Guia Profissional: Tingimento de Peças de Poliamida Impressas em 3D para Cor Vibrante e Durabilidade

O Nylon ou poliamida (PA) é um dos polímeros mais usados na impressão 3D profissional. Isto deve-se às suas excelentes propriedades mecânicas de resistência ao impacto, flexibilidade, resistência química e resistência a altas temperaturas.

O material é atualmente usado em forma de pelotas, filamento ou pó, dependendo se se usa uma impressora 3D FDM ou equipamento de impressão 3D SLS.

Apesar das diferenças na natureza de cada tecnologia de fabrico, as peças impressas em 3D de poliamida são incrivelmente fortes, permitindo o fabrico de protótipos funcionais ou peças finais.

Imagem 1: Carretel e peças impressas em 3D com poliamida 6 usando impressão 3D FDM. Fonte: Smart Materials.

Como muitos outros materiais técnicos, são geralmente comprados na sua versão "natural", sem aditivos de cor. Portanto, este tipo de filamentos ou pós geralmente têm um tom branco ou esbranquiçado que, em alguns casos, pode não ser adequado para a aplicação correspondente. Existem casos em que pode surgir a necessidade de obter acabamentos em diferentes cores.

Para tingir peças impressas em 3D com poliamida, deve ter-se em conta que este é um material sintético, pelo que deve ser usado um corante especial para materiais sintéticos, como o corante sintético RIT, que está disponível numa vasta gama de cores.

Outro facto a ter em conta é a higroscopicidade do nylon. Isto significa que o nylon tem a capacidade de absorver humidade do ambiente, o que é um handicap ao armazenar e processar o material, pois a humidade pode afetar negativamente o processo de impressão e até causar falhas de impressão. Por esta razão, recomenda-se realizar o processo de tingimento apenas com peças finais e não com o material não processado.

O processo de tingimento requer preparação prévia das peças impressas em 3D dependendo da tecnologia de fabrico usada:

• Impressão 3D FDM: Se quiser tingir peças impressas em 3D usando tecnologia FDM, deve remover os suportes e pós-processar as peças antes de as tingir. É importante limpar a parte inferior das peças, especialmente se tiver sido usado algum adesivo.
• Impressão 3D SLS: Se o utilizador estiver a trabalhar com tecnologia de impressão 3D SLS, deve remover o excesso de pó, primeiro manualmente, e depois usando uma pistola de ar comprimido. Posteriormente, recomenda-se lavar as peças com água morna.

Imagem 2: Processo de remoção de pó de peças impressas em 3D com tecnologia SLS. Fonte: Filament2print.

Neste ponto, as peças estariam prontas para serem tingidas. Para isso, devem ser seguidos os seguintes passos:

1. Seleção do corante

O utilizador deve ter em conta que o corante escolhido deve ser adequado para materiais sintéticos como o nylon. No caso de usar um corante para fibras naturais, é muito provável que não se obtenham os resultados desejados.

Na Filament2print recomendamos corantes RIT, com os quais trabalhamos há anos com excelentes resultados. Além disso, têm uma vasta gama de cores e permitem até misturar várias cores, podendo assim alcançar tons personalizados.

Imagem 3: Gama de corantes RIT. Fonte: Filament2print.

2. Diluir o corante

Uma vez escolhida a cor, o utilizador deve preparar a solução de água e corante. Uma proporção que costuma dar bons resultados seria 5:1. Deve notar-se que a proporção desta solução afetará diretamente o resultado obtido. Se se desejar um tom mais saturado, deve reduzir-se a proporção de água, enquanto se se desejar um acabamento menos saturado, pode aumentar-se a proporção de água para corante.

Por outro lado, é muito importante calcular o volume de líquido necessário para submergir completamente a peça.

3. Aquecer a solução

O próximo passo é aquecer a solução. A temperatura é também um fator decisivo para o acabamento das peças tingidas. Este parâmetro dependerá em grande medida da cor usada, mas podemos dizer que deve estar entre 60-80 °C. Abaixo de 60ºC, o corante pode não penetrar bem na peça e acima de 80ºC, a peça pode deformar-se.

Tendo em conta este passo, recomenda-se usar um recipiente que possa ser isolado para que o calor não se dissipe facilmente e se mantenha durante todo o processo.

4. Inserir as peças

Uma vez que a solução atingiu a temperatura certa, as peças impressas em 3D podem ser colocadas no recipiente com a solução de corante.

Imagem 4: Introdução de peças impressas em 3D na solução de tingimento. Fonte: Filament2print.

As peças devem estar completamente submersas e o utilizador deve garantir que não flutuam, pois isso significaria que uma parte da peça não absorveria o corante corretamente e resultaria num tom irregular. O mesmo problema ocorreria no caso de tingir várias peças ao mesmo tempo se entrarem em contacto umas com as outras.

5. Tempo de tingimento

O tempo de tingimento pode variar consoante a cor e saturação desejadas. É aconselhável retirar as peças de vez em quando para ver a evolução do tingimento, e retirá-las definitivamente quando se atingir o acabamento desejado.

Quanto mais tempo a peça ficar na solução, mais escura será a cor final. Abaixo pode ver como se consegue um acabamento mais claro ou mais escuro dependendo do tempo de tingimento.

Imagem 5: Cor segundo tempo de tingimento. Fonte: Filament2print.

6. Limpeza

Uma vez removidas as peças da solução, devem ser enxaguadas em água corrente para remover excesso de corante. As peças devem então ser colocadas em papel absorvente e deixadas secar por alguns minutos.

Finalmente, se o processo de tingimento foi realizado corretamente, o utilizador obtém peças tingidas uniformemente. Deve ter-se em conta que tanto a proporção de corante como a temperatura usada e o tempo de tingimento afetarão diretamente o acabamento das peças, pelo que se recomenda realizar testes até obter o resultado desejado.

Sem dúvida, graças aos corantes sintéticos, é possível obter uma multiplicidade de acabamentos personalizados em peças impressas em 3D com poliamida, o que oferece às empresas grande liberdade de design e a possibilidade de personalizar as suas peças e diferenciá-las das demais.