As impressoras 3D de resina precisam de suporte?

A maioria dos entusiastas da impressão 3D descobriu este mundo interessante ao ouvir pela primeira vez sobre impressoras de modelagem de deposição fundida. Esta tecnologia é, sem dúvida, a mais popular no mercado no momento, e provavelmente permanecerá assim nos próximos anos.

No entanto, ainda é importante saber a diferença entre as duas técnicas e ter uma noção básica de como elas funcionam. Uma das dúvidas mais comuns que recebo ao falar sobre impressoras de resina é sobre a necessidade (ou não) de suportes.

Vou me aprofundar nas impressoras de resina e nas principais diferenças entre elas e as impressoras FDM. Mas primeiro, vamos direto ao assunto e responder à pergunta que o trouxe até aqui:as impressoras de resina precisam de suportes?

As impressoras 3D de resina quase sempre exigem algum tipo de suporte para imprimir com sucesso a maioria dos modelos, pois são necessários para seções de um modelo que não possuem camada anterior para aderir. Além disso, uma estrutura de suporte semelhante a uma jangada (chamada PAD) é usada para evitar que a peça se solte da placa de construção.

Por que uma impressora 3D de resina precisa de suportes?

Há muita desinformação sobre isso quando falamos de impressoras 3D de resina. Por serem muito mais caras do que suas contrapartes FDM, a maioria dos recém-chegados ao mundo da impressão 3D evita comprá-las. Além disso, seu uso é muito mais complicado também. Para operar uma impressora 3d de resina, você precisa de:

• Um espaço ventilado, devido à toxicidade dos gases que emite.
• O uso de luvas e óculos de proteção para os olhos, pois a resina irrita a pele e o feixe de laser emitido pode prejudicar seus olhos.
• Maior pesquisa e conhecimento sobre a tecnologia envolvida no processo.

Este último ponto é o mais importante, e é por isso que muitas pessoas têm dúvidas sobre a necessidade de usar suportes em peças impressas. Alguns acreditam que o laser cura (processo de endurecimento) a resina instantaneamente e em pontos tão específicos que não é necessário colocar suportes.

Na verdade, os suportes são igualmente necessários na impressão 3D de resina e na impressão 3D FDM. O princípio é o mesmo:você não pode criar uma camada sem algum material que a mantenha no lugar .

A diferença entre as duas tecnologias implica que os suportes tenham funções diferentes durante o processo:

• Na impressão tradicional FDM, o filamento “cai” devido à ação da gravidade, o que significa que certas partes do objeto seriam impressas no ar, sem uma base para se apoiar.
• Por outro lado, ao imprimir com resina, a impressora começa a imprimir o objeto na direção oposta. Ou seja, a “cama” fica voltada para baixo e, à medida que cada camada é impressa, essa superfície se eleva. No final, obteremos um objeto orientado de cabeça para baixo.

Para entender um pouco melhor, vejamos o exemplo a seguir:um objeto imaginário que queremos imprimir consiste em uma pessoa em pé, com os braços relaxados ao lado do corpo e os dedos apontando para baixo. A primeira coisa que a impressora de resina (como a FDM) fará é imprimir a sola dos sapatos. Depois disso, a placa sobre a qual a resina curada adere subirá um pouco e a impressão dos sapatos continuará. Depois, continuará descendo (ou subindo, neste caso…) as pernas. A única diferença com o FDM até agora é que a pessoa impressa é girada 180° no eixo vertical.

Em algum lugar entre os joelhos e a cintura, as primeiras camadas das pontas dos dedos devem ser impressas. À medida que a placa é levantada, não há nada entre ela e aquela camada recém-impressa. Portanto, não há material para “puxar” essa camada para cima. Por isso, as pontas dos dedos ficarão presas ao filme sobre o qual as camadas são formadas, e o mesmo acontecerá nas camadas subsequentes.

Como resultado, esperamos ter um homem sem braços e uma bagunça total ao seu redor. Muito material caro será perdido e uma nova impressora 3D de resina pode voar pela janela mais próxima, deixando você frustrado e cheio de raiva.

Agora que já entendemos melhor a necessidade de suportes em impressoras 3D de resina, vamos nos aprofundar um pouco mais sobre as diferentes estruturas de suporte e as diretrizes básicas que todo entusiasta da impressão 3D deve conhecer.

Como funciona uma impressora 3D de resina?

Se você entendeu a explicação anterior, já sabe porque os suportes também são necessários na impressão 3D em resina. Mas acho que também será útil conhecer um pouco mais sobre o funcionamento dessas impressoras. Não só acho interessante, como nos impedirá de cometer erros ao tentar imprimir com um deles.

As impressoras 3D de resina são baseadas em um processo chamado fotopolimerização, que consiste no endurecimento de uma resina líquida por meio de sua exposição à radiação direta de luz. A precisão na formação de cada camada é superior à das impressoras FDM devido ao tamanho muito pequeno do feixe de luz projetado (geralmente um feixe de laser) e também pelo fato de possuir componentes mecânicos.

Sem massas em movimento como uma extrusora ou hotend no caso de impressoras FDM, nenhuma vibração é criada e transmitida ao objeto, tornando as camadas igualmente precisas repetidamente. O laser é guiado por espelhos que refletem e direcionam a luz para o local exato que formará a camada.

A união entre as camadas é feita por ligações químicas, razão pela qual são completamente densas e impermeáveis. Mas eles ainda precisam de uma estrutura abaixo de cada camada, pois não podem ser impressos em cima do ar (ou resina, neste caso). Esta é a razão pela qual precisamos colocar suportes para quase todos os objetos que queremos imprimir.

Noções básicas de suporte para impressoras 3D de resina

Para começar, você precisa garantir que a primeira camada seja impressa corretamente e que a adesão à placa de construção seja forte o suficiente para puxar todo o objeto.

Para obter a adesão adequada à placa de construção, o Prusa Slicer (e quase todos os slicers de resina) incluem um recurso chamado PAD. Basicamente consiste em uma jangada que conterá os suportes da peça. Não é conveniente imprimir sem um PAD uma vez que aumentará substancialmente o risco de descolamento. Além disso, ao remover o objeto finalizado, podemos ter certeza de que não danificaremos a superfície do objeto, pois danificaremos apenas os suportes e o PAD (Jangada).

Outra configuração importante é a orientação dos objetos. Ao usar uma impressora FDM, é importante tentar colocar o máximo de material possível na base (para melhor adesão das camadas). Nas impressoras de resina, o objeto deve ser girado em um ângulo de 10 a 30 graus, a fim de minimizar o número de suportes e também criar camadas mais fáceis de descascar o filme FEP.

Você deve sempre evitar colocar grandes camadas paralelas à placa de construção. Se você ainda não tem experiência em encontrar a melhor orientação para impressão em resina, o PrusaSlicer tem a opção de orientar automaticamente a peça, mas geralmente o faz de maneira abaixo do ideal, levando a aumentos desnecessários nos tempos de impressão.

Não tente economizar material colocando menos suportes (sei que a resina é mais cara que os filamentos de plástico). É preferível desperdiçar um pouco mais de material em suportes do que em uma impressão inteira com falha. Além disso, lembre-se de que as impressoras de resina são consideravelmente mais suscetíveis a falhas de saliência do que as impressoras de filamento, portanto, fique de olho em pontos específicos.

É possível imprimir em resina sem suportes?

Como vimos anteriormente, o objeto é impresso de baixo para cima, com movimentos ascendentes da placa de construção. Cada camada é curada em um filme de um material chamado FEP (Etileno Propileno Fluorado) que possui propriedades antiaderentes.

À medida que o eixo Z sobe, a camada que foi formada entre o filme FEP e a camada anterior é destacada do filme. É muito importante que a capacidade de adesão da placa de construção seja maior que a do FEP, caso contrário a peça se soltará e a impressão ficará arruinada. Por isso mesmo, os tempos de cura das primeiras camadas são mais demorados.

Por outro lado, ao imprimir com uma máquina FDM, evitamos ao máximo o uso de suportes. Eles parecem ruins, podem quebrar durante a impressão e muitas vezes deixam marcas na superfície de impressão.

Com isso em mente, se quiséssemos imprimir uma peça com ótima base e geometria adequada, poderíamos fazê-lo sem suportes sem ter problemas de adesão ao leito aquecido. Por outro lado, não é conveniente usar a mesma lógica ao usar uma impressora SLA. Se as primeiras camadas forem as maiores, exigirem o maior tempo de cura e aderirem muito ao filme FEP, elas podem se soltar da placa de construção. Isso teria as mesmas consequências de uma impressora FDM, ou seja, arruinaria toda a impressão.

Os suportes não servem apenas como forma de evitar a impressão sem material por baixo. Eles também são usados ​​para reduzir o tamanho das primeiras camadas e, assim, evitar o problema de adesão.

Por fim, como ocorre com as impressoras FDM convencionais, os ângulos das projeções sobre o objeto devem ser considerados durante o processo de fatiamento. A sobreposição suficiente entre as camadas deve ser garantida para garantir a adesão e evitar a delaminação. Em conclusão, aconselho você a quase sempre usar suportes ao usar uma impressora SLA.

Perguntas frequentes

Os suportes das impressoras de resina são diferentes dos das impressoras de filamento?

Se você já perdeu algum tempo assistindo a vídeos de timelapse de impressão 3D no YouTube como eu, deve ter notado que as estruturas dos suportes são muito diferentes no FDM e no SLA. Fatiadores para impressoras de filamentos como Cura ou Simplify3d geram linhas ou suportes de grade, pois são rápidos e eficientes.

Já as impressoras de resina utilizam estruturas ramificadas chamadas “suportes de árvore”, que também cumprem a função de serem suficientemente rígidas para suportar o peso das camadas subsequentes. Eles estão em contato com o objeto apenas em locais pequenos, a fim de reduzir as imperfeições no objeto final uma vez que os suportes são removidos.

Por que os suportes de árvore não são amplamente utilizados na impressão FDM?

Vale a pena mencionar que o Cura oferece suportes “Tree-Style” como um recurso. Embora possam parecer bastante semelhantes aos seus homólogos de resina à primeira vista, você verá que eles não são os mesmos. Os suportes de resina são mais finos e unidos por “pequenos ramos”, para maior rigidez e resistência. Como o filamento de impressão 3D possui propriedades mecânicas diferentes, requer mais espessura para suportar o mesmo estresse.

Além disso, os suportes de resina devem ser capazes de suportar o peso do modelo sem quebrar, por isso são gerados principalmente para maximizar sua resistência à tração. As impressoras FDM, por outro lado, precisam gerar estruturas que resistam às vibrações e acelerações criadas pelo processo mecânico da máquina, levando à criação de estruturas Tree-Support com maior volume. Isso implica em mais tempo de impressão e mais consumo de material, que é a principal razão pela qual os Suportes de Árvore não são tão populares quanto outras estruturas de suporte.

Conclusão

Até agora, acho que você tem uma compreensão bastante forte do funcionamento interno de uma máquina SLA e por que eles quase sempre exigem suporte. Em poucas palavras, são necessários suportes para se desprender do filme de FEP, que nada mais é do que um material usado para curar a camada. Além disso, eles são necessários para seções da impressão que, de outra forma, não teriam uma camada anterior para aderir.

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