Por que o Ventilador de Camada é Crucial para o Sucesso na Impressão 3D FDM

Quando se fala das peças funcionais de uma impressora 3D FDM, o ventilador de camada é um dos componentes mais importantes que se pode encontrar. Uma impressora 3D costuma ter duas ventoinhas na zona do HotEnd, uma encarregue de arrefecer o difusor do HotEnd e outra que arrefece o material que sai do bico. Neste artigo falaremos desta última, o ventilador de camada.

Quando é necessário

Todos os utilizadores tentaram imprimir alguma peça com zonas de pequena área, onde o bico está constantemente a mover-se na mesma zona, um processo que causa um excesso de temperatura que amolece a peça. O mesmo acontece ao imprimir peças altas e esbeltas, como um cilindro de pequeno diâmetro, onde o calor se acumula na mesma área e deforma catastroficamente a peça. Outra deformação típica é a que ocorre em balanços muito pronunciados, onde o material ainda quente é deformado pela ação de estar suspenso no ar, até solidificar.

Todos estes problemas são resolvidos simplesmente usando o ventilador de camada corretamente.

Imagem 1: Peças pequenas sem e com ventilador de camada.

Materiais compatíveis

Antes de comentar como configurar o ventilador de camada, o utilizador deve ter em conta com que materiais é recomendado usar o ventilador de camada e com quais não.

PLA

O PLA é o material por excelência que precisa do ventilador de camada, devido ao seu baixo ponto de amolecimento. Isso significa que se o bico for colocado na mesma área por curtos períodos de tempo, a peça sofrerá deformação irreversível. Por este motivo, o ventilador de camada é um componente crucial em todas as impressoras 3D FDM que usam PLA ou algum material compósito que contenha este polímero como base.

ABS

Este material e semelhantes, como ASA, são totalmente incompatíveis com o ventilador de camada. Isto porque o ABS é muito sensível à perda de temperatura contra correntes de ar, aumentos tão bruscos que causam cracking (delaminação das camadas) e a falha total da impressão. Por este motivo, é vital usar ABS e ASA com impressoras 3D totalmente fechadas.

Outros

Além dos materiais discutidos acima, na impressão 3D FDM existem muitos mais tipos de filamentos e cada um com uma configuração de impressão diferente, por essa razão mostra-se abaixo uma tabela com a maioria dos materiais disponíveis e indica-se se precisam ou não de ventilador de camada:

Tabela 1: Ventilador de camada dependendo do material.

Conselhos de especialista

Uma vez que o utilizador já sabe se precisa ou não de usar o ventilador de camada, deve saber como usá-lo e quando.

No início de uma impressão, o utilizador precisa que a primeira camada adira à base com firmeza suficiente para que não se descole durante a impressão. Isso consegue-se, não só usando algum produto que melhore a adesão, mas também mantendo a temperatura estável, por isso o ventilador de camada deve estar desligado durante as duas primeiras camadas. Uma vez que a impressão tem uma certa altura, a velocidade do ventilador de camada deve ser ajustada à geometria da peça em cada camada. Em geral, existem dois casos onde a velocidade deve ser variada: quando o tempo de impressão de uma camada é superior a 5 segundos e quando é inferior a 5 segundos. No primeiro caso, a velocidade do ventilador de camada deve ser aumentada linearmente desde 70% com tempos de camada de 20 segundos ou mais, até 100% com camadas de 5 segundos. Quando o tempo de camada é inferior a 5 segundos, o utilizador deve usar o ventilador de camada a 100% de velocidade, sendo às vezes uma velocidade insuficiente que causa deformação na peça. Este problema, que costuma ocorrer quando se fazem peças estreitas e altas, resolve-se imprimindo várias peças separadas simultaneamente o mais possível para que cada camada tenha tempo para arrefecer.

Qualquer software de fatiamento (Cura3D, Simplify3D, Slic3r...) permite modificar a velocidade do ventilador de camada à altura da peça que o utilizador quiser.

Imagem 2: Configurar ventilador de camada no Simplify3D. Fonte: Simplify3D.

Conclusão

É importante que todos os utilizadores de uma impressora 3D FDM saibam como usar o ventilador de camada corretamente, pois é um complemento que eleva a qualidade e complexidade das peças.