FDM vs Impressoras de Resina 3D: Escolhendo a Melhor Opção para Seus Projetos

Impressoras FDM e de resina são os dois tipos mais comuns de impressoras 3D atualmente disponíveis no mercado para entusiastas e amadores de impressão 3D doméstica e, embora ambas sejam impressoras 3D, não poderiam ser mais diferentes uma da outra.

Saber qual escolher é algo que considero extremamente importante, pois você deseja obter a máquina certa para suas necessidades específicas, já que funcionam de maneira muito diferente.

Neste artigo, abordaremos o que é impressão 3D, as diferenças entre impressoras FDM e de resina, qual é mais adequada para cada caso de uso, os custos associados a elas e muito mais!

A resposta curta é: Impressoras FDM usam filamento plástico como material de impressão, que é derretido e depositado para criar o objeto camada por camada, enquanto impressoras de resina usam uma resina líquida que é curada, geralmente camada por camada, por uma luz ultravioleta que a endurece. Impressoras de resina têm uma qualidade de impressão muito superior às FDM, mas isso vem a um custo mais alto, tanto em preço de compra quanto no custo de operação da máquina.

O que é Impressão 3D?

A impressão 3D consiste em um processo que começa com a digitalização de um objeto, que pode ser projetado com a ajuda de um software de design assistido por computador (CAD), que então permite materializar esse modelo digital por meio de uma impressora 3D, seja FDM, qualquer uma das impressoras de resina ou qualquer outro tipo.

Uma vez criado o design, você precisa fatiá-lo (slicing) usando um software fatiador (slicer), projetado para "fatiar" ou "cortar" o modelo horizontalmente em várias camadas e, em seguida, gerar essa informação no formato g-code.

A impressora pode então usar essa informação para imprimir o modelo camada por camada, começando pela base, imprimindo toda aquela camada e depois subindo para a próxima, e assim por diante.

Tecnologia FDM

Esta tecnologia, também conhecida como FFF (Fused Filament Fabrication), consiste em usar um filamento de polímero termoplástico que é empurrado através de um bico extremamente quente, aproximadamente 200 °C, que então derrete e deposita o plástico em uma superfície plana, conhecida como mesa (bed), camada por camada.

Impressoras de Resina – Fotopolimerização em cuba

Impressoras de resina funcionam de forma semelhante às FDM, no sentido de que imprimem camada por camada, mas todo o resto é bastante diferente: O processo consiste em uma cuba (vat) preenchida com resina fotopolimerizável que polimeriza quando exposta à luz ultravioleta, solidificando e formando uma fina camada sólida.

O mecanismo contém um laser que emite luz, que é desviado por um espelho para dentro da cuba e desenha a camada a ser impressa em duas dimensões. Também possui uma plataforma que se move de baixo para cima onde o objeto será "fixado", semelhante à mesa de uma impressora FDM, apenas de cabeça para baixo.

Esta tecnologia é conhecida como estereolitografia, ou SLA.

Existem outras tecnologias que usam o mesmo fenômeno de polimerização via luz ultravioleta, que são: Digital Light Processing (DLP) e MSLA (Masked Stereolithography).

O DLP baseia-se na projeção da imagem da peça em sua totalidade. Essa projeção é feita através de um array de espelhos móveis que projetam a imagem inteira sobre a resina, tornando todo o processo mais rápido.

MSLA, também conhecido como LED-LCD, é uma inovação da tecnologia DLP onde o array de espelhos é substituído por um dispositivo LCD, que tem a função de bloquear ou permitir a passagem de luz que então solidificará a resina.

Diferenças entre impressoras de filamento e resina

Como você pode ter visto na breve descrição de ambas as tecnologias, elas funcionam de maneiras completamente diferentes e usam materiais diferentes: FDM usa filamento que derrete e gruda na camada anterior, formando gradualmente o modelo, enquanto SLA, DLP, etc., usam resina que é curada com luz ultravioleta.

Agora, vamos analisar as diferenças entre qualidade de impressão, durabilidade das peças que produzem, custos de ter uma ou outra, e mais.

Qualidade de impressão

O que imediatamente se destaca ao observar as impressões criadas por impressoras de resina é a qualidade e precisão na construção das peças.

Se nos referirmos às tecnologias descritas acima, podemos inferir que, no caso de impressoras FDM, as espessuras de camada são maiores em relação às de impressoras de resina e, portanto, não conseguirão produzir impressões com tanto detalhe, o que é especialmente perceptível em miniaturas.

O produto final da impressora de resina tem um acabamento mais uniforme, sem linhas de costura visíveis que são comuns na impressão FDM. A qualidade de impressão é uma das diferenças mais importantes entre as duas tecnologias, e impressoras de resina realmente produzem impressões de resolução muito mais alta.

Materiais e durabilidade da peça impressa

Uma das forças, até agora, da impressão FDM é a variedade de materiais disponíveis no mercado, pois você pode encontrar centenas de diferentes marcas, tipos, cores e mais de filamentos, mas com impressão de resina você é muito mais limitado.

Além disso, e em relação ao material, a resistência geral dos modelos que saem de uma impressora de resina é bem menor, sem mencionar que a resina se degrada com o tempo quando exposta à luz UV, tornando a peça ainda mais fraca.

Por fim, ao imprimir protótipos, como impressoras de resina não são tão capazes de imprimir modelos grandes quanto impressoras FDM, você pode se ver bastante limitado e tendo que dividir o modelo ou alterar o design completamente.

Volume de construção (Build volume)

O volume da peça a ser impressa também é uma limitação, pois a impressora de resina tem dimensões menores e, portanto, menor volume de impressão.

Deve-se esclarecer que estamos falando do mercado consumidor, ou seja, aquelas impressoras ao alcance da maioria, e não as voltadas para o mercado profissional.

Velocidade de impressão

A velocidade de impressão é maior com impressoras de resina porque a camada a ser solidificada é impressa de uma só vez, então, se imprimirmos vários modelos, impressoras de resina sairão na frente das FDM no que diz respeito à velocidade.

Assim como com impressoras FDM, se você precisar aumentar ainda mais a velocidade de impressão, poderá ajustar as configurações do fatiador para aumentar a altura da camada, bem como outros parâmetros, para que a impressão termine mais cedo. Lembre-se apenas que imprimir mais rápido geralmente significa menor qualidade de impressão.

Pós-processamento

No momento de finalizar a impressão, no caso de FDM, a peça geralmente está pronta para uso. Embora valha notar que em algumas ocasiões é necessário remover material de suporte ou lixar para chamá-la de "finalizada".

Por outro lado, impressoras de resina não são tão simples: a resina não curada deve ser removida em um banho de álcool isopropílico e a impressão deve então ser curada em uma câmara de luz UV (ou você pode deixá-la ao sol). Por fim, mais frequentemente do que não, suportes também precisarão ser removidos.

Manutenção

Impressoras de resina são mais compactas e têm menos peças mecânicas para ajustar, ao contrário das impressoras FDM, que têm elementos que sofrem desgaste com o uso.

Por exemplo, você pode enfrentar um cenário onde o bico entope e precisa ser desentupido, ou as correias podem precisar ser ajustadas ou substituídas, um pedaço de filamento pode cair em um dos ventiladores de resfriamento e travá-lo, etc.

Impressoras de resina com tecnologia DLP ou LED-LCD, a tela LCD pode ser danificada e o filme FEP, que faz parte do tanque de resina, também pode precisar ser substituído de tempos em tempos.

No geral, impressoras de resina são mais caras para manter porque as peças que precisam ser substituídas, embora não com tanta frequência quanto as de uma impressora FDM, são muito mais caras.

Facilidade de uso e segurança

Impressoras de resina são mais fáceis de usar porque não há necessidade de ajustar os diferentes parâmetros da própria impressora (nivelamento da mesa, tensão das correias, etc.), mas deve-se ter cuidado especial porque a resina é líquida e muito tóxica; portanto, você deve ter extremo cuidado ao manusear resina e usar o equipamento de proteção necessário.

Impressoras FDM, por outro lado, usam um filamento plástico sólido, o que significa que não há perigo envolvido. No entanto, impressoras FDM, especialmente as baratas, requerem manutenção consistente e você também pode precisar nivelar a mesa a cada 5 ou 10 impressões.

Tanto polímeros termoplásticos quanto resinas produzem gases que em alguns casos podem ser tóxicos, como é o caso do ABS, que requer trabalhar em áreas ventiladas.

Além disso, no caso de impressoras de resina e como acabei de mencionar, precauções devem ser tomadas porque o material é líquido e relativamente tóxico, então você deve trabalhar com luvas para evitar reações na pele, usar óculos de proteção, etc.

Custo

Dividirei o custo em três componentes:

• Custo de aquisição.
• Custo do material.
• Custo de manutenção.

A adoção da tecnologia está reduzindo seu custo à medida que se torna mais amplamente disponível devido ao crescimento da oferta. FDM está liderando nesse aspecto e claramente o custo de aquisição é menor, embora impressoras de resina para uso doméstico possam ser compradas por US$ 250–300 e só ficarão mais baratas com o tempo.

Filamento também é relativamente acessível, cerca de US$ 20 por carretel de 1 kg.

Por um lado, impressoras de resina precisam de álcool isopropílico, além de fotopolímero, para a cura final e acabamentos e, como mencionei anteriormente, a resina é muito mais cara que o filamento, cerca de 5x mais, e você precisa adicionar o álcool isopropílico à mistura, então agora o preço de operação da impressora é ainda mais alto.

Por fim, o custo de manutenção é maior para impressoras de resina porque as peças que precisam ser substituídas são muito mais caras que as de uma impressora FDM, como a folha FEP, que geralmente deve ser substituída a cada 20 a 30 impressões ou quando apresenta sinais de desgaste.

Impressoras FDM, por outro lado, não requerem manutenção preventiva real, mas, como têm muitas peças mecânicas e frequentemente sofrem danos que exigem um investimento significativo de tempo.

Qual tecnologia escolher?

Escolher qual impressora usar não é tão simples, embora se você valorize qualidade de impressão acima de tudo, eu recomendaria optar por uma impressora de resina, mas vamos pensar nisso por um segundo:

Primeiro, precisamos ser capazes de identificar claramente o problema que temos que resolver, e segundo, precisamos conhecer nossas necessidades funcionais ou não funcionais.

Aqui está um exemplo prático:

Suponha que queremos desenvolver dispositivos eletrônicos funcionais em pequena escala, requerendo algum tipo de recipiente para abrigar o circuito e, ao mesmo tempo, algum mecanismo funcional adicional.

Sugiro montar uma lista de critérios onde possamos ponderar a importância das características que queremos que nosso modelo tenha e dar a cada uma um valor para determinar melhor qual impressora obter dependendo dos resultados:

Critério	Valor
Velocidade de Impressão	5
Precisão	2
Qualidade de Impressão (Resolução)	3
Tamanho	5
Custo	1

Este é apenas um ponto de partida que permite pensar mais objetivamente sobre os prós e contras das diferentes tecnologias e chegar a uma conclusão mais razoável.

Pelo menos por enquanto, impressoras de resina oferecem um nível de detalhe muito superior quando comparadas às FDM e podem até imprimir lotes muito mais rápido. No entanto, tudo isso vem a um custo mais alto, tendo que lidar com resina líquida, comprar e usar equipamento de proteção, usar IPA, etc.

Conclusão

Ambas as tecnologias têm seus prós e contras, bem como características distintivas. Agora, e se impressoras de resina ficarem mais baratas, oferecerem maior volume de impressão e variedade de materiais? Bem, acho que isso vai acontecer nos próximos anos e impressoras de resina ganharão lentamente uma fatia maior do mercado.

Sem entrar em uma análise exaustiva da evolução da tecnologia de cura por luz em cuba, é claro ver que essas impressoras fizeram seu caminho no mercado lenta mas seguramente e também ficaram mais baratas, e acho que o futuro da impressão de resina parece bastante promissor.

Atualmente, no mercado profissional, existem impressoras como a Form 3L que resolvem parte das limitações apresentadas neste artigo, mas estas não se refletem nos modelos de menor custo ou para uso doméstico, pois são impressoras mais caras projetadas para operações maiores.

Agora, embora o futuro das impressoras de resina pareça muito bom, eu realmente acho que, pelo menos para a maioria das pessoas interessadas em impressão 3D, impressoras FDM são melhores, pois não exigem as mesmas precauções para operar como as de resina, já que a resina é tóxica e você tem que ter muito cuidado ao usá-la.