Escolher a Altura de Camada Ideal para Impressão 3D: Dicas para Qualidade e Velocidade

Se está a começar com impressão 3D, pode não ter a certeza total de que altura de camada deve usar para imprimir os seus modelos.

Neste artigo, vou explicar o que é altura de camada, a relação entre altura de camada e diâmetro do bico e como diferem, já que parece haver muita confusão sobre esse tópico específico, e vou cobrir quais as melhores alturas de camada em geral, dependendo da aplicação (qualidade de impressão, resistência, velocidade, etc.).

Então, sem mais demoras, vamos direto ao assunto!

O que é altura de camada na impressão 3D?

Altura de camada, também conhecida como resolução ou detalhe, é a altura de cada camada individual de plástico extrudido numa impressão 3D. Quanto menor a altura de camada, mais detalhada a impressão sairá, porque mais camadas precisarão de ser impressas para completar o modelo. Por exemplo, imprimir um cubo 20x20x20mm com altura de camada de 0,12mm terá 166 camadas, mas apenas 71 camadas com altura de camada de 0,28mm.

Qual é o tradeoff? Bem, imprimir a uma resolução mais alta, ou altura de camada mais baixa, aumenta drasticamente o tempo que demora a imprimir um objeto, pois a impressora precisará de depositar o dobro das camadas ou até mais, enquanto aumentar a altura de camada resultará em impressões mais rápidas com menos detalhe geral.

Essencialmente, está a trocar tempo de impressão por detalhe.

Veja estas duas impressões Benchy, por exemplo: A da esquerda foi impressa a 0,12mm de altura de camada e a da direita a 0,32mm.

O Benchy de 0,12mm imprimiu em 3:24 horas e tem um total de 400 camadas, o Benchy de 0,32mm demorou 1:26 horas a imprimir e tem 150 camadas. É uma queda grande no tempo de impressão e a única diferença é a altura de camada.

Como pode ver, o Benchy da direita tem linhas muito mais visíveis. Isto é especialmente notório no telhado e no topo das paredes/grades laterais como um efeito de escada muito visível.

Diâmetros de Bico e como afetam a altura de camada

O diâmetro de bico padrão para a maioria das impressoras é 0,4 mm, mas geralmente variam de 0,2mm até 1mm. Aumentar o diâmetro do bico permitirá imprimir a uma altura de camada aumentada, bem como reduzir o número de perímetros necessários para imprimir uma parede, por exemplo, pois o próprio perímetro será mais largo. Vale notar que a altura de camada nunca deve exceder 80% do diâmetro do bico (não há valor mínimo).

Aqui está uma tabela com as alturas de camada mínimas e máximas recomendadas para cada diâmetro de bico. Vale notar que os valores mínimos não dependem do bico, mas sim dos motores de passo da sua impressora, razão pela qual geralmente não deve ir abaixo de 0,04mm (mais sobre isto daqui a pouco), mas a razão pela qual há um valor mínimo é porque imprimir com alta resolução vertical (baixa altura de camada) mas com largura de linha mínima grande (diâmetro do bico) geralmente faz pouco sentido.

Tamanho do Bico	Altura Mínima de Camada	Altura Máxima de Camada
0,15mm	0,04	0,12
0,20mm	0,05	0,16
0,25mm	0,06	0,20
0,30mm	0,08	0,24
0,35mm	0,09	0,28
0,40mm	0,10	0,32
0,50mm	0,13	0,40
0,60mm	0,15	0,48
0,80mm	0,20	0,64
1,00mm	0,25	0,80

Ao imprimir com um bico de diâmetro maior e aumentar a altura de camada, consegue reduzir muito o tempo de impressão do modelo, às vezes conseguindo imprimir até três ou quatro vezes mais rápido.

Agora, diâmetro do bico e espessura de camada não são o mesmo e não afetam o resultado final da mesma forma: A altura de camada afeta a qualidade de impressão maioritariamente em partes verticais ou inclinadas da impressão, enquanto o diâmetro do bico afeta o nível de detalhe maioritariamente no plano horizontal, e isto é porque um bico de diâmetro maior imprimirá camadas mais largas, que não deveriam ser visíveis verticalmente.

Essencialmente, um bico de diâmetro maior deposita perímetros mais largos e também permite aumentar a altura de camada (até 80% do diâmetro do bico), resultando em impressões muito mais rápidas. O senão é que a qualidade de impressão será muito menor que se imprimisse com bico de 0,4mm a 0,12mm de altura de camada, ou mesmo com bicos de diâmetro menor e usando altura de camada ainda menor, mas imprimirá muito mais rápido.

Vale notar que usar um bico maior não afetará o tempo de impressão no modo "vaso", pois ainda terá de passar pela mesma sequência exata de movimentos.

Qual a melhor altura de camada para impressão 3D?

Para a maioria das impressões 3D, a altura de camada ideal é 0,2mm, porque é um bom ponto médio entre qualidade e velocidade de impressão, tanto para impressões grandes como pequenas e detalhadas, e as linhas de camada não serão demasiado visíveis. Baixar a altura de camada resultará em mais detalhe (bom para impressões pequenas) mas aumentará o tempo que demora a imprimir um objeto, e vice-versa.

Claro que isto dependerá das necessidades da sua impressão, pois é muito diferente imprimir uma miniatura, que requer detalhes intrincados impressos com a maior resolução possível, e imprimir um objeto maior, mais funcional, que não precisa de ter tão bom aspeto mas ainda funcionar.

Melhor altura de camada para detalhe

Quanto menor a altura de camada, mais detalhada a impressão 3D sairá. No entanto, isto só é verdade até atingir altura de camada de 0,1mm, pois ir abaixo disto, 0,05mm por exemplo, não trará aumento visível de qualidade. Para a maioria das impressões diárias que precisam de resolução realmente alta, 0,12mm parece ser o ponto ideal.

Vale ter em mente que imprimir a 0,12mm em vez do padrão 0,2mm aumentará o tempo de impressão consideravelmente, razão pela qual precisará de se perguntar se esse aumento de detalhe vale realmente o tempo extra.

Geralmente imprimo a 0,12mm quando quero um acabamento suave e detalhado, e nesse ponto as camadas são mal visíveis.

Melhor altura de camada para resistência

Geralmente, altura de camada de 0,1mm até 0,15mm dá os resultados mais fortes e ir abaixo ou acima destes valores reduzirá drasticamente a resistência de uma impressão. Vale notar que o diâmetro do bico também desempenha papel importante, pois um com diâmetro grande impresso a baixa altura de camada fornecerá a maior área de contacto, resultando em adesão de camada geral mais forte.

Um estudo foi conduzido para determinar como diferentes alturas de camada e diâmetros de bico afetariam a resistência da impressão. Testaram bicos de 0,4mm, 0,6mm e 0,8mm e alturas de camada variadas e concluíram que quanto mais aumenta a altura de camada, mais fraco a peça se torna; de facto, de altura mínima a máxima houve diferença de resistência de cerca de 3,5 vezes.

Como pode ver nesta imagem, o diâmetro do bico desempenha papel importante, pois imprimir com bico de diâmetro maior mas a baixa altura de camada fornecerá área de contacto mais larga para cada camada aderir à anterior, resultando numa ligação geral mais forte e, portanto, numa impressão 3D mais forte.

Considere orientação de camada

Um objeto que precisa de suportar uma força, como um gancho, por exemplo, onde há tração consistente na mesma direção, deve ser impresso de forma que as linhas de camada estejam alinhadas com a força que vai ser aplicada.

Se o imprimir verticalmente, as linhas de camada serão horizontais, o que significa que o gancho só aguentará tanta força quanto a adesão de camada permitir.

Por outro lado, imprimi-lo de lado significa que as linhas de camada estão alinhadas com a força a que o gancho será submetido e isto aumenta a sua resistência duas vezes, ou mais.

Aqui está um vídeo da CNC Kitchen que entra em detalhe extremo e recomendo vivamente ver se quiser ver a diferença de resistência entre diferentes alturas de camada e orientação de camada.

Adicionalmente, o padrão de preenchimento também tem grandes implicações na resistência de uma peça, e dependendo do que vai ser usado, deve usar um padrão diferente.

Melhor altura de camada para velocidade

Velocidade de impressão e altura de camada são inversamente proporcionais; Quanto mais grossa a altura de camada, mais rápido o tempo de impressão, e quanto mais fina a altura de camada, mais lento a velocidade de impressão. Por exemplo, usando o bico padrão de 0,4mm, imprimir a 0,32mm e 0,1mm de altura de camada é possível e imprimir um cubo 20x20x20mm demorará 18min e 59min respetivamente.

Se quer imprimir o mais rápido possível, deve usar o maior bico com a altura de camada mais grossa possível. Isto reduzirá drasticamente o tempo que demora a imprimir uma peça, ao custo de menor detalhe.

Para a maioria das pessoas usando o bico padrão de 0,4mm, imprimir a 0,28mm ou 0,32mm deve ser a altura de camada máxima para imprimir um objeto. A partir daí, a única forma de aumentar a velocidade, além de ajustar algumas definições no fatiador, é trocar o seu bico atual por um de diâmetro maior.

Melhor altura de camada para prototipagem

A prototipagem precisa de ser rápida, considerando que as peças impressas não serão o produto final. Altura de camada não é o único fator importante; também o diâmetro do bico, percentagem de preenchimento e definições de velocidade de impressão no fatiador.

Em geral, vai querer usar o maior bico que puder, usar o mínimo de preenchimento possível (use preenchimento cúbico se possível, pois é um preenchimento 3D forte em todas as direções), a altura de camada mais grossa e as definições de impressão mais rápidas.

Vale notar que quando aumenta a velocidade de impressão, pode enfrentar alguns problemas; As camadas anteriores podem não ter solidificado corretamente, pode obter muito ringing e ghosting, má precisão dimensional, e mais.

As definições de velocidade variarão para si dependendo da impressora que tem, mas definir velocidade de perímetro para 100mm/s e preenchimento para cerca de 200-250mm/s deve ser um bom começo e reduzir drasticamente o tempo de impressão.

Quanto importa a Altura de Camada?

Aumentar a altura de camada resulta em impressão mais rápida porque a impressora não precisa de depositar tantas camadas para atingir a mesma altura, mas a resolução e qualidade diminuem devido às camadas mais grossas. Para obter uma impressão com aspeto suave e detalhado, altura de camada mais baixa é recomendada.

Se voltar aos dois benchys que linkei antes, pode ver claramente as linhas de preenchimento no impresso a 0,32mm, enquanto no Benchy de 0,12mm essas linhas são mal visíveis. Onde é mais aparente, no entanto, é no telhado e nas grades/paredes laterais do Benchy, pois há um claro efeito de escada.

Quanto mais baixa a altura de camada, menos óbvias essas linhas de camada serão e qualquer efeito de escada será muito menos aparente; no entanto, aumentar a resolução resultará em tempos de impressão mais longos, e chega um ponto em que baixar a altura de camada ainda mais não trará melhorias significativas de qualidade, mas o tempo de impressão aumentará muito.

Em geral, 0,12mm ou 0,1mm são suficientes para produzir resultados extremamente detalhados. Qualquer valor abaixo disto e está apenas a trocar tempo por melhorias marginais de qualidade, se houver.

Calculadora de Altura de Camada para Impressão 3D

A Prusa desenvolveu uma calculadora de altura de camada ótima que lhe permite selecionar altura de camada onde o eixo Z se move apenas em incrementos de passo completo. O eixo Z não costuma estar ativo durante inatividade. Se o eixo estiver desativado durante micro-passo, o eixo salta para o passo completo mais próximo e introduz um erro.

Isto é mais útil para máquinas com fusos imperiais mas também para alturas de camada incomuns com fusos métricos.

Basta introduzir alguns parâmetros e dar-lhe-á a altura de camada ideal.

Números mágicos do motor de passo Ender 3

A altura de camada pode ser dividida em "números mágicos". Estes números mágicos são essencialmente as alturas de camada que funcionam melhor numa impressora particular.

Para os modelos Ender 3, os números mágicos são em incrementos de 0,04 mm, porque a haste roscada levanta 8mm por revolução, e faz isto em 200 passos (por revolução).

Divida esses 8mm por 200 e chegamos ao número mágico de 0,04mm por passo.

Quer manter-se nesse número mágico porque então a impressora está na mesma posição relativa a cada passo ao mover para cima, e isto aumentará a qualidade das suas impressões porque a impressora será consistente em como se move para cima.

Uma vez que conhece o número mágico, pode fazer variações dele, como:

• 0,24 mm
• 0,20 mm
• 0,16 mm
• 0,12 mm
• 0,08 mm

Anteriormente, tinha de configurar manualmente no seu Fatiador, pois as definições padrão definiam alturas de camada para 0,1mm, 0,15mm, etc. e nenhum desses são múltiplos de 0,04mm.

Agora, a maioria dos fatiadores, como o Cura nas versões mais recentes, têm diferentes alturas de camada consistentes com este "número mágico", como 0,12mm para detalhe fino ou 0,28mm para detalhe grosso, e todos funcionam perfeitamente bem com qualquer máquina Ender 3 (bem como qualquer impressora que se mova a 0,04mm por passo).

Problemas associados a diferentes Alturas de Camada

Como mencionei anteriormente, imprimir com bico grande e camadas grossas resultará em aumento de velocidade de impressão, mas o modelo ficará com aspeto feio e pode não ser tão forte, pois as camadas de plástico não têm tanta superfície de contacto para aderir umas às outras.

Por outro lado, ir com camadas extremamente finas, como 0,05mm, pode resultar em perda de qualidade e várias imperfeições na sua impressão, bem como tempo de impressão incrivelmente longo até para os menores objetos.

Se decidir imprimir a resolução muito alta (baixa altura de camada), a menos que consiga a base nivelada à perfeição, pode descobrir que as suas impressões não colam realmente a ela.

Neste caso, recomendo imprimir uma primeira camada maior para conseguir que a impressão cole fortemente à base, e depois definir as camadas seguintes para imprimir na altura de camada desejada.

Conclusão

Não existe "tamanho único" para altura de camada, pois quer ajustá-la dependendo do que está a imprimir.

Se está a desenhar algo você mesmo, prototipar, etc., e precisa de imprimir várias iterações antes do produto final estar pronto, imprima a 0,28mm (se tiver bico de 0,4mm). Isto garantirá que a impressão sai rápida e ainda funcional, enquanto tem bom aspeto.

Quando estiver pronto para imprimir o design final, pode baixar a altura de camada.

Em geral, recomendo manter 0,2mm, pois parece ser onde está o ponto ideal para a maioria das impressões 3D, tanto em qualidade como velocidade.

Espero que esta informação tenha sido útil!

Tenha um ótimo dia!

Perguntas Frequentes

Melhor altura de camada para bico 0.4

0,2mm é a altura de camada ideal para bico de 0,4mm, pois permite tempo de impressão relativamente rápido mantendo alta qualidade de impressão. Vale notar que, tecnicamente, não há altura mínima de camada, pois o tamanho do bico só afeta a altura máxima permitida.

Melhor altura de camada para bico 0.6

0,3mm é a altura de camada ideal para bico de 0,6mm, pois fornece o melhor equilíbrio entre qualidade e tempo de impressão. Vale notar que, tecnicamente, não há altura mínima de camada, pois o tamanho do bico só afeta a altura máxima permitida.

Melhor altura de camada para bico 0.8

0,4mm é a altura de camada ideal para bico de 0,8mm, pois fornece o melhor equilíbrio entre qualidade e tempo de impressão. Se tempos de impressão mais rápidos forem necessários, 0,5mm dará impressão muito mais rápida mantendo qualidade bastante semelhante a 0,4mm.

Melhor altura de camada para Ender 3

A altura de camada da Ender 3 deve ser definida em múltiplos de 0,04mm, pois é quanto o motor move o bico a cada passo, o que significa que deve ser definida em qualquer um dos múltiplos de 0,04mm, como 0,08mm, 0,12mm, 0,16mm, 0,2mm, etc.

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