Imprima Peças 3D Multi-Cor ou Multi-Material com Um Único Extrusor – Guia Passo a Passo

Muitos utilizadores de impressão 3D com tecnologia FDM fizeram esta pergunta em algum momento.

A maioria das impressoras 3D FDM desktop tem apenas um extrusor, pelo que o utilizador "perde" a opção de combinar vários filamentos; por exemplo, ao imprimir peças complexas usando um filamento de construção e outro de suporte ou no caso de a peça requerer integrar várias cores.

Imagem 1: Vaso impresso em 3D com filamentos Fillamentut e Mosaic Palette. Fonte: Fillamentut.

Para resolver este problema, existem várias soluções dependendo das necessidades do utilizador e da complexidade da peça. Neste artigo explicaremos duas delas:

• Usar um software de fatiamento (laminador).
• Usar um dispositivo externo.

Usando um software de fatiamento

O método mais simples é usar o Software de Fatiamento para gerar ficheiros .gcode prontos para o utilizador mudar o filamento da impressora no momento certo. Desta forma, podem-se imprimir peças de várias cores ou materiais.

Neste caso, a impressão multi-cor ficará limitada a camadas completas. Ou seja, cada camada isolada será de uma única cor (não haverá duas cores por camada). É muito importante ter em conta estas limitações ao projetar a peça.
Para usar este método, recomenda-se usar Ultimaker Cura, um dos softwares gratuitos mais populares atualmente; embora seja possível realizar o processo com outros softwares de fatiamento sem problemas.

1. Para começar, deve importar o design escolhido para o Ultimaker Cura.
2. Uma vez aberto, deve ajustar os parâmetros segundo o material a usar na impressão da peça.
3. Neste ponto, deve descobrir a que altura ou em que camada quer mudar a cor/material.
4. Uma vez obtida esta informação, vá a Extensões > Pós-processamento > Modificar Gcode e clique em Adicionar Sequência de Comando > Pausar em altura.
5. Na janela pop-up deve escolher pausar por camada ou por mm. Dependendo do design escolhido, será mais conveniente usar um comando ou outro. Em qualquer caso, o número que incluirmos na caixa corresponderá à camada ou altura em que se fará a mudança de filamento.
   O termo "Park Print Head X/Y" refere-se às coordenadas para onde o Hotend deve ser dirigido no momento da pausa. Recomenda-se usar as coordenadas 0/0 (Home) para facilitar a mudança de filamento.
   Além disso, devem-se definir os parâmetros de retração, velocidade de retração e Quantidade de Extrusão. Os dois primeiros dependerão do material usado, enquanto para o último, recomenda-se definir cerca de 5 cm; que corresponderá à quantidade de filamento a extrudir após mudar o filamento, antes de retomar a impressão.
   
   

Imagem 2: Interface do Cura. Fonte: Ultimaker Cura.

Este método não seria viável para imprimir uma peça complexa que requer material de suporte (ABS + PVA). Se forem usados materiais diferentes, deve-se ter em conta o grau de adesão entre eles. Se a adesão não for suficiente, a peça separar-se-á mais cedo ou mais tarde nas camadas de união entre materiais.

Usando um dispositivo externo

O método do software de fatiamento tem certas limitações e requer a participação do utilizador durante o processo de impressão para mudar de material; não é um processo automático.

Para resolver este problema, a Mosaic Manufacturing desenvolveu um dispositivo que permite imprimir com até 4 cores ou materiais diferentes: Mosaic Palette. Neste caso, é possível incluir até 4 cores ou materiais diferentes na mesma camada.

O Mosaic Palette baseia o seu funcionamento na combinação de até 8 fios num só de forma contínua.

Para facilitar o funcionamento e usabilidade do Mosaic Palette 3 e Mosaic Palette 3 Pro, a Mosaic Manufacturing desenvolveu em paralelo o seu próprio software de fatiamento: Canvas.

Ao importar um design para o Canvas, áreas de diferentes cores/materiais podem ser facilmente e intuitivamente marcadas e diferenciadas, como se estivesse a colorir. Neste software, também pode criar os perfis dos diferentes materiais que quer usar.

O Mosaic Palette 3 e Mosaic Palette 3 Pro reconhecem e calculam a quantidade de cada filamento de cada cor/material que precisa de ser usado em cada camada.

Como funciona?

Para realizar o processo de impressão, o Mosaic Palette 3 tem quatro entradas de filamento, e o Mosaic Palette 3 Pro tem oito entradas de filamento (cada uma com o seu próprio extrusor e sensor de filamento).

Uma vez que o filamento é introduzido em cada extrusor, é dirigido ao sistema de corte, que consiste num cortador rotativo que corta o filamento no comprimento exato requerido segundo o programa de fatiamento do Canvas.

Após o filamento ser cortado, o material é unido ao que deve continuar graças ao Splice Core, uma resistência que une os materiais.

Imagem 3: Junção entre dois filamentos. Fonte: Mosaic.

Quando os pedaços de filamento são unidos, passam por uma zona de arrefecimento e passam pela Scroll Wheel, uma roda de ajuste que garante um diâmetro correto ao longo de todo o filamento.

Que materiais pode usar?

O Mosaic Palette 3 e Mosaic Palette 3 Pro podem usar o mesmo material em até 8 cores diferentes, mas também permitem diferentes combinações de materiais.

A tabela seguinte mostra algumas das possíveis combinações de materiais e o seu grau de dificuldade. Em alguns casos indica-se que a combinação de materiais é "Experimental"; isto significa que nem sempre pode ser realizada com sucesso, mas que há utilizadores que imprimiram com sucesso projetos com estes materiais.

MATERIAIS	DIFICULDADE
PLA + PLA	PADRÃO
PLA + PVA	EXPERIMENTAL
PLA + HIPS	EXPERIMENTAL
PLA + TPU	AVANÇADO
PETG + PETG	PADRÃO
PETG + TPU	EXPERIMENTAL + AVANÇADO
ABS + ABS	EXPERIMENTAL
TPU + TPU	AVANÇADO

Além disso, a Mosaic disponibiliza muita informação e recursos na área de suporte do seu site.

Entre estes recursos, pode encontrar configurações recomendadas para unir diferentes fios de materiais, tabelas completas de compatibilidade de materiais, ou resolução dos problemas mais comuns.

Tenha sempre em conta que a configuração de impressão ótima é diferente para cada impressora, por isso os valores que a Mosaic partilha são apenas um guia. Se tiver uma boa configuração de impressão com um determinado material, recomenda-se que use essa configuração se combinar fios deste material.

O Mosaic Palette também tem um espaço na plataforma Thingiverse, onde periodicamente carrega designs adaptados ao uso de várias cores/materiais com Mosaic Palette.

Imagem 5: Design adequado para download gratuito. Fonte: Thingiverse.

Tanto pelos resultados finais como pelo serviço gratuito e recursos oferecidos, o Mosaic Palette 3 e Mosaic Palette 3 Pro são uma opção muito interessante para utilizadores que querem imprimir com várias cores ou experimentar impressão 3D de vários materiais com as suas impressoras 3D FDM de extrusor único.