Impressão 3D com suporte

Uma das principais limitações da impressão 3D FFF tecnologia é a necessidade de imprimir cada camada sobre a anterior, sem a possibilidade de produzir pontes, balanços ou paredes com grandes declives.

Para contornar isso, é comum o uso de estruturas de suporte impressas que servem como base de suporte para os elementos anteriores. Essas estruturas são conhecidas como suportes.

Imagem 1:Suporte em peças impressas em 3D. Fonte:3DHubs

Partes dos suportes

Os colchetes consistem principalmente em quatro partes:

• Suporte :esta é a estrutura que suporta as camadas em balanço.
  

• Suporte denso :As últimas camadas do suporte em contato com a peça são chamadas de suporte denso. O seu nome deve-se ao facto destas camadas terem uma densidade superior ao resto do suporte. Este é um parâmetro opcional que melhora o suporte da peça, proporcionando uma maior superfície de contato, sem aumentar significativamente o custo do material.
  

• Separação horizontal :É o espaço entre as paredes laterais do suporte e as da peça. Evita que a peça de trabalho adira lateralmente aos suportes.
  

• Folga vertical:É o espaço entre a face superior do suporte e a peça de trabalho.
  

Tipos de suportes

Dependendo do material em que são confeccionados, os suportes podem ser classificados em solúveis e não solúveis. No caso de impressoras com extrusora única, os suportes devem ser sempre produzidos no mesmo material da peça. No caso de extrusoras duplas, os suportes podem ser produzidos em um material diferente do material da peça. Nestes casos, é comum a utilização de um material solúvel em solvente no qual a peça não se solubiliza (ver filamentos pós-solúveis para sustentação).

Parâmetros de configuração de mídia

A utilização de material solúvel ou não solúvel vai condicionar a configuração dos suportes, pelo que é muito importante conhecer os diferentes parâmetros e como afetam o comportamento dos suportes.

Cada software de plastificação pode incluir parâmetros próprios que não estão disponíveis em outros programas, por isso é aconselhável consultar o manual do software utilizado. No entanto, existe uma série de parâmetros comuns a todos eles e que permitem configurar qualquer tipo de suporte:

• Limite de suporte ou cantilever :Este é o ângulo máximo da parede a partir do qual os suportes serão gerados. Valores entre 30 e 60 são geralmente usados. Pequenas alturas de camada permitem que declives maiores sejam impressos sem suportes, enquanto grandes alturas de camada podem exigir suportes mesmo com pequenos declives.
  

• Tipo/padrão de preenchimento :O preenchimento é configurado como uma estrutura de baixa densidade. Os padrões que podem ser selecionados são semelhantes aos usados ​​no preenchimento da peça. Unidirecionais (linhas) serão mais rápidos e fáceis de remover, embora possam ser menos estáveis ​​em partes altas, enquanto bidirecionais (grades) fornecem maior estabilidade, mas podem ser mais difíceis de remover, especialmente em pequenos orifícios.
  

• Densidade do suporte :esta é a proporção entre o espaço vazio e o material nos suportes. Uma densidade maior produz suportes mais estáveis, mas ao custo de um maior custo de material e dificuldade para removê-los. Valores abaixo de 30% são geralmente usados.
  

• Número de camadas de suporte denso :é o número de camadas em contacto com a peça e que terão uma densidade superior ao resto do suporte. É aconselhável usar pelo menos 3.
  

• Densa densidade de suporte :é a densidade das últimas camadas de suporte em contato com a peça. Valores superiores a 30% são geralmente utilizados para substratos não solúveis e superiores a 80% para substratos solúveis.
  

• Separação vertical :É a distância entre a última camada do suporte e a primeira camada da peça. Geralmente, utiliza-se o equivalente a uma camada quando se utilizam suportes não solúveis e zero quando se utilizam suportes solúveis.
  

No caso de impressoras de dupla extrusora, é possível selecionar diferentes extrusoras para o substrato e para o substrato denso. Isso é uma grande ajuda para economizar material solúvel (geralmente a um custo mais alto) e tempo ao solubilizar os substratos. Portanto, é aconselhável selecionar a mesma extrusora que imprime a peça para o suporte e a extrusora com material solúvel apenas para o suporte denso. Desta forma, quando esta interface é dissolvida, o restante do suporte é facilmente destacado da peça sem a necessidade de dissolvê-lo. Com esta configuração, recomenda-se a utilização de no mínimo 5 camadas de suporte denso com separação igual a zero.

Problemas comuns com suportes solúveis

Materiais solúveis, e especialmente materiais solúveis em água, geralmente são mais difíceis de imprimir. Alguns dos problemas comuns são:

• Umidade :Isto diz respeito apenas a materiais solúveis em água. Tais materiais são particularmente sensíveis à humidade, pelo que devem ser armazenados em condições adequadas. Além disso, é aconselhável usar caixas herméticas ou dessecantes durante a impressão, pois podem hidratar em poucas horas. A consequência mais comum de um filamento de suporte úmido é o entupimento no hotend.
  

• Pouca adesão :É muito importante selecionar um material de suporte compatível, não só em termos de temperatura, mas também em termos de adesão. Ao imprimir um cantilever, o suporte serve de base, pelo que uma má adesão provocará uma falha com consequências semelhantes às causadas por problemas de adesão na base de impressão. No caso dos filamentos solúveis em água, a humidade também provoca uma perda de aderência do material, o que é particularmente comum no PVA.
  

• Jams :Como mencionado acima, uma das principais consequências de um suporte de filamento úmido são os encravamentos, mas não é a única causa. Manter o hotend em altas temperaturas sem imprimir por muito tempo também pode causar atolamentos. Portanto, quando as trocas de extrusora não forem frequentes, é aconselhável reduzir a temperatura da extrusora inativa em 30 °C.
  

Observação:Este guia aborda conceitos de forma geral e não foca em uma marca ou modelo em particular, embora possam ser mencionados em algum momento. Pode haver diferenças importantes nos procedimentos de calibração ou ajuste entre diferentes marcas e modelos, por isso é recomendável consultar o manual do fabricante antes de ler este guia.