Suportes em Árvore no Cura: Guia Completo de Configuração e Boas Práticas

Suportes em árvore (tree supports) são essenciais ao imprimir modelos 3D complexos, e se você usa o Cura, deve saber como trabalhar com suportes em árvore e quais configurações usar para qualidade de impressão ideal.

Neste artigo, fornecerei uma visão geral básica do que são suportes e, mais especificamente, o que são suportes em árvore, seus prós e contras, e como usá-los no Cura.

Então, sem mais delongas, vamos começar.

Fundamentos dos Suportes na Impressão 3D

Impressoras FDM e FFF funcionam imprimindo camadas de termoplástico e cada nova camada deve ir sobre a anterior, e neste método a camada inferior suporta a recém-impressa.

Tudo funciona muito bem até que uma peça precise ser impressa que não tenha nenhum tipo de suporte sob ela, e é aí que entram os suportes — e, mais especificamente para este artigo, os suportes em árvore.

Suportes são estruturas que não fazem parte da impressão em si, que permitem lidar com balanços (overhangs) e pontes (bridges) com facilidade, com a única desvantagem de que você acaba consumindo mais material e tendo que fazer trabalho extra para removê-los depois que a impressão termina.

Por Que os Suportes São Necessários e Quando Você Deve Usá-los?

Antes de entrarmos nos detalhes de por que os suportes são necessários e quando devem ser usados na impressão 3D, primeiro precisamos estabelecer o que são suportes em geral.

Sistemas de suporte na impressão 3D são estruturas usadas para manter certos modelos 3D no lugar durante a impressão, que, uma vez terminada a impressão, são destacados do modelo.

É importante notar que nem todos os modelos 3D precisam de um sistema de suporte, mas sim aqueles que têm inclinações físicas de 45° ou mais.

Agora que você tem uma ideia melhor do que são sistemas de suporte na impressão 3D, vamos examinar como saber se você precisa usá-los ou não em suas impressões.

Quando Você Deve Usar Suportes na Impressão 3D?

A primeira coisa a considerar ao decidir se deve ou não usar um sistema de suporte tem a ver principalmente com o ângulo dos balanços, bem como o uso de pontes.

Balanços (Overhangs) são partes da impressão que precisam ser impressas no ar sem ter nenhuma estrutura embaixo para segurá-las/suportá-las.

Um exemplo claro seria se você estiver imprimindo a letra "T" verticalmente, pois não há estrutura suportando as partes horizontais (braços) da impressão, e neste caso, para ter uma impressão bem-sucedida, suportes adicionais serão necessários.

Algo similar acontece com Pontes (Bridges), já que são apenas estruturas horizontais conectadas a duas linhas verticais, como um modelo da letra "H", por exemplo.

Balanços e pontes são geralmente medidos em graus através do eixo Z acima do balanço:

A estrutura "T", por exemplo, tem um balanço de 90°, enquanto a estrutura "Y" tem um balanço de 45°.

Agora, ao se perguntar se um modelo particular precisa de um sistema de suporte, você deve considerar isto: Se um modelo particular tem balanços imensos e múltiplos de 45° ou mais, você provavelmente precisará de um sistema de suporte, e se o ângulo estiver mais próximo de 90°, você absolutamente precisará de um sistema de suporte para imprimir.

Uma coisa que você pode fazer é verificar como sua impressora específica lida com esse problema, pois nem todas as impressoras 3D são iguais e os resultados podem variar entre elas.

Basicamente, alguns modelos com balanço de 45° podem ficar bons em algumas impressoras mesmo sem sistema de suporte, enquanto em outros pode ser virtualmente impossível imprimi-los corretamente.

O que você pode fazer é testar sua impressora 3D imprimindo um teste de balanço que mostrará exatamente em que ângulo sua impressora não consegue mais imprimir corretamente, e isso deve lhe dar uma representação precisa de quando usar suportes e quando pode imprimir sem eles; se a impressão falhar a 60°, você saberá que suportes serão absolutamente necessários a partir desse ponto.

Outra coisa que você pode considerar é ajustar a velocidade de impressão:

É uma regra geral na impressão 3D que velocidades de impressão mais lentas resultam em modelos mais suaves e detalhados, mas isso não se aplica a sistemas de suporte e balanços; quanto mais rápida a velocidade de impressão, melhor os balanços e pontes saem nas suas impressões.

O que isso significa? Simplesmente significa que se você prefere velocidades de impressão mais lentas, provavelmente precisará confiar em algum tipo de sistema de suporte porque não há velocidade suficiente para evitar oscilações ao redor dos balanços e pontes.

Existem muitos sistemas de suporte 3D disponíveis hoje, mas o que focaremos hoje são os suportes em árvore, pois estes geralmente funcionam melhor.

Suportes em Árvore (Tree Supports)

Uma vez que você tenha certeza de que um sistema de suporte será necessário, é hora de descobrir que tipo de suporte de impressão você deve usar, já que existem alguns para escolher, como Suportes em Árvore, Suportes Lineares, Suportes Solúveis, etc.

O sistema de suporte geralmente usado é o de suporte em árvore, pois é único em sua abordagem e muito versátil; tem um aspecto semelhante a uma árvore, daí o nome, que suporta o modelo 3D com seu tronco e galhos.

A ideia por trás deste sistema é garantir que os galhos do suporte estejam anexados apenas às peças de balanço que realmente precisam ser suportadas.

Agora, por que recomendamos suportes em árvore?

Embora suportes possam ser úteis para ajudá-lo a obter uma impressão melhor, eles precisam ser removidos quando a impressão termina, o que pode causar danos à própria impressão ou deixar marcas.

Suportes em árvore são projetados para se anexar apenas às partes que estritamente precisam ser suportadas, e a vantagem aqui é que remover suportes em árvore geralmente não causa tanto dano quanto remover outros tipos de suportes, e isso significa impressões melhores para você!

Benefícios dos Suportes em Árvore

Já mencionei que suportes em árvore tendem a ser superiores na maioria das situações do que outros tipos de suportes, mas quais são todos os benefícios reais de usá-los?

Superfície Mais Limpa

Ao usar suportes em árvore, o "tronco" da árvore não toca a impressão 3D, e como os galhos saem da estrutura principal, eles contactam apenas as estruturas de balanço que realmente precisam de suporte.

Isso significa que haverá nenhuma — ou muito poucas — marcas e impressões deixadas na impressão (apenas onde os galhos do suporte faziam contato), e o modelo em si sairá com ótima aparência.

Este sistema de suporte é muito bom para imprimir "letras" e figuras.

Menos Uso de Filamento e Tempo de Impressão Minimizado

Você não precisa de muito filamento para imprimir suportes em árvore, pois pode usar maior densidade de preenchimento (infill) para tornar a base do tronco mais forte, mas então imprimir a parte oca com baixa densidade de preenchimento, e isso também se aplica aos próprios galhos.

A coisa interessante sobre criar suportes em árvore no Cura é que levará um tempo para calcular as configurações com todas as especificações necessárias para fazê-los, mas uma vez feito isso, imprimir o modelo 3D será mais rápido e usará menos material do que se você tivesse usado outro tipo de suporte.

Quando os Suportes em Árvore Devem Ser Usados?

Você deve usar sistemas de suporte em árvore quando o ângulo do balanço varia de 45° a 60°, ou mais. Em essência, você está considerando a geometria relativa dos seus modelos aqui. Como afirmado na seção introdutória deste artigo, se seus modelos têm balanços de 45°, você deve considerar usar um sistema de suporte em árvore.

Se o balanço estiver mais próximo de 90°, então você absolutamente deve usar o sistema de suporte em árvore para obter bons resultados. Além disso, se seu modelo(s) tiver detalhes complexos e delicados, você deve usar suporte em árvore para melhor detalhamento.

Configurações dos Suportes em Árvore no Cura

Vamos começar com o básico e depois passar para as configurações recomendadas e avançadas que você deve usar.

Onde Encontrar o Modo de Suporte em Árvore?

Para acessar as configurações de suporte em árvore no Cura, você precisa ir em configurações de impressão e depois passar o mouse sobre "Suportes" (Supports) e clicar no ícone de "Engrenagem" (Gear).

Em seguida, ative a "Estrutura de Suporte" (Support Structure) do Cura, bem como todas as diferentes opções de Suporte em Árvore disponíveis, se quiser controlar os parâmetros dos suportes com mais detalhes.

Configurações de Suporte em Árvore

As configurações que compõem o sistema de suporte em árvore são o ângulo do galho (branch angle), distância do galho (branch distance), diâmetro do galho (branch diameter), ângulo do diâmetro do galho (branch diameter angle), resolução de colisão (collision resolution), espessura da parede (wall thickness) e contagem de linhas da parede (wall line count). Nas configurações do fatiador de uma impressora 3D, sempre há uma configuração particular para todos os sistemas de suporte em árvore. Aqui estão as configurações recomendadas.

Configurações Recomendadas

Ângulo do galho (Branch angle): Este é o ângulo no qual os galhos "crescerão" do tronco principal. Um valor menor os torna mais verticais, enquanto um valor maior significa mais força e distância. Um valor recomendado é 45° a 50°.

Diâmetro do galho (Branch diameter): Uma configuração recomendada para isso é 2 a 3 mm, pois o diâmetro do tronco deve ser de valor maior que o diâmetro do galho.

Desativar configurações de suporte regular: Você deve sempre desativar as configurações de suporte regular quando quiser usar suportes em árvore. Caso contrário, sua impressora 3D gerará tanto os suportes regulares quanto os de árvore.

Desvantagens dos suportes em árvore

O sistema de suporte em árvore é tão eficaz e confiável que as desvantagens são quase inexistentes. A única coisa que vem à mente é o tempo extra consumido durante o fatiamento (slicing), já que sua CPU levará um pouco mais que o normal para fatiar o design do suporte em árvore.

Conclusão

Suportes em árvore não apenas ajudarão você a imprimir modelos melhores, mas também tornarão todo o processo mais rápido e consumirão menos material.

Embora existam muitos outros suportes de impressão 3D, o sistema de suporte em árvore é a melhor alternativa entre todos eles, pelo menos na maioria dos cenários.

Se você quer impressões 3D detalhadas, considere dar uma chance aos suportes em árvore.

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