As 10 principais peças de impressora 3D e suas funções

A impressão 3D é um hobby apreciado por milhões de pessoas em todo o mundo e uma tecnologia de fabricação funcional que pode produzir uma ampla gama de peças e produtos. Para atender a essa demanda, uma variedade de impressoras estão disponíveis no mercado. Em geral, estas impressoras partilham os mesmos componentes subjacentes, particularmente em termos de Modelagem de Deposição Fundida (FDM). Essas peças podem ser categorizadas em 10 tipos de componentes de máquinas de impressão 3D.

Este artigo descreverá as peças de impressora 3D que se enquadram em cada uma das dez categorias, bem como as funções dessas peças de impressão 3D.

1. Placa-mãe ou placa controladora

A placa-mãe, também conhecida como placa controladora, serve como hub central ao qual todos os componentes eletrônicos da impressora 3D estão conectados. As principais partes da placa-mãe de uma impressora 3D são descritas abaixo:

• Processador: Converte o código de software programado em um conjunto de instruções a serem seguidas pelas outras peças da impressora para imprimir uma peça. Os processadores usados nas placas-mãe das impressoras 3D são de 8 ou 32 bits.
• Conectores: Conecte todos os componentes eletrônicos da impressora 3D. Eles podem ser na forma de blocos de terminais, conectores DuPont ou USB.
• Drivers de passo: Controle a potência entregue às bobinas separadas em um motor de passo, permitindo que o eixo do motor gire. Uma impressora 3D padrão possui quatro drivers de passo:um para os eixos x, y e z e outro para a extrusora de filamento.
• Comunicações: Instruções do código G são necessárias para imprimir a peça. O programa pode ser fornecido por Wi-Fi, por meio de uma conexão de cabo rígido ou por meio de um slot para cartão SD.

As placas-mãe podem ser atualizadas simplesmente trocando a antiga e conectando os componentes eletrônicos na nova placa. No entanto, deve-se tomar cuidado para garantir que a nova placa possa atender aos requisitos de energia das peças existentes da impressora.

2. Unidade de fonte de alimentação (PSU)

A unidade de fonte de alimentação (PSU) fornece energia para todos os componentes eletrônicos da impressora. Esta unidade é um transformador e retificador que reduz a energia CA e converte a energia CA mais baixa em CC. Uma PSU é a fonte de alimentação para todos os componentes relevantes. A atualização de uma fonte de alimentação geralmente é necessária se novos elementos forem adicionados à impressora 3D que tenham requisitos de energia mais elevados. Tome cuidado para não substituir a fonte de alimentação sem primeiro confirmar se a placa-mãe pode suportar o aumento de potência.

3. Quadro

A estrutura de uma impressora 3D é onde todos os vários componentes mecânicos são conectados, incluindo a placa-mãe. A estrutura normalmente é feita de alumínio, plástico ou aço. Quanto mais rígida ou mais rígida for a estrutura da impressora 3D, mais rápida a impressora poderá imprimir, mantendo a precisão e a qualidade. A maioria das impressoras 3D possui três eixos de movimento retilíneo. Isto significa que a extrusora pode mover-se para a esquerda e para a direita no eixo x e para cima e para baixo no eixo z. O terceiro eixo de movimento é fornecido pela base da impressora, que pode se mover para frente e para trás no eixo y. Os motores de passo são montados na estrutura.

Os quadros da impressora 3D podem ser atualizados. No entanto, esta é muitas vezes uma tarefa complicada que requer a desmontagem e a remontagem de toda a impressora. Uma das atualizações mais simples que os usuários podem fazer é endurecer os reforços e suportes do quadro, melhorando assim a rigidez e a estabilidade gerais.

Uma ilustração de uma moldura de impressora 3D.

4. Interface do usuário

Uma interface de usuário é necessária para interagir com uma impressora 3D. A maioria das impressoras 3D possui uma tela básica com alguns botões e mostradores. Estes são suficientes para selecionar a peça a ser impressa a partir de um cartão SD e permitir a alteração de algumas configurações básicas, como a temperatura da extrusora ou a temperatura do leito. Impressoras mais avançadas terão telas sensíveis ao toque multicoloridas com uma interface amigável. Alternativamente, a impressora pode ser conectada a um PC usando uma conexão com fio ou via Wi-Fi. Software de controle de impressora OEM (fabricante de equipamento original) ou de terceiros pode ser usado para controlar a impressora e monitorar o status da impressão.

A interface do usuário pode ser atualizada para uma versão mais amigável. Deve-se tomar cuidado para garantir que a placa-mãe seja compatível com a nova tela em termos de conexão física da placa e de requisitos de energia. Além disso, o firmware da placa precisará ser atualizado para suportar a nova tela.

5. Conectividade

A conectividade de uma impressora 3D é definida pela forma como o usuário transmite as instruções de impressão do código G ao controlador. Existem três maneiras principais de conectar-se a uma impressora 3D:por meio de um cartão SD, um cabo fixo ou por Wi-Fi. A maioria das impressoras vem com um cartão SD e conexões de cabos fixos. No entanto, o Wi-Fi só está disponível em impressoras mais avançadas. A atualização de um cartão SD/cabo fixo para Wi-Fi geralmente requer a substituição da placa-mãe.

6. Extrusora

A extrusora é usada para puxar o plástico do carretel de filamento, empurrá-lo através de uma câmara aquecida e, em seguida, sair pelo bocal para imprimir uma peça. A unidade extrusora consiste em um motor de passo, uma roda dentada com mola para segurar o plástico, uma extremidade quente e um bico. Os três principais tipos de extrusoras são:

• Acionamento direto: As extrusoras de acionamento direto são normalmente montadas acima da extremidade quente e do bico. Esses tipos de extrusoras empurram o plástico diretamente para dentro da extremidade aquecida e para fora do bico.
• Bowden: A extrusora é montada num local fixo na estrutura da impressora. Uma extrusora Bowden empurra o plástico através de um tubo longo e flexível até a extremidade quente. Isso permite que a impressora imprima mais rápido, pois há menos peso próximo ao bico.
• Extrusoras Duplas: Duas extrusoras separadas são posicionadas lado a lado, cada uma fornecendo um material diferente. Podem ser de qualquer outra cor ou uma única extrusora pode ser usada para imprimir os suportes das peças. Extrusoras de acionamento direto e estilo Bowden podem ser configuradas para extrusão dupla.

A atualização de um acionamento direto para uma extrusora Bowden pode ser feita de forma relativamente simples. São necessários apenas alguns suportes e tubos adicionais. A atualização para extrusão dupla depende de quantos drivers de passo podem ser acomodados na placa-mãe. Também serão necessários pontos de conexão para ventiladores adicionais, hot-ends e sensores de temperatura.

Uma ilustração de uma extrusora/hot end.

7. Controladores de movimento

O controlador de movimento é o mecanismo usado para mover o hot end da impressora ao longo dos três eixos necessários para imprimir uma peça. Um motor de passo é usado para controlar o movimento devido à sua capacidade de manter um posicionamento preciso. No entanto, os motores de passo produzem movimento rotativo. Este movimento rotativo é convertido em movimento linear utilizando um parafuso motorizado ou uma correia dentada. O eixo z é quase sempre acionado com um parafuso de potência, enquanto os eixos x e y podem ser acionados com correias dentadas.

Raramente é necessário atualizar o controlador de movimento. Os motores de passo do equipamento original são capazes de controlar a posição das cabeças de impressão com grande precisão.

8. Material de impressão

As impressoras 3D FDM típicas podem imprimir usando uma ampla variedade de materiais na forma de rolos de filamento. Estes podem ter 1,75 mm ou 3 mm de diâmetro. Abaixo estão algumas categorias gerais de plásticos que podem ser impressos:

• Termoplásticos: Termoplásticos como PLA, ABS e PETG estão entre as matérias-primas mais utilizadas.
• Elastômeros termoplásticos: Os elastômeros são materiais que ainda são flexíveis, como a borracha, após a impressão. Esses tipos de plástico podem ser difíceis de imprimir, exigem uma extrusora de acionamento direto e são mais caros.
• Termoplásticos Preenchidos: Os termoplásticos preenchidos cobrem uma ampla gama de materiais que são uma mistura de termoplásticos e enchimentos adicionais, como pó metálico, fibra de carbono ou serragem. Eles são usados principalmente para criar peças com uma aparência única e proporcionar maior resistência.

Raramente são necessárias atualizações de máquina para imprimir com filamentos diferentes. No entanto, em alguns casos, são necessários acessórios especiais. Por exemplo, pode ser benéfico incluir um gabinete com um tubo de ventilação para a impressora para plásticos como ABS.

9. Cama de impressão

A base de impressão é a área onde a peça impressa é construída. As camas de impressão podem variar em tamanho de 200 x 200 mm a 1 m x 1 m. A base de impressão é frequentemente movida para frente e para trás ao longo do eixo y. A base de impressão pode possuir painéis removíveis que melhoram a aderência da impressão à base e facilitam a retirada da peça após a impressão.

Existem algumas atualizações disponíveis para uma base de impressão, além de adicionar um painel removível para melhorar a adesão. O tamanho da base de impressão depende da estrutura da impressora.

Uma ilustração de uma placa de construção de impressora 3D.

10. Sistema Alimentador

O sistema de alimentação é a rede de tubos pela qual os materiais do filamento entram na extrusora e saem do bico aquecido. O sistema de alimentação correto pode possibilitar a impressão multicolorida sem a necessidade de uma extrusora dupla. Um sistema alimentador é um processo especializado e pode ser adicionado a uma impressora existente.

Uma ilustração de um sistema de alimentação.

O que são peças de impressão 3D?

Peças de impressão 3D referem-se a quaisquer componentes necessários para o funcionamento de uma impressora 3D. Isso inclui extrusoras, placas-mãe, fontes de alimentação e interfaces de usuário, entre outros.

Onde são feitas as peças de impressão 3D?

A grande maioria das peças de impressoras 3D são fabricadas na China.

Qual é o aspecto mais importante das peças de impressão 3D?

O aspecto mais importante da impressão de peças 3D é combinar as especificações da máquina com os seus requisitos. Estude as especificações da impressora que está sendo considerada para compra para determinar se ela pode executar a tarefa de impressão necessária.

Para obter mais informações, consulte nosso guia para impressoras 3D.

“Uma impressora 3D funciona como um sistema eletromecânico integrado, onde o controle de movimento, a regulação de temperatura e a deposição de material operam em coordenação contínua. A placa controladora executa comandos de operação de impressão, gerenciando a distribuição de corrente para drivers de passo e sincronizando o feedback de posição em todos os eixos. As tolerâncias mecânicas na estrutura e na montagem de movimento afetam diretamente a precisão dimensional e o acabamento da superfície. onde os parâmetros de software se traduzem diretamente em resultados físicos mensuráveis.”

Como identificar peças de impressão 3D

Algumas peças da impressora 3D terão um número de série impresso nelas. Isto é especialmente verdadeiro para componentes eletrônicos, como extrusoras ou placas-mãe. Os fabricantes de impressoras normalmente listam peças sobressalentes e seus locais para compra em seus sites.

Como montar peças de impressão 3D

A maneira mais fácil de montar peças de impressora 3D é seguir as instruções on-line, especialmente aquelas fornecidas pelo OEM da impressora. Os manuais de instruções OEM geralmente exibem uma visão explodida de todas as peças da impressora 3D, o que pode auxiliar no processo de montagem.

Perguntas frequentes sobre peças de máquinas de impressão 3D

É difícil montar peças de impressão 3D?

 Uma impressora 3D básica requer algumas habilidades técnicas básicas e pode levar horas para ser montada do zero. A maioria dos fabricantes fornece instruções completas em vídeo sobre como construir a impressora com segurança. É necessário cuidado especial ao trabalhar com peças e sistemas elétricos.

Onde podemos comprar peças de impressão 3D?

As peças da impressora 3D podem ser compradas em quase todos os grandes varejistas online, como Amazon, AliExpress ou Banggood. As lojas locais de impressão 3D podem ter componentes em estoque que podem ser adquiridos com uma pequena margem de lucro. Uma simples pesquisa no Google com as palavras-chave “peças de impressora 3D perto de mim” pode ajudá-lo a descobrir onde comprar peças de impressora.

Quanto custarão as peças de impressão 3D?

O custo das peças da impressora 3D depende da peça que está sendo comprada. A parte mais cara costuma ser a placa-mãe e seus componentes relacionados. Uma placa-mãe típica custa entre US$ 44 e US$ 75. Tenha em mente que uma impressora 3D inteira pode custar apenas US$ 280.

É possível atualizar peças de impressão 3D?

Atualizar impressoras 3D é um hobby vibrante com inúmeros acessórios disponíveis online. Existem também muitos guias online sobre como atualizar as peças da sua impressora 3D.

Resumo

Este artigo revisou 10 categorias de peças de máquinas de impressão 3D e explicou sua finalidade. Para saber mais sobre impressão 3D e como a Xometry pode ajudar com peças de impressora 3D, entre em contato com um representante da Xometry.

A Xometry oferece uma ampla gama de recursos de fabricação, incluindo impressão 3D e serviços de valor agregado para todas as suas necessidades de prototipagem e produção. Acesse nosso site para saber mais ou solicitar um orçamento gratuito e sem compromisso.

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Dean McClements

Dean McClements é graduado em Engenharia Mecânica com mais de duas décadas de experiência na indústria de manufatura. Sua jornada profissional inclui funções significativas em empresas líderes como Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace e Hyster-Yale, onde desenvolveu um profundo conhecimento de processos e inovações de engenharia.

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