CONSTRUÇÃO GERAL DA IMPRESSORA 3D

Conhecendo uma Impressora FFF

Uma impressora 3D precisa de 2 ingredientes para trabalhar; Filamento e código G.

Para criar seu modelo a partir de filamentos, uma impressora 3D FFF extrudará filamentos em camadas finas umas sobre as outras. A impressora precisa amolecer o filamento à temperatura certa para extrusão. Isso significa que o filamento derrete, mas não perde suas propriedades específicas do material. Uma impressão é construída empilhando várias camadas umas sobre as outras, fundindo todas as camadas com a camada extrudada anterior. 

Uma impressora 3D funciona em três dimensões, portanto, toda impressora 3D funcionará com um sistema de eixos x, y, z. Usando três eixos, todos os pontos no espaço podem ser definidos e essas informações sobre a sua impressão 3D serão gravadas no arquivo de código G. O código G informará a impressora 3D onde o filamento deve ser extrudado e começará na cama de impressão e seguirá para o topo da sua impressão.

COMO FUNCIONA A IMPRESSORA FFF

Os seguintes passos são necessários para formar o objeto desejado a partir do filamento.

Primeiro, o filamento é aquecido na cabeça de impressão na extremidade quente. No final da extremidade quente pode ser encontrado o bico, que expulsa o filamento quando o material está na temperatura certa.

O filamento de extrusão deve ser feito com precisão. O movimento do filamento é feito na transmissão antes de aquecer. Isto é conseguido por pequenas rodas que aderem ao filamento. Eles guiam lentamente o filamento através da extremidade quente e do bico na mesa de impressão. A cabeça de impressão se moverá sobre os eixos x e y sobre a base de impressão para criar a primeira mesada da sua peça.

Quando a primeira camada é concluída, a base de impressão se move para baixo ou para longe do bico. Este movimento é o eixo y. A altura desse movimento será a altura da nova camada. A impressão começará a extrudar e mover novamente, colocando a próxima camada na camada impressa anterior.

Este processo é repetido até que o objeto seja concluído.

CABEÇOTE DE IMPRESSÃO

A cabeça de impressão é onde o material é derretido e empurrado através do bico. A cabeça de impressão se moverá apenas ao longo do eixo x (da esquerda para a direita) e do eixo y (da frente para trás). No exemplo a seguir, o bico da Bolt Pro será mostrado. O fluxo do filamento é mostrado em preto na imagem.

Transmissão (amarela)

A cabeça de impressão nesta imagem está equipada com uma unidade direta. Isso significa que o filamento é guiado diretamente para o ponto quente, dando um controle mais direto sobre o fluxo do filamento extrudado.

Extremidade quente (vermelho)

A extremidade quente é a montagem aquecida do sistema extrusor. Consiste em um tubo quente, termistor (termopar que faz a leitura da temperatura), cartucho de calor e o bico. No caso da Bolt Pro, a extremidade quente pode suportar temperaturas de até 360 °C. Já as impressoras Intamsys elevam a temperatura do bico até 450 °C para aplicações especiais.  

Arrefecimento + conduta do ventilador (azul)

O duto do ventilador é uma parte importante da cabeça de impressão. Sem o resfriamento adequado da peça, a impressão distorce e as impressões ficam distorcidas.

Bico (verde)

O bico é a pequena abertura onde o filamento sai da cabeça de impressão. O bico de parafuso padrão possui uma abertura de 0,4 mm, que pode ser substituída por um tamanho diferente para criar um fluxo maior ou menor de filamento, ou um bico de material diferente para filamentos mais abrasivos, por exemplo.

GUIA DO FILAMENTO

A Bolt Pro e alguns modelos Intamsys são capazes de armazenar dois rolos de filamento e podem imprimir os dois tipos de filamento na mesma sessão de impressão. Se você olhar para a foto, verá os rolos de filamentos na parte inferior da impressora Bolt Pro.

A impressora usa uma série de tubos brancos, conhecidos como tubos guias do filamento ou Tubos PTFE, e guia o filamento para a cabeça de impressão acima da base de impressão.  

MESA DE IMPRESSÃO

A partir da cabeça de impressão, o material é depositado na mesa de impressão (aquecida). A base de impressão é uma superfície de construção que pode ser aquecida para impedir que o material resfrie (e encolha) demais durante o processo de impressão. Se as primeiras camadas da impressão encolherem muito rapidamente, isso levará ao que é comumente chamado de “distorção”. Isso resulta nos cantos da peça impressa levantando a superfície de construção. Mesas aquecidas geralmente produzem maior qualidade de impressões acabadas. Cada tipo de filamento possui suas próprias configurações recomendadas de temperatura do leito.

Para garantir que o material impresso cole na cama de impressão, use um adesivo de impressão ou outro material adesivo 3D. Ambos são aplicados à cama antes da impressão. Um exemplo de material adesivo são as colas bastão a base de PVP ou Sprays de cabelo (fixação). Como a maioria dos filamentos não adere bem ao vidro, muitas vezes é necessário material adesivo para resolver esse problema. A vantagem do vidro é o baixo custo de produção e a superfície de impressão bastante plana.

DESAFIOS DA IMPRESSÃO 3D

Como explicado anteriormente, a Impressão 3D FFF cria todas as camadas de objetos por camada, de baixo para cima. Cada camada será colocada em cima da anterior. Isso pode ser comparado com o empilhamento de moedas. Se você empilhar moedas ordenadamente umas sobre as outras, a pilha não cairá. Se você empilhar as moedas tortas umas sobre as outras, a pilha cairá eventualmente. Na impressão 3D, isso é chamado de excesso e acontece quando partes das impressões 3D não têm suporte suficiente.

Isso significa que a impressão em 3D da letra “I” não deverá causar problemas. Cada camada é igual à anterior e pode ser colocada com segurança na camada anterior.

A letra V também pode ser impressa com sucesso. Isso se deve à forma e ao ângulo do V. Cada camada será deslocada na camada anterior, mas haverá sobreposição suficiente do filamento para poder empilhá-lo com segurança na camada anterior.

Mas a letra T pode fornecer problemas por causa do topo da carta. A primeira camada da seção transversal não pode ser extrudada em sua camada anterior.

O suporte à interrupção pode resolver os problemas indiretos e o suporte solúvel é capaz de resolver qualquer problema de sobrecarga. Mas imprimir material solúvel, duas cabeças de impressão são necessárias. Imprimir os suportes com o mesmo material da peça também resolve o problema, no entando a separação do suporte da peça sempre deixa marcas e reduz a qualidade superficial.  

Ao projetar impressões 3D, é recomendável trabalhar sempre com ângulos de 45 °. Essa técnica reduz a demanda por suportes e pode beneficiar a qualidade dos componentes.