Criar um Perfil de Impressão 3D: Guia Passo a Passo para Sucesso em FDM

Na impressão 3D, existe uma série de fatores que dependem do utilizador, que frequentemente determinam se uma impressão será bem-sucedida ou falhará. Todos esses fatores estão reunidos no perfil de impressão que cada utilizador utiliza em cada impressão 3D.

Nos perfis de impressão 3D FDM, um número infinito de parâmetros pode ser modificado: temperaturas e velocidades de impressão, como fabricar as partes internas e externas e todos os demais parâmetros que influenciam a impressão 3D. Por esse motivo, as informações mais importantes são discutidas abaixo ao criar um perfil de impressão.

Aspectos a considerar

Antes de começar a modificar os parâmetros de impressão, deve-se ter em conta uma série de fatores que influenciarão diretamente o resultado:

Geometria da peça

A forma e a espessura de uma peça afetam diretamente os parâmetros de impressão, como velocidades e alturas de camada, pois se uma peça tem áreas de tamanho reduzido, o perfil de impressão deve ter velocidades de fabricação mais baixas para garantir a qualidade da peça.

Material

Como todos os utilizadores já sabem, cada material tem uma gama de temperaturas e velocidades recomendadas por cada fabricante, sendo aconselhável manter-se nesses valores para evitar possíveis problemas, como o aparecimento de partículas de filamento calcinado no bico devido ao excesso de temperatura, que posteriormente causam o entupimento do filamento.

Impressora 3D

Dentro das impressoras 3D FDM existem diferenças importantes. Uma das diferenças que mais influencia a configuração do perfil de impressão é o tipo de extrusor, direto ou Bowden, já que valores muito diferentes são necessários nas seções de velocidade de impressão, velocidade e comprimento de retração e até mesmo no fluxo.

Ambiente

Algo que poucos utilizadores levam em conta é o ambiente onde a impressora 3D está localizada. Temperatura, humidade ou a existência de correntes de ar são fatores que afetam diretamente o perfil de impressão e, em alguns casos, o acabamento superficial das peças.

Objetivo da peça

Uma das muitas vantagens da impressão 3D é que a mesma peça pode ser feita com infinitas configurações diferentes: melhor ou pior acabamento superficial dependendo do tempo de impressão, mais resistência numa superfície ou noutra, etc. Isso é conseguido adaptando cada perfil a cada caso particular.

5 testes essenciais

Uma vez claros todos os pontos acima, é hora de configurar o perfil e, para isso, a Polymaker desenvolveu o PCP (Processo de Criação de Perfil), cinco testes para que todos os utilizadores alcancem o perfil de impressão ideal:

Teste 1: Fluxo do extrusor

O primeiro passo é encontrar a temperatura ideal para o material que o utilizador precisa utilizar. Deve-se começar usando a temperatura mais baixa recomendada pelo fabricante do filamento e aumentá-la até que o fluxo seja contínuo e não haja entupimentos no HotEnd.

Imagem 1: Fluxo do extrusor. Fonte: Polymaker.

Utilizadores que desejem ajustar a temperatura perfeitamente podem realizar um teste de temperatura, como o teste na imagem seguinte.

Imagem 2: Teste de torre de temperatura.

Teste 2: Gestão de fluxo

Esta secção deve corrigir erros de impressão causados por uma má configuração de fluxo. Essa má gestão pode causar fluxo irregular devido à pressão excessiva do extrusor ou detritos de filamento por toda a superfície da peça devido à configuração incorreta de retração.

Imagem 3: Gestão de fluxo. Fonte: Polymaker.

Teste 3: Ventoinha de camada (arrefecimento)

A ventoinha de camada é um dos componentes mais importantes de uma impressora 3D, pois com ela é possível obter geometrias mais complexas e acabamentos superficiais de maior qualidade.

O esquema seguinte mostra as forças que atuam na junção entre camadas. "F1" é a força de elevação do material quando está em balanço e "F2" é a força de contração causada pela tensão da camada superior. O valor destas duas forças deve ser aproximadamente zero para manter a estabilidade mecânica e geométrica. Para alcançar "F1 = 0", deve-se reduzir a altura da camada, o ângulo de balanço e a temperatura de extrusão; ou aumentar a velocidade da ventoinha de camada. No caso de "F2", o valor da força pode ser minimizado aumentando a temperatura de extrusão ou reduzindo a velocidade de extrusão.

Imagem 4: Importância da ventoinha de arrefecimento. Fonte: Polymaker.

Teste 4: Delaminação (warping e cracking)

Algo que costuma ocorrer ao usar filamentos como ABS ou ASA é a delaminação entre camadas (cracking) ou entre a primeira camada e a base (warping). Isso ocorre durante a impressão devido à acumulação de tensão entre camadas, causada pela ação da resistência do próprio polímero (F2) e pela ação na direção oposta da adesão da camada inferior (F1.2) ou da própria base de impressão (F1.1). Quando as forças envolvidas na união não estão equilibradas, ocorre a delaminação, como mostra a imagem seguinte.

Imagem 5: Delaminação (warping e cracking). Fonte: Polymaker.

Para evitar isso, o utilizador deve encontrar a temperatura ideal da base e ter uma impressora 3D fechada quando o material a utilizar o exigir.

Teste 5: Detalhes finos

Finalmente, para garantir que toda a superfície da peça impressa tenha um acabamento perfeito, incluindo as partes mais finas, o utilizador deve ajustar o fluxo e o arrefecimento através da ventoinha de camada. O ajuste dos dois parâmetros deve ser feito modificando cuidadosamente os valores para não exagerar, pois isso pode causar os erros mencionados acima.

Imagem 6: Detalhes finos. Fonte: Polymaker.

Conclusão

Toda a informação detalhada neste artigo destina-se a que um utilizador obtenha o perfil de impressão de qualquer material, tendo em conta que a impressora 3D é capaz de oferecer os parâmetros de impressão necessários.