos que são higroscópicos absorvem a umidade do ar e podem causar uma série de problemas de impressão. A gravidade do impacto da umidade na impressão depende dos níveis de umidade e da exposição prolongada à umidade.

Em condições normais, o filamento PLA exposto absorverá a umidade e inchará até 40 micrômetros em cerca de 150 horas. Como cada camada de impressão é tão fina, um aumento no diâmetro do filamento de 20 a 40 mícrons devido à umidade pode ser catastrófico e a impressão estará condenada desde o início.

O termoplástico não deve ser higroscópico, mas infelizmente muitos são.

Os diferentes tipos de termoplásticos na impressão 3D têm graus variados de absorção de umidade, por exemplo; O filamento de nylon armazenado em condições normais atingirá o ponto de saturação de umidade em menos de 18 horas.

Alguns efeitos dos filamentos carregados de umidade incluem ruídos de estalo, bolhas e vapor vindo do bico da extrusora. O filamento perderá sua capacidade de aderir à mesa de impressão e, na maioria dos casos, as impressões falharão, tornando-se macias e frágeis.

O bico da extrusora não funcionará normalmente com partidas atrasadas e possivelmente encravará como resultado. Para solucionar problemas relacionados à umidade, é aconselhável adquirir um gabinete de armazenamento de filamentos controlado por temperatura (e umidade). O mecanismo de alimentação na maioria das impressoras garante que o filamento permaneça seco durante as sessões de impressão.

É fácil imprimir?

O filamento PLA é o mais fácil de imprimir, graças à sua baixa necessidade de calor e o processo de pós-cura pode apresentar um acabamento fino e suave, mas você não terá a capacidade de imprimir estruturas detalhadas.

PETG, ASA e outros filamentos requerem temperaturas mais altas e placas de construção aquecidas, mas também são razoavelmente simples de imprimir.

As impressoras de filamento amadores são principalmente impressoras abertas, mas algumas impressoras têm caixas fechadas, o que é melhor, pois há mais controle do ambiente de impressão.

O processo de aquecimento e resfriamento durante a impressão não será influenciado pela temperatura ambiente da sala de impressão. Antes de experimentar diferentes tipos de filamento, certifique-se de que sua impressora tem capacidade para imprimir com o novo filamento, pois nem todas as impressoras são capazes de imprimir com todos os tipos de filamento.

Todos os tipos de filamentos são bons para uso externo?

Todos os tipos de filamentos são adequados para uso externo, mas alguns que não são resistentes aos raios UV exigirão cura pós-produção aplicando um epóxi resistente aos raios UV na impressão.

Ainda haverá degradação lenta ao longo do tempo, mas a proteção UV garantirá uma vida útil decente.

A função externa de sua impressão determinará sua longevidade. As impressões ornamentais tendem a durar mais, enquanto as impressões que servem a um propósito funcional podem ter uma vida útil mais curta, dependendo do uso da impressão.

Tipo de materiais que você pode usar ao ar livre

Embora você certamente possa usar a maioria dos tipos de filamentos ao ar livre, alguns ficarão quebradiços rapidamente. Então, aqui estão os que eu mais recomendo:

• PETG: O filamento PETG não é biodegradável, mas é fácil de trabalhar, pois não requer gabinete de impressão. Um bônus adicional é que é resistente aos raios UV e à água, por isso é um excelente filamento para uso externo. Sua resistência à tração é quase tão boa quanto o ABS, mas é mais durável, apesar do ABS ser mais duro e produzir uma impressão mais rígida. PETG tem uma temperatura de transição vítrea bastante alta de 80°C e produz impressões densas. Uma cama aquecida a aproximadamente 70°C é um pré-requisito para uma impressão bem-sucedida.
• ASA: O ASA é muito semelhante ao filamento ABS, mas tem a vantagem distinta de ser resistente aos raios UV e pode suportar todas as condições climáticas. Requer uma cama aquecida a 90-110°C e a impressora deve ser fechada devido à sua sensibilidade às mudanças de temperatura durante a impressão. É melhor desligar os ventiladores de resfriamento durante a impressão. Com uma temperatura de transição vítrea de 100°C, as impressões têm resistência a altas temperaturas e resistência a impactos e produtos químicos.
• ABS: O ABS tem a desvantagem de não ser resistente aos raios UV, mas se sai melhor que o PLA para as condições externas. No entanto, a impressão é um desafio pelos mesmos motivos que o filamento ASA. Requer um leito aquecido entre 90°C e 110°C e deve ser impresso em uma impressora fechada (pode ser impresso sem gabinete, mas é mais difícil). As impressões em ABS são muito resistentes e duras. Eles funcionam muito bem para peças de máquinas, mas a falta de resistência aos raios UV limita seu uso ao ar livre.

Tipos de filamentos que você deve evitar para uso externo

O filamento 3D para evitar o uso ao ar livre inclui nylon, PLA e HIPS, devido à falta de resistência aos raios UV. Os raios UV farão com que a impressão perca a cor e se torne quebradiça com o tempo.

Diz-se que o HIPS é seguro para alimentos e não tóxico, mas libera pequenas quantidades de estireno no ar que podem se tornar um problema de saúde ao longo do tempo. Isso afetará as pessoas que trabalham nas proximidades por longos períodos de tempo.

Por que devo evitar peças de PLA para uso externo?

O PLA não se sai bem à luz do sol, pois não é resistente aos raios UV. No entanto, é barato e biodegradável (mais ou menos, se exposto às condições certas).

As impressões, no entanto, não durarão tanto, pois se tornarão quebradiças e quebrarão. O PLA também não se sai tão bem em altas temperaturas devido à sua baixa temperatura de transição vítrea em 60°C e começará a se deformar em temperaturas em meados dos anos 40, e se deixado ao sol durante o verão, você notará que se torna mais fraco.

Ser higroscópico significa que absorve a umidade, o que pode enfraquecer a impressão, mas não acelera o processo de decomposição. No entanto, diz-se que o PLA se decompõe 4 vezes mais rápido que outros filamentos populares. Há relatos de que o PLA se decomporá completamente na água em cerca de 90 dias, mas isso é um mito.

Para que o PLA cumpra seu rótulo biodegradável, ele deve ser compostado em um local industrial explicitamente projetado para esse fim. Pode levar de alguns dias a alguns meses e as temperaturas devem estar acima de 55-70°C!

Melhores filamentos para vasos

Depois de fazer alguns testes, descobrimos que, embora o PLA funcione por algum tempo, ele acabará se degradando por causa da luz UV. Assim, os melhores filamentos para imprimir vasos de flores são PETG e ASA simplesmente porque não se deterioram tanto nem tão rápido.

Posso usar resinas (fotopolímeros) para uso externo?

Impressões à base de resina são curadas com luz UV, e o processo de cura continuará quando exposto à luz solar, embora em um ritmo mais lento. Isso acabará endurecendo a impressão de resina a tal ponto que ela se tornará quebradiça e, eventualmente, rachará ou quebrará.

Então não! Eu não recomendaria resina para uso externo.

Como posso tornar qualquer filamento resistente a UV?

O material de impressão que não é resistente aos raios UV pode ser tratado com um verniz transparente de proteção UV que pode ser pintado ou pulverizado sobre a impressão.

Se a impressão tiver uma função externa que resultará em desgaste, a camada de proteção UV pode se desgastar com o tempo e a impressão perderá rapidamente sua força geral.

É bom entender que a degradação causada pela exposição aos raios UV é um processo lento, com desbotamento ou branqueamento da cor como o primeiro sinal visível de dano UV. Isso será seguido pela quebra da estrutura, causando descamação com áreas mais fracas se desprendendo ao manusear.

Use preferencialmente um filamento resistente a UV e intempéries para projetos ao ar livre e tenha a tranquilidade de saber que sua impressão durará.

Conclusão

Como você pode ver, os melhores filamentos para uso externo são PETG e ASA devido à sua resistência aos raios UV e resistência geral a altas temperaturas.

O PLA é o pior de todos porque pode se deformar facilmente em um dia quente, especialmente se você estiver usando a impressão para algo funcional, como um suporte de lâmpada, pois o peso adicional da lâmpada pode fazer com que ela ceda.

O ABS é muito melhor que o PLA para o exterior, mas ainda não é tão bom quanto o PETG e o ASA.

Espero que esta informação tenha sido útil e, como sempre, tenha um ótimo dia!

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