Projeto para Impressão 3D
Impressão 3D - Fundamentos
START
Tópicos
Processo
Modelação
Peças
Impressão
Regras a cumprir durante o processo de modelação
Características do processo de FDM
Anatomia de uma peça impressa
Regras a cumprir durante a preparação da impressão
De modo a obter impressões sem defeitos, é importante entender as principais regras de modelação e de preparação dos modelos para impressão.É igualmente importante conhecer as principais características do processo de FDM e das peças impressas.
Enquadramento
Processo
Características do processo de FDM
Impressão de uma peça por FDM
Influência na qualidade
Aqui não iremos abordar os tipos de equipamento ou componentes ao detalhe, apenas iremos olhar para os aspetos do processo que afetam a qualidade das peças impressas. Como visto anteriormente, o processo de FDM consiste em derreter um polímero e depositar de forma precisa o material, camada após camada, até que a peça se encontre completa. Existem algumas características intrinsecas ao processo que afetam a qualidade das peças finais, tanto visualmente como dimensionalmente.
Tipologia
Estado do equipamento
Firmware
A estrutura fisica da máquina e a sua tipologia têm uma grande influência na qualidade final das peças. Aspetos como a rigidez da máquina, precisão dos movimentos ou velocidades atingidas são pontos a ter em conta quando se deseja atingir a melhor qualidade possível.
Geometria
Sistema de extrusão
Estrutura
A geometria de impressora é um aspeto que pode ter um grande impacto na qualidade final das peças. Aqui iremos apenas olhar para asprincipais tipologias de máquinas cartesianas.
Delta
Core XY
Bed Slinger
Info
Peças
Anatomia de uma peça impressa
Infill - estrutura interna das peças imprssas por FDM
As peças impessas por FDM têm uma anatomia muito particular. De modo a poder tirar o máximo partido deste processo e minimizar tanto os erros de impressão como defeitos, é fundamental ter um bom conhecimento dos vários constituintes de uma peça impressa e qual a sua influência no comportamento da mesmo durante e depois da impressão.
Peça
Estruturas auxiliares
Interface
Suportes
Base
Topo
Enchimento
Paredes
Fundo
Enchimento
As peças impressas por FDM não são sólidas, pois demorariam muito tempo a imprimir e gastariam muito material. Por outro lado, se fossem ocas perderiam a sua resistência. Assim, as peças são impressas com uma estrutura interna chamada enchimento. Os principais parâmetros que definem o enchimento são a geometria e a sua densidade. Estes parâmetros podem ser utilizados para controlar a rigidez de uma pça ou o seu peso. Clique nas imagens para mais informações.
Durante uma impressão, as novas camadas não podem ser impressas no ar. Para evitar que isto aconteça, são geradas estruturas de suporte. Estas estruturas são tipicamente do mesmo material da peça, sendo que em alguns casos são usados outros materiais cujas propriedades facilitam a sua remoção. A geometria dos suportes também é muito diversificada, no entanto a melhor opção é sempre aquela que garante a correta impressão da peça permitindo uma fácil remoção dos suportes.
A correta definição dos suportes tem grande influência na qualidade final da peça, tanto visual como dimensional, evitando camadas descaídas, má qualidade de superfícies negativas ou ainda a falha completa da impressão.
Modelação
Regras a cumprir durante o processo de modelação
Modelo CAD de um motor V8 - vista em corte
Regras de modelação
De modo a tirar o máximo partido do processo de impressão, é necessário conhecer as regras a seguir aquando da modelação das peças. Estas Regras de Projeto têm em consideração o processo específico de impressão e as suas limitações, e aspetos como tempo de impressão, risco de erro, qualidade e, acima de tudo, a funcionalidade e requisitos da peça. Os requisitos da peça, tanto estéticos como funcionais, são os fatores que irão servir de guia no processo de modelação. Estes requisitos podem ser agrupados em 6 diferentes categorias.
Requisitos da peça
Constrangimentos do material
Necessidades de pós processamento
Projeto de impressão
Limitações do processo
Vantagens do processo
Parâmetros da máquina
- Sujeição a cargas
- Sujeição a ciclos de esforço
- Requerimentos de durabilidade
- Sujeição a impactos
- Resistência ao desgaste
- Criticidade do erro
- Peça única VS multiplas peças
- A dimenção da peça excede o volume da impressora?
- Tipo de conecção a realizar após impressão
- Peça visível VS peça oculta
- Importância da qualidade do acabamento
- Peça sujeita a pintura ou revestimento
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Resistência
Title
Title
Estética
Title
Montagem
- Exposição à luz solar
- Exposição a temperaturas extremas
- Contacto com químicos
- Contacto com água
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- Tolerâncias exigidas
- Dimensões da peça
- Montagem da peça
- Material utilizado
- Acesso para pós-processamento
- Pós-processamento a ser aplicado após impressão
Pós-processamento
Title
Precisão
Ambiente
Title
Title
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Regras de projeto - Modelação
Precisão
Chanfros & Boleados
Detalhes & Resolução
Pontes
Paredes inclinadas
Folgas
Furações
Inclusões
Roscas
Orientação & Resistência
Divisão de peças
Suportes
Processo de FDM
Altura: 0,1 mmTempo: 4h 37m
Altura: 0,2 mmTempo: 2h 24m
Altura: 0,3 mmTempo: 1h 43m
Resolução
A resolução deve ser separada em duas componentes: Resolução em XY e rezolução em Z. A resolução em Z está fortemente ligada à altura da camada definida para a impressão. Quanto menor a altura da camada, maior será a resolução. Contudo, o decréscimo da altura da camada signigica maior tempo de impressão. Quanto à resolução em XY, esta está dependente da dimensão do bocal utilizado, sendo tanto maior quanto menor for o diâmetro do bocal. Nas impressoras domésticas, os bocais tipicamente variam entre 0,2 mm e 0,8 mm de diâmetro. A dimensão do bocal também tem impacto na velocidade de impressão. Bocais maiores têm maior débito de material e, assim, permitem menores tempos de impressão.
Espessura da camada
Tempo de impressão
Camadas mais altas podem gerar problemas como delaminações, uma vez que se perde o efeito de "esborrachamento" durante a impressão. Assim, a altura máxima não deve exceder os 80% do diâmetro do bocal.
Detalhes
A capacidade de impressão de pequenos detalhes está também ligada às regras de resolução apresentadas anteriormente. Menores alturas de camada e diâmetros do bocal permitem a impressão de detalhes de dimensão mais reduzida. Como regra de bolso, assumindo um bocal standard de 0,4 mm e altura de 0,2 mm, os modelos não devem incluir detalhes de dimensões inferiores a 2 mm. Os modelos também não devem ter paredes demasiado finas pois estas correm o risco de não serem impressas corretamente (ou de todo). É prudente criar os modelos com paredes sempre mais espessas que 2x ou 3x o diâmetro do bocal.
Inclusões
Oferecem um aperto forte e duradouro. São uma opção mais em conta que os insertos, mas tornam a impressão mais demorada.
Rosca no plástico
Insertos
Oferecem um aperto forte e duradouro. Pode, no entanto, tornar-se uma opção dispendiosa, dependendo do diâmetro do inserto utilizado.
Rosca complexa de modelar e de imprimir e oferece baixa resistência mecânica. Tem a vantagem de apenas necessitar de filamento para o seu fabrico.
Paredes inclinadas
As máquinas de FDM têm a capacidade de imprimir paredes com inclinações negativas. Contudo, acima de um determinado ângulo o suporte oferecido pela camada inferior não é suficiente e começam a surgir defeitos como camadas a cederem.
A capacidade de imprimir paredes inclinadas varia consoante a máquina utilizada e a capacidade de arrefecimento mas, como regra de bolso, não deve exdecer os 45º.
Furações
A impressão de furos pode ser desafiante e a sua orientação desempenha um papel preponderante na qualidade e da peça final. Os furos horizontais sofrem tanto de efeito de escada como de flacidez, tornando os furos ligeiramente achatados na base e no topo. Além disso, requerem frequentemente suportes, que também são difíceis de remover, especialmente no caso de furos cegos.
Os furos verticais podem sofrer em precisão, uma vez que são frequentemente impressos de tamanho inferior ao normal, mas de um modo geral, os furos verticais imprimem-se mais facilmente e com melhor qualidade.
Furos horizontais
Furos verticais
Impressão
Regras a cumprir durante a preparação da impressão
Parâmetros que controlam a impressão - Orca Slicer
Regras de projeto - Impressão
Camadas
Enchimento
Orientação
Suportes
Paredes
Aderência à mesa
Materiais
Costura
Processo de FDM
Materiais diferentes
A fraca aderência entre alguns materiais pode ser utilizada para criar suportes que sejam facilmente removidos e deixem uma qualidade superficial excelente.
Standard
Árvore
Permitem uma impressão mais rápida, são mais fáceis de remover e consomem menos material. Têm, no entanto, maior tendência a soltarem-se da mesa de impressão.
Consistem em torres de densidade e geometria variáveis, que suportam saliências que se podem encontrar quer diretamente por cima da mesa quer por cima da peça.
Uma das características que torna a Fabricação Aditiva extremamente atrativa, tanto no domínio doméstico como empresarial, é a possibilidade de imprimir virtualmente qualquer material. Alguns processos permitem apenas a impressão de 1 tipo de material, enquanto outros conseguem um leque mais abrangente, mas não existe um processo único que permita a impressão de todos os materiais. Processos como FDM ou SLA trabalham maioritáriamente com polímeros, enquanto PBF e BJ são ideais para metais.
É o tipo de material mais utilizado (especialmente em FDM) e pode ser impresso em estado sólido, líquido e ainda em pó.Existem polímeros de baixo custo e fácil impressão, para uso doméstico, bem como polímeros técnicos que requerem equipamento dedicado e podem custar mais de 1500€/Kg.
Muito utilizada em BJ (pó) ou SLA (infundida em resina) para a criação de peças técnicas como queimadores ou moldes.Após sinterizadas, as peças tornan-se extremamente duras e resistentes ao desgaste e altas temperaturas.
A impressão de metal, em pó, é feita maioritáriamente pelos processos de PBF, BJ ou SLS. São processos extremamente técnicos, complexos e dispendiosos, apenas utilizados em contexto indústrial. Podem ser impressos metais como aço, cobre, titânio ou alumínio.
O cimento pode ser visto como um tipo de cerâmico, utilizado em aplicações muito específicas.A mistura tem de garantir uma correta extrusão, permitir que as camadas adiram e se suportem mutuamente e ainda proporcionar uma cura correcta e sem fissuras.
Mteriais como café, madeira ou lã, podem ser transformados em filamentos aplicáveis em FDM.Estes materiais tendem a ser biodegradáveis, muitas vezes têm características técnicas bastante interessantes e são um passo em frente no sentido da economia circular.
Materiais como açúcar, chocolate ou massa podem ser utilizados no processo de FDM para a impressão de peças comestíveis.A impressão destes materiais requer equipamentos prórpios e e que cumpram todos os regulamentos de saúde e segurança.
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Orgânico
Metal
Title
Title
Title
Alimentar
Cerâmico
Polímero
Title
Title
Title
Cimento
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Topic 1
03
02
01
Show enthusiasm, smile, and maintain eye contact with your audience: 'The eyes, kid. They never lie'. Leave them amazed.
If you're going to present live, we recommend practicing your voice and rehearsing: the best improvisation is always the most prepared!
You can create a diagram to summarize the content and use words that will be etched into your audience's memory.
Visual content is a universal, cross-disciplinary language, like music. We can understand images from millions of years ago, even from other cultures.
Did you know that Genially allows you to share your creation directly, without downloads? Ready for your audience to view it on any device and share it anywhere.
We don't like to bore. We don't want to be repetitive. Communicating the same way is boring and unengaging. We do it differently. We sabotage boredom. We create content that the brain enjoys consuming because it stimulates it.
Topic 1
03
02
01
Show enthusiasm, smile, and maintain eye contact with your audience: 'The eyes, chico. They never lie'. Leave them speechless.
If you're going to present live, we recommend practicing your voice and rehearsing: the best improvisation is always the most prepared!
You can create an outline to synthesize the content and use words that are etched into your audience's memory.
Topic 1
Here you can put a highlighted title
If you want to provide additional information or develop the content in more detail, you can do so through your oral presentation. We recommend practicing your voice and rehearsing: the best improvisation is always the most prepared!Pose a dramatic question; it is the essential ingredient to maintain the audience's attention. It is usually posed subtly at the beginning of the story to intrigue the audience and is resolved at the end.
Theme 1
Share your idea with an image
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Topic 1
Here you can add a highlighted title, something that captivates your audience
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Author's name
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Processo
Passos gerais do processo de impressão e principais tecnologias
Image Compositions
Topic 2
Here you can put a highlighted title
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Topic 2
Here you can include a relevant detail to highlight
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Theme 2
They support adding additional info
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Help break the monotony
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Topic 2
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Topic 2
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Did you know...In Genially, you'll find more than 1,000 ready-to-use templates to showcase your content and 100% customizable, which will help you narrate your stories?
Theme 2
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Topic 2
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Topic 2
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Video 2
Video 1
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Video 4
Video 3
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Topic 3
Sections like this will help you organize
Charles Hull - patente da estereolitografia (SLA), 1986
Topic 3
March
January
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February
April
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Topic 3
Interactivity
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Animation
Animation
Creativity
Creativity
Mind Map
Interactivity
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Animation
Animation
Creativity
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Quiz
Sections like this will help you organize
Quiz 1/5
Quiz 2/5
Quiz 3/5
Quiz 4/5
Quiz 5/5
Bibliography
01
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We don't like to bore. We don't want to be repetitive. Communicating the same way always bores and doesn't engage. We do it differently. We sabotage boredom. We create content that the brain likes to consume because it stimulates it.
02
03
Ask a dramatic question; it is an essential ingredient to maintain the audience's attention. It is usually posed subtly at the beginning of the story to intrigue the audience and is resolved at the end.
04
Visual content is a universal, cross-disciplinary language, like music. We can understand images from millions of years ago, even from other cultures.
05
We better understand visual content. Visual content is associated with cognitive and psychological mechanisms. Things enter through the eyes; the first image is what matters. We associate visual content with emotions.
06
Our brain is biologically prepared to process visual content. Nearly 50% of our brain is involved in processing visual stimuli.
Lesson learned!
Aqui faremos a comparação entre algumas das principais estruturas de máquinas cartesianas, avaliando qual a sua influência na estabilidade da máquina. De notar que uma maior estabilidade irá dar origem a peças dimensionalmente mais precisas.
Armação - tipo
Armação - material
Componentes
Aberta
Cantiléver
Fechada
Metal
Acrílico
As máquinas fechadas são por regra as mais robustas e rígidas, levando a impressões mais estáveis e precisas. As máquinas do tipo Cantiléver tendem a criar mais vibrações quando utilizadas em velocidades mais elevadas, no entanto são a opção mais acessível financeiramente.
O material do qual é feita a armação é tão importante como o tipo de armação. Armações metálicas oferecem maior rigidez do que, por exemplo, armações de acrílico, muito comuns em máquinas vendidas em kits para montagem.
Além da armação, a qualidade de alguns dos componentes tem uma grande influência na precisão da máquina. Guias lineares, guias leves (carbono, por ex.), correias com núcleo metálico e extrusor do tipo all metal são apenas alguns tipos de componentes que devem estar presentes para garantir a qualidade e consistência das impressões.
Suportes Standard
São os suportes mais comuns e adequados à maioria das situações. Consistem em torres de densidade e variável, geradas automáticamente, que suportam saliências que se encontrem quer diretamente por cima da mesa quer por cima da peça.
São fácis de parametrizar e controlar no slicer e mais rápidos de gerar. Contudo, em alguns casos podem ser difíceis de remover e levar a uma fraca qualidade superficial.
Base
Para além da camada de Fundo, é possível definir algumas geometrias auxiliares na base da peça e/ou suportes. Estas serão removidas após impressão. Em determinadas situações estas geometrias, como será explicado mais adiante, permitem evitar descolamentos e/ou empenos e assim melhorar a qualidade da peça.
Precisão
A precisão obtida está fortemente ligada à qualidade e tipologia do equipamento e do tipo de material a imprimir. Assumindo um equipamento standard, com um bocal de 0,4 mm, boa rigidez e compensações como Imput shaping e Linear advance, podem ser atingidas tolerâncias dimensionais de 0,1 mm ou melhor. Contudo, durante o projeto é prudente considerar tolerâncias um pouco superiores, como 0,15 mm ou até mesmo 0,2 mm. De notar que a precisão dimensional em Z será sempre melhor do que em XY, uma vez que os movimentos em Z são mais exatos e os movimentos de maior velocidade, principais causadores de vibrações, são executados no plano XY.
Paredes
As paredes referem-se às camadas exteriores, expostas nas direções X e Y. A espessura da parede é o produto entre a espessura de uma linha pelo número de linhas que constituem a parede e é um parâmetro que influencia tanto o aspeto visual como a resistência estrutural da peça. A parede é tipicamente formada por 2 ou mais linhas, onde uma constitui a parede externa e as restantes a parede interna.
Enchimento
Pode também ser necessário aumentar a densidade caso se queira, por exemplo, introduzir pregos nas peças.
Os parâmetros principais do enchimento são a sua geometria e densidade, e estes podem ser alterados de modo a controlar algumas características da peça. De um modo geral, é desejado que o enchimento seja impresso o mais rápidamente possível, gaste pouco material e ofereça rigidez à peça. Para tal são utilizados valores de 15% de densidade e geometrias como Triangular ou Giroide. Pode, no entanto, ser desejavel alterar estes valores. No caso de peças que necessitem de maior rigidez, é comum aumentar a densidade do enchimento (mesmo que apenas localmente).
O mesmo acontece com a geometria. Padrões como Concentrico ou Espiral permitem dar alguma flexibilidade à peça, enquando a Giroide ou Favo de mel são os que oferecem maior rigidez.
Boleados
Chanfros
A adição de um pequeno boleado às arestas verticais pode ajudar a manter a precisão dimensional da peça, em XY, e diminuir o tempo de impressão, uma vez que a máquina não tem de desacelerar tanto.
A aplicação de chanfros segue aproximadamente as mesmas regras que a aplicação de boleados.Podem ser aplicados em arestas verticais com o mesmo propósito dos boleados, mas o efeito é menor. Em arestas horizontais, podem também ser utilizados como reforço ou dissipador de tensões nas camadas superiores. Nas camadas inferiores podem também ser aplicados, desde que a sua inclinação não exceda o limite da máquina (por regra, não exceder os 45º).
Boleados nas arestas horizontais, quando aplicados no topo da peça, podem ajudar a reforçar pardes finas ou pinos. Na base da peça, é de evitar a utilização de boleados horizontais pois vão levar a imperfeições ou defeitos na superfície.
02
The visual content is a cross-disciplinary, universal language, like music. We are able to understand images from millions of years ago, even from other cultures.
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Padrões de enchimento
Existem várias geometrias diferentes de enchimento e a sua escolha deve ter em conta a função da peça.
Na maioria dos casos, o tempo de impressão é o principal fator a ter em conta, sendo que basta escolher uma geometria que garanta o suporte das camadas superiores e que seja de rápida impressão.
Quando é necessária resistência mecânica, já se requer algum cuidado na escolha do enchimento. Geometrias que possuam linhas perpendiculares às paredes da peça e que se entrecruzem são as que oferecem melhores resistências (por exemplo: triangular ou gyroid).
O enchimento pode ser utilizado para controlar a resistência, flexibilidade, peso ou até mesmo o tempo de impressao.
Insertos metálicos
Os insertos metálicos são provavelmente a solução mais utilizada para roscar parafusos metálicos em peças impressas. Estes proporcionam uma fixação bastante resistente, sem levar ao desgaste da peça. Contudo, é necessária uma ferramenta própria para a sua instalação, os furos da peça têm de estar corretamente dimensionados e alguns dos insertos no mercado podem ser relativamente caros.
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April
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Materiais diferentes
Quando é necessário garantir a qualidade superficial das peças e o tolerânciamento dimensional, a utilização de suportes de outros materiais é a opção mais indicada pois permite a impressão sem qualquer intervalo entre aos suportes e a peça. Uma solução passa pela utilização de materiais soluveis, como PVA ou HIPS. Contudo, estes materiais são caros e difíceis de imprimir. Como alternativa, podem ser utilizados materiais que não se liguem quimicamente ao material da peça. Por exemplo, PETG pode ser utilizado na interface entre os suportes e uma peça de PLA, sem qualquer intervalo entre eles. Como o PETG não se liga ao PLA, ter-se-á uma excelente superfície de suporte que será fácilmente removida após a impressão.
Existe um número quase infinito de geometrias e tipologias de impressoras, sendo que cada um tem os seus pontos fortes e fracos. Estas características terão também diferentes impactos na precisão dimensional e qualidade das peças impressas.
A cabeça de impressão move-se a 45º em relação a um tapete móvel que atua como plataformade impressão. Este sistema possui algumas limitações na resolução, especialmente em Z, levando a uma redução na precisão dimensional das peças.
É um tipo de máquina cartesiana de geometria complexa. Não é uma tipologia nada comum, sendo mais utilizada para pesquisa ou aplicações muito específicas. Estas máquinas podem imprimir a velocidades bastante elevadas, sacrificando a precisão dimensional.
Esta tipologia é rara e está praticamente obsoleta no domínio das impressoras domésticas. São equipamentos baratos, simples e que utilizam menos componentes. Contudo, são máquinas lentas e produzem peças de baixa qualidade visual e dimensional.
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Title
Title
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Tapete
SCARA
Polar
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Furos verticais
Quando comparados com furos horizontais, os furos verticais são bastante mais precisos. Aliás, sempre que possível, é preferível a sua utilização em vez de furos horizontais. Embora sejam a melhor opção, as furações verticais também não são perfeitas. Ao longo da impressão, o bocal da máquina vai não só depositando o material, mas comprime-o contra a camada inferior. Este efeito é essencial para a aderência entre camadas mas tem a contrapartida de fechar ligeiramente os furos verticais. Assim, os furos verticais devem ser sobredimensionados durante a modelação (+ 0.05 mm ou 0.1 mm ao diâmetro, dependendo da precisão da máquina.
Para o caso de furos precisos, é preferível modelar o furo sem folga e posteriormente passar uma broca. Existe ainda a hipótese de modelar os furos com alguma geometria adaptável, isto é, que se ajusta ligeiramente ao veio.
Orientação & Resistência
O processo de FDM dá origem a peças Anisotrópicas, isto é, peças que não têm as mesmas características mecânicas em todas as direções. As peças têm sempre mais resistência a esforços aplicados nas direções X e Y, e são mais sensíveis a esforços aplicados em Z. Assim, é importante modelar a peça de forma a que possa ser impressa garantindo que os esforços aplicados durante a utilização estão alinhados com XY e não com Z.
Suportes
Como regra geral, as peças devem ser sempre desenhadas de modo a evitar suportes. Este cuidado tem importância redobrada na modelação de peças técnicas, uma vez que a zona em contacto com os suportes irá ter sempre pior qualidade. Seguem-se algumas guias:
- Má qualidade da peça na zona de contacto com o suporte
- Pequenas características podem partir aquando da remoção dos suportes
- Gasto adicional de material
- Gasto adicional de tempo
- É necessário acesso para a remoção dos suportes
- Evitar ângulos negativos superiores ao limite da máquina
- Evitar pontes e overhangs superiores ao limite da máquina
- Sempre que possível, adicionar um chanfro na zona de overhang
- Evitar boleados grandes na face em contacto com a mesa
Como acontece com qualquer equipamento mecânico, o bom estado dos componentes da máquina é e fundamental para o seu correto funcionamento. Assim, uma manutenção adequada é mais um ponto a ter em conta quando se quer atingir a melhor qualidade das peças impressas. Seguem-se alguns dos principais passos na manutenção dos equipamentos e qual a sua influência na qualidade final das peças.
Após algum uso, é normal notar-se desgaste ou perda de tensão nas correias.Estas alterações podem levar a imprecisões nos movimentos em X e Y e, por sua vez, a vadiações dimensionais nas peças impressas. Para evitar estes defeitos, é importante verificar a tensão das correias periodicamente e substitui-las assim que se verificar algum desgaste.
A limpeza do extrusor pode não afetar diretamente a qualidade dimensional das peças, mas influenciao sucesso da impressão.Sujidade no extrusor leva quase inevitavelmente à extrusão inconstante de plástico ou até mesmo ao entupimento. Nestes casos, embora as máquinas tenham sensores que detetam entupimentos, é quase sempre impossível recuperar a impressão.
Uma mesa incorretamente limpa pode levar a um descolamento da peça e à falha da impressão.Já a limpeza das ventoínhas é importante pois garante o arrefecimento uniforme da peça durante a impressão, evitando empenos, deformações por excesso de temperatura e imprecisões dimensionais.
A limpeza e lubrificação das guias e dos fusos deve ser executada de forma regular.Guias e fusos mal lubrificados podem levar a prisões, desgaste permaturo dos rolamentos e movimentos em Z imprecisos. Qualquer um destes fatores pode levar a defeitos nas peças ou até mesmo à falha da impressão.
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Title
Extrusor
Title
Correias
Title
Guias e Fusos
Title
Mesa/Ventoinhas
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Limpeza
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Ajuste de tensão
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Lubrificação
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Limpeza
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Reforço de paredes
Em casos em que a impressão de paredes finas é necessária, devem, se possível, ser acrescentadas geometrias para a reforçar. Podem ser adicionados chanfros na base da parede para evitar concentrações de tensões ou reforços para melhorar a resistência geral da parede.
Plástico - Plástico
Plástico - Metal
A modelação de roscas pode ser trabalhosa, uma vez que as medidas standard (M) não são adequadas para impressão (especialmente as mais pequenas). Devem ser garantidos os seguintes pontos:
Apertar o parafuso diretamente no plástico é uma das opções mais simples. Para tal, basta desenhar o furo ligeiramente mais fechado que o diâmetro do parafuso a instalar (aprox. 1/2 da altura do dente). Para parafusos de maior dimensão, este método deixa de ser viável e é necessário modelar a rosca na peça a imprimir ou abrir a rosca com um macho.
- Garantir que a inclinação dos dentes é superior a 45º
- Deixar uma folga de 0,2 mm entre a porca e o parafuso (pode variar dependendo da máquina)
- Desenhar a rosca de modo a ter pelo menos 3 ou 4 camadas por dente (quando impresso na vertical)
Uma outra opção passa por utilizar parafusos autoroscantes. Neste caso, a furação tem ser menor que o diâmetro mínimo do parafuso.
- Sempre que possível, cortar parcialmente o parafuso
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O tipo e a qualidade do material a impripir também tem grande influência na qualidade final das peças. Existem diversos materiais de tipos e marcas diferentes, mas podemos garantir uma boa qualidade das peças focando as 3 seguintes características.
Materiais
Contração
Qualidade
Flexibilidade
É mais dificil manter o rigor dimensional das peças quando se utiliza um material flexível como TPU ou PP. Estes materiais são impressos a temperaturas mais elevadas e, para evitar falhas na extrusão, requerem coeficientes de extrusão de 110% a 120%.Este débito extra de material tende a deixar as peças sobredimensionadas. Estes materiais têm também tendência a formar fios, o que poderá afetar a qualidade superficial.
O coeficiente de expansão térmica (CET) dita quanto um material dilata e contrai com a variação de temperatura. Materiais como o ABS ou PC têm um CET elevado, o que faz com que tenham uma grande predisposição a encolher após arrefecimento.Este efeito vai fazer com que a peça tenda a empenar, alterando as dimensões finais ou até fazendo a peça saltar da mesa. Para evitar estes defeitos, é fundamental garantir uma temperatura estável dentro da máquina durante a impressão.
A qualidade do filamento, nomeadamente a idade e humidade absorvida, é dos fatores que mais afetam a qualidade das peças.Apenas o PP não é suscetível à absorção de humidade, os restantes materiais vão absorverndo humidade ao longo do tempo. A partir de um certo valor, a deterioração da superfícial torna-se visível e podem surgir problemas como entupimentos e excesso de fios. A secagem ds filamentos antes da utilização é vital para evitar problemas de humidade.
Suportes
Como regra geral, as peças devem ser sempre desenhadas de modo a evitar suportes. Este cuidado tem importância redobrada na modelação de peças técnicas, uma vez que:
- Evitar ângulos negativos superiores ao limite da máquina
- Evitar pontes e overhangs superiores ao limite da máquina
- Sempre que possível, adicionar um chanfro na zona de overhang
- Evitar boleados grandes na face em contacto com a mesa
- Se possível, modelar a peça de modo a não serem necessários suportes (ver imagem)
- Levam à má qualidade da peça na zona de contacto com o suporte
- Pequenas características podem partir aquando da remoção dos suportes
- Gasto adicional de material e tempo
- É necessário acesso para a remoção dos suportes
Seguem algumas guias para orientar a modelação das peças.
Máquinas Bed Slingers são equipamentos cartesianos nos quais os movimentos em X e Z são feitos pela cabeça deimpressão e os movimentos em Y pela própria mesa. O facto de ser a mesa a movimentar-se faz com que seja mais dificil manter o rigor dimensional e a qualidade superfícial das peças, especialmente a velocidades de impressão mais elevadas ou na impressão de peças altas.
Vantagens- Hardware mais simples e fácil de montar - Equipamento barato - Manutenção fácil de executar
Desvantagens- Velocidades e acelerações limitadas - Propensas a vibrações - Menor precisão dimensional
February
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Paredes inclinadas
As máquinas de FDM têm a capacidade de imprimir paredes com inclinações negativas. Contudo, acima de um determinado ângulo o suporte oferecido pela camada inferior não é suficiente e começam a surgir defeitos como camadas a cederem.
A capacidade de imprimir paredes inclinadas varia consoante a máquina utilizada e a capacidade de arrefecimento mas, como regra de bolso, não deve exdecer os 45º.
Orientação
Como visto anteriormente, as peças impressas por FMD são anisotrópicas. Assim, o seu posicionamento na mesa pode ser utilizado como forma de controlar a orientação da resistência.Além da resistência, a orientação das peças na mesa de impressão deve ter em conta:
Orientação para redução de suportes
- Tempo de impressão - a máquina movimenta-se mais rápido em XY do que em Z. Assim, de modo a reduzir o tempo de impressão, as peças devem ser posicionadas de modo a reduzir ao máximo o número de camadas.
- Redução de suportes - quando possível, a peça deve ser orientada de forma a redizir anecessidade de suportes.
- Aderência à mesa - de modo a evitar que a peça se solte da mesa, esta deve ser posicionada de modo a que tenha a maior área possível de contacto com a base de impressão.
O Firmware da máquina dita o seu comportamento durante todo o processo de impressão. Existem duas funcionalidades que devem estar presentes quando se procura a melhor precisão possível das peças impressas.
Linear/Pressure Advance
Input Shaping
Permite compensar as variações de pressão dentro do bocal através do desfasamento dos movimentos do extrusor e dos movimentos XY da cabeça. Permite melhorar a qualidade dimensional das peças ao evitar defeitos como acumulação de material em excesso em zonas onde a velocidade da cabeça seja menor (como cantos).
Permite, através de pequenos movimentos dos motores, eliminar as vibrações naturais da cabeça de impressão que ocorrem durante a impressão. Especialmente útil para impressões a velocidades elevadas.
Dependendo da geometria da peça ou do material utilizado, pode ser necessário aumentar a àrea de contacto entre a peça e a mesa para evitar que esta se solte ou empene durante a impressão. Em baixo são apresentadas as 3 principais estruturas que podem ser definidas para o efeito.
Aderência à mesa
Brim
Raft
Skirt
Consistem em 2 ou 3 linhas impressas sobre a mesa, a uma determinada distância da peça.Estas linhas servem para iniciar a extrusão, garantindo a existência de material no bocal aquando do início da impressão da peça e evitando defeitos na 1ª camada da peça.
A Brim consiste numa ou várias camadas finas de material extra que se imprimem à volta da base da peça, mas sem tocar nas laterais (ou tocando só ligeiramente, dependendo das definições). Pensa nela como uma espécie de "saia" colada à base da peça.
Uma Raft é uma plataforma de várias camadas impressa debaixo da peça. Pode ser vista como uma base sacrificável, feita para garantir que a primeira camada da peça adere bem e fica nivelada.É muito utilizada na impressão de materiais que tendem a empenar.
O facto da peça não estar em contacto direto com a mesa faz com que não haja uma diferença de temperatura tão elevada entre as primeiras camadas e as restantes, diminuindo o empeno.
Podem ser vistas como uma ferramenta que indica se a máquina está ou não pronta para imprimir corretamente.
A Brim permite aumentar a área de contacto com a mesa, melhorando bastante a aderência.Muito utilizada em peças finas, altas ou que tendam a descolar/empenar.
March
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Inclusões
A introdução de componentes metálicos durante a impressão das peças é uma técnica muito utilizada que permite melhorar a sua resistência de uma forma simples e sem custos adicionais. As peças têm, no entanto, de ser desenhadas tendo em conta o tipo de componente que será introduzido. Seguem-se algumas guias.
- Deixar uma folga em XY de modo a que o componente entre na peça justo (folga de 0,1 mm ou menor)
- Deixar uma folga em Z de pelo menos 1 ou 2 camadas. Dependendo da geometria do componente e para evitar colisões, pode ser necessário aumentar esta folga.
- Na inclusão de componentes magnéticos, estes devem ser colados à peça de modo a evitar danificar a máquina
Fundo
São as camadas do modelo que estão expostas ao exterior, viradas para a mesa. Uma correta definição das camadas de fundo irá não só promover o bom aspeto visual desta parte da peça mas também, e este ponto é o mais importante, irá garantir que a peça se mantém colada à mesa durante a impressão, evitando empenos ou a falha total da impressão.
Avaliação da qualidade da camada de fundo
Divisão de peças
Imprimir uma peça ou conjunto de uma só vez nem sempre é a melhor opção. Em muitos casos, é boa prática a divisão de um modelo em vários componentes para facilitar a impressão.
- Redução/Eliminação da necessidade de suportes
- Melhor orientação e resistência dos componentes
- Diminuição do risco de falha da impressão
- Possibilidade de personalizar certos componentes
- Melhor cumprimento das tolerâncias dimensionais
- Melho aspeto visual das peças
Furos horizontais
Os furos horizontais são os que tendem a ser mais difíceis de imprimir, especialmente quando se trata de furos de maior diâmetro.
Uma ligeira alteração à geometria do furo é suficiente para eliminar quase por compelo os defeitos mensionados anteriormente. Tornar o topo do furo pontiagudo (forma de gota) é a alteração mais utilizada. Estes furos mantêm-se funcionais, não requerem passagem de furação e evitam a necessidade de suportes durante a impressão.
Como explicado anteriormente, a partir de um determinado diâmetro, as furações horizntais apresentam sempre defeitos.
Estes defeitos podem ser mitigados após impressão, com a passagem de uma broca, no entanto há alguns cuidados a ter durante a modelação para evitar as deformações dos furos.
São máquinas mecânicamente distintas nas quais a combinação de 3 motores move verticamente os pontos de ancoragem dos braços, que por sua vez irão movimentar a cabeça de impressão. São máquinas extremamente rápidas mas a sua estrutura é muito propensa a vibrações, afetando a precisão dimensional das peças.
Vantagens- Velocidades de impressão mais elevadas - Impressão de peças muito altas - Boa qualidade das peças
Desvantagens- Fraca precisão dimensional - Hardware complexo - Área de impressão reduzida
Camadas
A altura da camada tem outras implicações na qualidade das peças além do que é afetado pela resolução. Camadas de maior dimensão produzem cordões contínuos de material mais espeços, aumentando a resistêncie em XY. Contudo, o efeito de compressão com a camada inferior é reduzido, diminuindo a resistência em Z. Em alguns materiais, como ABS ou ASA, esta reduzida compressão pode levar a delaminações na peça ainda durante a impressão. Por outro lado, camadas mais finas podem ajudar na impressão de paredes inclinadas uma vez que o bocal não se afasta tanto da camada inferior.
Contudo, se a altura da camada for demasiado pequena pode ocorrer o arrastamento da camada infeior. Este fenómeno torna-se mais visível nas camadas de topo, quando as velocidades de impressão são elevadas e o infill não é denso o suficiente.
Direct Drive
Bowden
Motor de extrusão encontra-se acoplado à cabeça de impressão.O maior peso da cabeça pode levar a um aumento de vibrações e a defeitos relacionados, contudo o sistema direct drive proporciona um melhor controlo da extrusão de material.
Motor de extrusão encontra-se fora da babeça de impressão.Este sstema alivia o peso da cabeça de impressão, levando a uma menor tendência a vibrar durante a impressão. Contudo, a extrusão é mais imprecisa e difícil de controlar. Ao contrário do que acontece com as vibrações, a imprecisão
da extrusão é mais difícil de compensar informáticamente. Assim, este sistema tende a produzir peças mais imprecisas que o Direct Drive.
Este sistema, quando apoiado por um bom firmware, é o que produz peças de melhor qualidade, principalmente no domínio dimensional.
Folgas
No caso de assemblagens e para garantir o encaixe entre as peças, estas devem ser desenhadas considerando uma pequena distância entre si. Esta distância torna-se menor com o aumento da pecisão da impressora. Por regra deve ser considerada uma folga de 0,2 mm para garantir o encaixe entre as peças. Esta distância pode ser reduzida para encaixes do tipo press fit.
Interface
A interface do suporte é uma estrutura opcional que se encontra entre o suporte e a peça. Quando activa, a interface é tipicamente impressa com uma densidade elevada e num material específico (de fácil remoção). Quando impressa no mesmo material da peça, uma elevada densidade pode levar a dificuldades na remoção do suporte e ter um efeito negativo na qualidade da superfície da peça.
Impressão de texto
Para detalhes em relevo e gravados, as larguras recomendadas são de pelo menos três vezes o tamanho do bico num mínimo de profundidade igual ao tamanho do bocal. Em relação ao texto, nem todas as fontes e tamanhos serão legíveis, principalmente se forem de tamanho pequeno.
Redimensione o texto para que todos os traços tenham uma espessura de traço de pelo menos 0,8 mm, ou tente utilizar fontes com letras mais largas e arredondadas. Evite estilos como Itálico ou fontes com letras muito trabalhadas.
Larguras: 1,2 mm Profundidade/Relevo: 0,4 mm
Pontes
Uma ponte é qualquer secção da peça que seja impressa sem suporte por baixo. Como já foi visto, a capacidade de imprimir uma camada sem apoio por baixo depende do equipamento e, em especial, da capacidad de arrefecimento do filamento.
- Redução/Eliminação da necessidade de suportes
- Melhor orientação e resistência dos componentes
- Diminuição do risco de falha da impressão
- Possibilidade de personalizar certos componentes
- Melhor cumprimento das tolerâncias dimensionais
- Melho aspeto visual das peças
Orientação & Resistência
O processo de FDM dá origem a peças anisotrópicas, isto é, peças que não têm as mesmas características mecânicas em todas as direções. As peças têm sempre mais resistência a esforços aplicados nas direções X e Y, e são mais sensíveis a esforços aplicados em Z. Assim, é importante modelar a peça de forma a que possa ser impressa garantindo que os esforços aplicados durante a utilização estão alinhados com XY e não com Z.
Paredes
As paredes, tal como o infill, permiter dar integridade estrutural à peça e devem-se imprimir as peças sempre com um mínimo de 2 paredes. Abaixo deste valor irão surgir buracos nas peças e o efeito do infill tornar-se-á visível no exterior da peça.
No caso de furações que tenham de ser passadas à broca após impressão, é recomendada a utilização de 3 ou mais paredes para evitar a remoção em excesso de material. No que toca à precisão dimensional, é recomendada a impressão da parede exterior antes das interiores para evitar que estas "empurrem" a exterior. Os slicers mais modernos já apresentam opções que permitem compensar estes desvios, no entanto é algo a ter em atenção.
As paredes devem também ser impressas antes do infill para evitar este mesmo defeito, mesmo quando se utilizam 2 ou mais paredes.
Trata-se de uma linha vertical visível na superfície da peça impressa, que aparece no local onde a impressora começa e termina cada camada. Esta marca é inerente ao processo de FDM e pode ter um grande impacto na qualidade das peças.
Costura
Dimensional
Parametrização
Visual
O efeito mais óbvio da costura é o seu impacto visual. Sendo algo que não se consegue eliminar por completo, a melhor opção passa por esconder a costura.Dependendo da geometria da peça, é possível posicionar a costura numa aresta, numa determinada zona da peça ou ainda distribui-la de forma aleatória. Por defeito, a costura é posicionada ao longo
Mesmo quando bem parametrizada, a costura altera as dimensões da peça, ainda que ligeiramente, deixamdo-a mais forte. Veios tornam-se mais largos e furações mais apertadas, o que pode resultar em peças que não encaixam.Além de desenhar as peças com a folga recomendada, as peças podem ser desenhadas de modo a controlar o
Existem vários parâmetros para controlar a costura, mas seguem-se os mais relevantes.Seam gap - permite parar a extrusão um pouco antes do final do contorno, evitando excesso de material na costura. Wipe - permite realizar um movimento extra no final do contorno, sem débito de material, para suavizar a zona da costura.
Scarf seam - Realiza um movimento complexo no ínicio e final de cada contorno para eliminar quase por completo a costura. No entanto, é dificil de afinar e requer peças grandes.
posicionamento da costura. Por exemplo, adicionar um pequeno entalhe num veio para que a costura não afete o seu diâmetro.
das arestas do modelo. Esta é a melhor opção para reduzir a visibilidade da costura sem necessidade de ajustes de parâmetros mais complexos.
Densidade
Mais do que a geometria, a densidade do preenchimento tem uma forte influência sobre o tempo de impressão. Sempre que a resistência da peça não seja relevante, a densidade deve ser a mínima possível por forma a garantir o correto suporte das camadas sobre ela depositadas (tipicamente 10% ou 15%).
Quando a resistência da peça é um fator a ter em conta ou quando esta é usada para, por exemplo, instalar inserts ou pregos, é desejável aumentar a densidade do preenchimento para valores de 30% ou superiores. Acima dos 60%, o rácio força vs. uso de material/tempo de impressão começa a diminuir.
0,05 mm 0,2 mm 0,3 mm Comparação da altura da camada
Inclusões
Incorporar componentes metálicos na peça é uma alternativa tão resistente quanto os insertos, mas pode ser a opção mais desejável uma vez que não deixa quaisquer vestígios ou marcas visuais na peça e o custo é mais reduzido. Contudo, este método requer um trabalho extra durante a modelação da peça, uma vez que os espaços para as porcas têm de ser modelados. De modo aevitar colisões e potenciais danos ao equipamento, é vital deixar uma folga de pelo menos 1 camada entre o topo da inclusão e a camada seguinte.
Topo
São as camadas do modelo que estão expostas ao exterior, viradas para cima, na direção do injetor. Uma correta definição das camadas de topo irá garantir que os modelos não tenham buracos e que as peças têm qualidade visual. Estes são aspetos a terem conta na impressão de peças de maiores dimensões e/ou com grandes secções planas.
Definições inadequadas vs adequadas
Divisão de peças
Imprimir uma peça ou conjunto de uma só vez nem sempre é a melhor opção. Em muitos casos, é boa prática a divisão de um modelo em vários componentes para facilitar a impressão.
- Redução/Eliminação da necessidade de suportes
- Melhor orientação e resistência dos componentes
- Diminuição do risco de falha da impressão
- Possibilidade de personalizar certos componentes
- Melhor cumprimento das tolerâncias dimensionais
- Melho aspeto visual das peças
Máquinas do tipo Core XY são equipamentos cuja geometria consiste numa mesa que se move em Z e os movimentos em X e Y são executados pela cabeça de impressão. Este sistema está a tornar-se o mais utilizado em impressoras cartesianas de gama média/alta. Estes equipamentos conseguem altas velocidades de impressão, mantendo um rigor dimensional que pode chegar a valores inferiores a 0.1 mm.
Vantagens- Velocidades de impressão mais elevadas - Menores vibrações - Boa precisão
Desvantagens- Preços mais elevados - Requer placas de controlo mais potentes
January
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Suportes Árvore
Uma alternativa aos suportes standard, são os do tipo árvore. Estes suportes são tipicamente mais rápidos de imprimir, consomem menos material, são mais fáceis de remover e permitem suportar zonas que estejam por cima de outras peças sem lhes tocar. Contudo, são computacionalmente mais exigentes de gerar e têm maior tendência a soltarem-se da mesa, especialmente quando a sua altura começa a ser significativa.
Regras de Projeto - FDM
CENFIM
Created on October 2, 2025
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Projeto para Impressão 3D
Impressão 3D - Fundamentos
START
Tópicos
Processo
Modelação
Peças
Impressão
Regras a cumprir durante o processo de modelação
Características do processo de FDM
Anatomia de uma peça impressa
Regras a cumprir durante a preparação da impressão
De modo a obter impressões sem defeitos, é importante entender as principais regras de modelação e de preparação dos modelos para impressão.É igualmente importante conhecer as principais características do processo de FDM e das peças impressas.
Enquadramento
Processo
Características do processo de FDM
Impressão de uma peça por FDM
Influência na qualidade
Aqui não iremos abordar os tipos de equipamento ou componentes ao detalhe, apenas iremos olhar para os aspetos do processo que afetam a qualidade das peças impressas. Como visto anteriormente, o processo de FDM consiste em derreter um polímero e depositar de forma precisa o material, camada após camada, até que a peça se encontre completa. Existem algumas características intrinsecas ao processo que afetam a qualidade das peças finais, tanto visualmente como dimensionalmente.
Tipologia
Estado do equipamento
Firmware
A estrutura fisica da máquina e a sua tipologia têm uma grande influência na qualidade final das peças. Aspetos como a rigidez da máquina, precisão dos movimentos ou velocidades atingidas são pontos a ter em conta quando se deseja atingir a melhor qualidade possível.
Geometria
Sistema de extrusão
Estrutura
A geometria de impressora é um aspeto que pode ter um grande impacto na qualidade final das peças. Aqui iremos apenas olhar para asprincipais tipologias de máquinas cartesianas.
Delta
Core XY
Bed Slinger
Info
Peças
Anatomia de uma peça impressa
Infill - estrutura interna das peças imprssas por FDM
As peças impessas por FDM têm uma anatomia muito particular. De modo a poder tirar o máximo partido deste processo e minimizar tanto os erros de impressão como defeitos, é fundamental ter um bom conhecimento dos vários constituintes de uma peça impressa e qual a sua influência no comportamento da mesmo durante e depois da impressão.
Peça
Estruturas auxiliares
Interface
Suportes
Base
Topo
Enchimento
Paredes
Fundo
Enchimento
As peças impressas por FDM não são sólidas, pois demorariam muito tempo a imprimir e gastariam muito material. Por outro lado, se fossem ocas perderiam a sua resistência. Assim, as peças são impressas com uma estrutura interna chamada enchimento. Os principais parâmetros que definem o enchimento são a geometria e a sua densidade. Estes parâmetros podem ser utilizados para controlar a rigidez de uma pça ou o seu peso. Clique nas imagens para mais informações.
Durante uma impressão, as novas camadas não podem ser impressas no ar. Para evitar que isto aconteça, são geradas estruturas de suporte. Estas estruturas são tipicamente do mesmo material da peça, sendo que em alguns casos são usados outros materiais cujas propriedades facilitam a sua remoção. A geometria dos suportes também é muito diversificada, no entanto a melhor opção é sempre aquela que garante a correta impressão da peça permitindo uma fácil remoção dos suportes.
A correta definição dos suportes tem grande influência na qualidade final da peça, tanto visual como dimensional, evitando camadas descaídas, má qualidade de superfícies negativas ou ainda a falha completa da impressão.
Modelação
Regras a cumprir durante o processo de modelação
Modelo CAD de um motor V8 - vista em corte
Regras de modelação
De modo a tirar o máximo partido do processo de impressão, é necessário conhecer as regras a seguir aquando da modelação das peças. Estas Regras de Projeto têm em consideração o processo específico de impressão e as suas limitações, e aspetos como tempo de impressão, risco de erro, qualidade e, acima de tudo, a funcionalidade e requisitos da peça. Os requisitos da peça, tanto estéticos como funcionais, são os fatores que irão servir de guia no processo de modelação. Estes requisitos podem ser agrupados em 6 diferentes categorias.
Requisitos da peça
Constrangimentos do material
Necessidades de pós processamento
Projeto de impressão
Limitações do processo
Vantagens do processo
Parâmetros da máquina
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Resistência
Title
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Estética
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Montagem
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Pós-processamento
Title
Precisão
Ambiente
Title
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Regras de projeto - Modelação
Precisão
Chanfros & Boleados
Detalhes & Resolução
Pontes
Paredes inclinadas
Folgas
Furações
Inclusões
Roscas
Orientação & Resistência
Divisão de peças
Suportes
Processo de FDM
Altura: 0,1 mmTempo: 4h 37m
Altura: 0,2 mmTempo: 2h 24m
Altura: 0,3 mmTempo: 1h 43m
Resolução
A resolução deve ser separada em duas componentes: Resolução em XY e rezolução em Z. A resolução em Z está fortemente ligada à altura da camada definida para a impressão. Quanto menor a altura da camada, maior será a resolução. Contudo, o decréscimo da altura da camada signigica maior tempo de impressão. Quanto à resolução em XY, esta está dependente da dimensão do bocal utilizado, sendo tanto maior quanto menor for o diâmetro do bocal. Nas impressoras domésticas, os bocais tipicamente variam entre 0,2 mm e 0,8 mm de diâmetro. A dimensão do bocal também tem impacto na velocidade de impressão. Bocais maiores têm maior débito de material e, assim, permitem menores tempos de impressão.
Espessura da camada
Tempo de impressão
Camadas mais altas podem gerar problemas como delaminações, uma vez que se perde o efeito de "esborrachamento" durante a impressão. Assim, a altura máxima não deve exceder os 80% do diâmetro do bocal.
Detalhes
A capacidade de impressão de pequenos detalhes está também ligada às regras de resolução apresentadas anteriormente. Menores alturas de camada e diâmetros do bocal permitem a impressão de detalhes de dimensão mais reduzida. Como regra de bolso, assumindo um bocal standard de 0,4 mm e altura de 0,2 mm, os modelos não devem incluir detalhes de dimensões inferiores a 2 mm. Os modelos também não devem ter paredes demasiado finas pois estas correm o risco de não serem impressas corretamente (ou de todo). É prudente criar os modelos com paredes sempre mais espessas que 2x ou 3x o diâmetro do bocal.
Inclusões
Oferecem um aperto forte e duradouro. São uma opção mais em conta que os insertos, mas tornam a impressão mais demorada.
Rosca no plástico
Insertos
Oferecem um aperto forte e duradouro. Pode, no entanto, tornar-se uma opção dispendiosa, dependendo do diâmetro do inserto utilizado.
Rosca complexa de modelar e de imprimir e oferece baixa resistência mecânica. Tem a vantagem de apenas necessitar de filamento para o seu fabrico.
Paredes inclinadas
As máquinas de FDM têm a capacidade de imprimir paredes com inclinações negativas. Contudo, acima de um determinado ângulo o suporte oferecido pela camada inferior não é suficiente e começam a surgir defeitos como camadas a cederem.
A capacidade de imprimir paredes inclinadas varia consoante a máquina utilizada e a capacidade de arrefecimento mas, como regra de bolso, não deve exdecer os 45º.
Furações
A impressão de furos pode ser desafiante e a sua orientação desempenha um papel preponderante na qualidade e da peça final. Os furos horizontais sofrem tanto de efeito de escada como de flacidez, tornando os furos ligeiramente achatados na base e no topo. Além disso, requerem frequentemente suportes, que também são difíceis de remover, especialmente no caso de furos cegos. Os furos verticais podem sofrer em precisão, uma vez que são frequentemente impressos de tamanho inferior ao normal, mas de um modo geral, os furos verticais imprimem-se mais facilmente e com melhor qualidade.
Furos horizontais
Furos verticais
Impressão
Regras a cumprir durante a preparação da impressão
Parâmetros que controlam a impressão - Orca Slicer
Regras de projeto - Impressão
Camadas
Enchimento
Orientação
Suportes
Paredes
Aderência à mesa
Materiais
Costura
Processo de FDM
Materiais diferentes
A fraca aderência entre alguns materiais pode ser utilizada para criar suportes que sejam facilmente removidos e deixem uma qualidade superficial excelente.
Standard
Árvore
Permitem uma impressão mais rápida, são mais fáceis de remover e consomem menos material. Têm, no entanto, maior tendência a soltarem-se da mesa de impressão.
Consistem em torres de densidade e geometria variáveis, que suportam saliências que se podem encontrar quer diretamente por cima da mesa quer por cima da peça.
Uma das características que torna a Fabricação Aditiva extremamente atrativa, tanto no domínio doméstico como empresarial, é a possibilidade de imprimir virtualmente qualquer material. Alguns processos permitem apenas a impressão de 1 tipo de material, enquanto outros conseguem um leque mais abrangente, mas não existe um processo único que permita a impressão de todos os materiais. Processos como FDM ou SLA trabalham maioritáriamente com polímeros, enquanto PBF e BJ são ideais para metais.
É o tipo de material mais utilizado (especialmente em FDM) e pode ser impresso em estado sólido, líquido e ainda em pó.Existem polímeros de baixo custo e fácil impressão, para uso doméstico, bem como polímeros técnicos que requerem equipamento dedicado e podem custar mais de 1500€/Kg.
Muito utilizada em BJ (pó) ou SLA (infundida em resina) para a criação de peças técnicas como queimadores ou moldes.Após sinterizadas, as peças tornan-se extremamente duras e resistentes ao desgaste e altas temperaturas.
A impressão de metal, em pó, é feita maioritáriamente pelos processos de PBF, BJ ou SLS. São processos extremamente técnicos, complexos e dispendiosos, apenas utilizados em contexto indústrial. Podem ser impressos metais como aço, cobre, titânio ou alumínio.
O cimento pode ser visto como um tipo de cerâmico, utilizado em aplicações muito específicas.A mistura tem de garantir uma correta extrusão, permitir que as camadas adiram e se suportem mutuamente e ainda proporcionar uma cura correcta e sem fissuras.
Mteriais como café, madeira ou lã, podem ser transformados em filamentos aplicáveis em FDM.Estes materiais tendem a ser biodegradáveis, muitas vezes têm características técnicas bastante interessantes e são um passo em frente no sentido da economia circular.
Materiais como açúcar, chocolate ou massa podem ser utilizados no processo de FDM para a impressão de peças comestíveis.A impressão destes materiais requer equipamentos prórpios e e que cumpram todos os regulamentos de saúde e segurança.
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Orgânico
Metal
Title
Title
Title
Alimentar
Cerâmico
Polímero
Title
Title
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Cimento
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Topic 1
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Show enthusiasm, smile, and maintain eye contact with your audience: 'The eyes, chico. They never lie'. Leave them speechless.
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Processo
Passos gerais do processo de impressão e principais tecnologias
Image Compositions
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Charles Hull - patente da estereolitografia (SLA), 1986
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Bibliography
01
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03
Ask a dramatic question; it is an essential ingredient to maintain the audience's attention. It is usually posed subtly at the beginning of the story to intrigue the audience and is resolved at the end.
04
Visual content is a universal, cross-disciplinary language, like music. We can understand images from millions of years ago, even from other cultures.
05
We better understand visual content. Visual content is associated with cognitive and psychological mechanisms. Things enter through the eyes; the first image is what matters. We associate visual content with emotions.
06
Our brain is biologically prepared to process visual content. Nearly 50% of our brain is involved in processing visual stimuli.
Lesson learned!
Aqui faremos a comparação entre algumas das principais estruturas de máquinas cartesianas, avaliando qual a sua influência na estabilidade da máquina. De notar que uma maior estabilidade irá dar origem a peças dimensionalmente mais precisas.
Armação - tipo
Armação - material
Componentes
Aberta
Cantiléver
Fechada
Metal
Acrílico
As máquinas fechadas são por regra as mais robustas e rígidas, levando a impressões mais estáveis e precisas. As máquinas do tipo Cantiléver tendem a criar mais vibrações quando utilizadas em velocidades mais elevadas, no entanto são a opção mais acessível financeiramente.
O material do qual é feita a armação é tão importante como o tipo de armação. Armações metálicas oferecem maior rigidez do que, por exemplo, armações de acrílico, muito comuns em máquinas vendidas em kits para montagem.
Além da armação, a qualidade de alguns dos componentes tem uma grande influência na precisão da máquina. Guias lineares, guias leves (carbono, por ex.), correias com núcleo metálico e extrusor do tipo all metal são apenas alguns tipos de componentes que devem estar presentes para garantir a qualidade e consistência das impressões.
Suportes Standard
São os suportes mais comuns e adequados à maioria das situações. Consistem em torres de densidade e variável, geradas automáticamente, que suportam saliências que se encontrem quer diretamente por cima da mesa quer por cima da peça. São fácis de parametrizar e controlar no slicer e mais rápidos de gerar. Contudo, em alguns casos podem ser difíceis de remover e levar a uma fraca qualidade superficial.
Base
Para além da camada de Fundo, é possível definir algumas geometrias auxiliares na base da peça e/ou suportes. Estas serão removidas após impressão. Em determinadas situações estas geometrias, como será explicado mais adiante, permitem evitar descolamentos e/ou empenos e assim melhorar a qualidade da peça.
Precisão
A precisão obtida está fortemente ligada à qualidade e tipologia do equipamento e do tipo de material a imprimir. Assumindo um equipamento standard, com um bocal de 0,4 mm, boa rigidez e compensações como Imput shaping e Linear advance, podem ser atingidas tolerâncias dimensionais de 0,1 mm ou melhor. Contudo, durante o projeto é prudente considerar tolerâncias um pouco superiores, como 0,15 mm ou até mesmo 0,2 mm. De notar que a precisão dimensional em Z será sempre melhor do que em XY, uma vez que os movimentos em Z são mais exatos e os movimentos de maior velocidade, principais causadores de vibrações, são executados no plano XY.
Paredes
As paredes referem-se às camadas exteriores, expostas nas direções X e Y. A espessura da parede é o produto entre a espessura de uma linha pelo número de linhas que constituem a parede e é um parâmetro que influencia tanto o aspeto visual como a resistência estrutural da peça. A parede é tipicamente formada por 2 ou mais linhas, onde uma constitui a parede externa e as restantes a parede interna.
Enchimento
Pode também ser necessário aumentar a densidade caso se queira, por exemplo, introduzir pregos nas peças.
Os parâmetros principais do enchimento são a sua geometria e densidade, e estes podem ser alterados de modo a controlar algumas características da peça. De um modo geral, é desejado que o enchimento seja impresso o mais rápidamente possível, gaste pouco material e ofereça rigidez à peça. Para tal são utilizados valores de 15% de densidade e geometrias como Triangular ou Giroide. Pode, no entanto, ser desejavel alterar estes valores. No caso de peças que necessitem de maior rigidez, é comum aumentar a densidade do enchimento (mesmo que apenas localmente).
O mesmo acontece com a geometria. Padrões como Concentrico ou Espiral permitem dar alguma flexibilidade à peça, enquando a Giroide ou Favo de mel são os que oferecem maior rigidez.
Boleados
Chanfros
A adição de um pequeno boleado às arestas verticais pode ajudar a manter a precisão dimensional da peça, em XY, e diminuir o tempo de impressão, uma vez que a máquina não tem de desacelerar tanto.
A aplicação de chanfros segue aproximadamente as mesmas regras que a aplicação de boleados.Podem ser aplicados em arestas verticais com o mesmo propósito dos boleados, mas o efeito é menor. Em arestas horizontais, podem também ser utilizados como reforço ou dissipador de tensões nas camadas superiores. Nas camadas inferiores podem também ser aplicados, desde que a sua inclinação não exceda o limite da máquina (por regra, não exceder os 45º).
Boleados nas arestas horizontais, quando aplicados no topo da peça, podem ajudar a reforçar pardes finas ou pinos. Na base da peça, é de evitar a utilização de boleados horizontais pois vão levar a imperfeições ou defeitos na superfície.
02
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Padrões de enchimento
Existem várias geometrias diferentes de enchimento e a sua escolha deve ter em conta a função da peça. Na maioria dos casos, o tempo de impressão é o principal fator a ter em conta, sendo que basta escolher uma geometria que garanta o suporte das camadas superiores e que seja de rápida impressão. Quando é necessária resistência mecânica, já se requer algum cuidado na escolha do enchimento. Geometrias que possuam linhas perpendiculares às paredes da peça e que se entrecruzem são as que oferecem melhores resistências (por exemplo: triangular ou gyroid).
O enchimento pode ser utilizado para controlar a resistência, flexibilidade, peso ou até mesmo o tempo de impressao.
Insertos metálicos
Os insertos metálicos são provavelmente a solução mais utilizada para roscar parafusos metálicos em peças impressas. Estes proporcionam uma fixação bastante resistente, sem levar ao desgaste da peça. Contudo, é necessária uma ferramenta própria para a sua instalação, os furos da peça têm de estar corretamente dimensionados e alguns dos insertos no mercado podem ser relativamente caros.
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April
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Materiais diferentes
Quando é necessário garantir a qualidade superficial das peças e o tolerânciamento dimensional, a utilização de suportes de outros materiais é a opção mais indicada pois permite a impressão sem qualquer intervalo entre aos suportes e a peça. Uma solução passa pela utilização de materiais soluveis, como PVA ou HIPS. Contudo, estes materiais são caros e difíceis de imprimir. Como alternativa, podem ser utilizados materiais que não se liguem quimicamente ao material da peça. Por exemplo, PETG pode ser utilizado na interface entre os suportes e uma peça de PLA, sem qualquer intervalo entre eles. Como o PETG não se liga ao PLA, ter-se-á uma excelente superfície de suporte que será fácilmente removida após a impressão.
Existe um número quase infinito de geometrias e tipologias de impressoras, sendo que cada um tem os seus pontos fortes e fracos. Estas características terão também diferentes impactos na precisão dimensional e qualidade das peças impressas.
A cabeça de impressão move-se a 45º em relação a um tapete móvel que atua como plataformade impressão. Este sistema possui algumas limitações na resolução, especialmente em Z, levando a uma redução na precisão dimensional das peças.
É um tipo de máquina cartesiana de geometria complexa. Não é uma tipologia nada comum, sendo mais utilizada para pesquisa ou aplicações muito específicas. Estas máquinas podem imprimir a velocidades bastante elevadas, sacrificando a precisão dimensional.
Esta tipologia é rara e está praticamente obsoleta no domínio das impressoras domésticas. São equipamentos baratos, simples e que utilizam menos componentes. Contudo, são máquinas lentas e produzem peças de baixa qualidade visual e dimensional.
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Title
Title
Title
Tapete
SCARA
Polar
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Furos verticais
Quando comparados com furos horizontais, os furos verticais são bastante mais precisos. Aliás, sempre que possível, é preferível a sua utilização em vez de furos horizontais. Embora sejam a melhor opção, as furações verticais também não são perfeitas. Ao longo da impressão, o bocal da máquina vai não só depositando o material, mas comprime-o contra a camada inferior. Este efeito é essencial para a aderência entre camadas mas tem a contrapartida de fechar ligeiramente os furos verticais. Assim, os furos verticais devem ser sobredimensionados durante a modelação (+ 0.05 mm ou 0.1 mm ao diâmetro, dependendo da precisão da máquina.
Para o caso de furos precisos, é preferível modelar o furo sem folga e posteriormente passar uma broca. Existe ainda a hipótese de modelar os furos com alguma geometria adaptável, isto é, que se ajusta ligeiramente ao veio.
Orientação & Resistência
O processo de FDM dá origem a peças Anisotrópicas, isto é, peças que não têm as mesmas características mecânicas em todas as direções. As peças têm sempre mais resistência a esforços aplicados nas direções X e Y, e são mais sensíveis a esforços aplicados em Z. Assim, é importante modelar a peça de forma a que possa ser impressa garantindo que os esforços aplicados durante a utilização estão alinhados com XY e não com Z.
Suportes
Como regra geral, as peças devem ser sempre desenhadas de modo a evitar suportes. Este cuidado tem importância redobrada na modelação de peças técnicas, uma vez que a zona em contacto com os suportes irá ter sempre pior qualidade. Seguem-se algumas guias:
Como acontece com qualquer equipamento mecânico, o bom estado dos componentes da máquina é e fundamental para o seu correto funcionamento. Assim, uma manutenção adequada é mais um ponto a ter em conta quando se quer atingir a melhor qualidade das peças impressas. Seguem-se alguns dos principais passos na manutenção dos equipamentos e qual a sua influência na qualidade final das peças.
Após algum uso, é normal notar-se desgaste ou perda de tensão nas correias.Estas alterações podem levar a imprecisões nos movimentos em X e Y e, por sua vez, a vadiações dimensionais nas peças impressas. Para evitar estes defeitos, é importante verificar a tensão das correias periodicamente e substitui-las assim que se verificar algum desgaste.
A limpeza do extrusor pode não afetar diretamente a qualidade dimensional das peças, mas influenciao sucesso da impressão.Sujidade no extrusor leva quase inevitavelmente à extrusão inconstante de plástico ou até mesmo ao entupimento. Nestes casos, embora as máquinas tenham sensores que detetam entupimentos, é quase sempre impossível recuperar a impressão.
Uma mesa incorretamente limpa pode levar a um descolamento da peça e à falha da impressão.Já a limpeza das ventoínhas é importante pois garante o arrefecimento uniforme da peça durante a impressão, evitando empenos, deformações por excesso de temperatura e imprecisões dimensionais.
A limpeza e lubrificação das guias e dos fusos deve ser executada de forma regular.Guias e fusos mal lubrificados podem levar a prisões, desgaste permaturo dos rolamentos e movimentos em Z imprecisos. Qualquer um destes fatores pode levar a defeitos nas peças ou até mesmo à falha da impressão.
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Title
Extrusor
Title
Correias
Title
Guias e Fusos
Title
Mesa/Ventoinhas
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Limpeza
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Ajuste de tensão
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Lubrificação
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Limpeza
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Reforço de paredes
Em casos em que a impressão de paredes finas é necessária, devem, se possível, ser acrescentadas geometrias para a reforçar. Podem ser adicionados chanfros na base da parede para evitar concentrações de tensões ou reforços para melhorar a resistência geral da parede.
Plástico - Plástico
Plástico - Metal
A modelação de roscas pode ser trabalhosa, uma vez que as medidas standard (M) não são adequadas para impressão (especialmente as mais pequenas). Devem ser garantidos os seguintes pontos:
Apertar o parafuso diretamente no plástico é uma das opções mais simples. Para tal, basta desenhar o furo ligeiramente mais fechado que o diâmetro do parafuso a instalar (aprox. 1/2 da altura do dente). Para parafusos de maior dimensão, este método deixa de ser viável e é necessário modelar a rosca na peça a imprimir ou abrir a rosca com um macho.
Uma outra opção passa por utilizar parafusos autoroscantes. Neste caso, a furação tem ser menor que o diâmetro mínimo do parafuso.
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O tipo e a qualidade do material a impripir também tem grande influência na qualidade final das peças. Existem diversos materiais de tipos e marcas diferentes, mas podemos garantir uma boa qualidade das peças focando as 3 seguintes características.
Materiais
Contração
Qualidade
Flexibilidade
É mais dificil manter o rigor dimensional das peças quando se utiliza um material flexível como TPU ou PP. Estes materiais são impressos a temperaturas mais elevadas e, para evitar falhas na extrusão, requerem coeficientes de extrusão de 110% a 120%.Este débito extra de material tende a deixar as peças sobredimensionadas. Estes materiais têm também tendência a formar fios, o que poderá afetar a qualidade superficial.
O coeficiente de expansão térmica (CET) dita quanto um material dilata e contrai com a variação de temperatura. Materiais como o ABS ou PC têm um CET elevado, o que faz com que tenham uma grande predisposição a encolher após arrefecimento.Este efeito vai fazer com que a peça tenda a empenar, alterando as dimensões finais ou até fazendo a peça saltar da mesa. Para evitar estes defeitos, é fundamental garantir uma temperatura estável dentro da máquina durante a impressão.
A qualidade do filamento, nomeadamente a idade e humidade absorvida, é dos fatores que mais afetam a qualidade das peças.Apenas o PP não é suscetível à absorção de humidade, os restantes materiais vão absorverndo humidade ao longo do tempo. A partir de um certo valor, a deterioração da superfícial torna-se visível e podem surgir problemas como entupimentos e excesso de fios. A secagem ds filamentos antes da utilização é vital para evitar problemas de humidade.
Suportes
Como regra geral, as peças devem ser sempre desenhadas de modo a evitar suportes. Este cuidado tem importância redobrada na modelação de peças técnicas, uma vez que:
Seguem algumas guias para orientar a modelação das peças.
Máquinas Bed Slingers são equipamentos cartesianos nos quais os movimentos em X e Z são feitos pela cabeça deimpressão e os movimentos em Y pela própria mesa. O facto de ser a mesa a movimentar-se faz com que seja mais dificil manter o rigor dimensional e a qualidade superfícial das peças, especialmente a velocidades de impressão mais elevadas ou na impressão de peças altas.
Vantagens- Hardware mais simples e fácil de montar - Equipamento barato - Manutenção fácil de executar
Desvantagens- Velocidades e acelerações limitadas - Propensas a vibrações - Menor precisão dimensional
February
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Paredes inclinadas
As máquinas de FDM têm a capacidade de imprimir paredes com inclinações negativas. Contudo, acima de um determinado ângulo o suporte oferecido pela camada inferior não é suficiente e começam a surgir defeitos como camadas a cederem.
A capacidade de imprimir paredes inclinadas varia consoante a máquina utilizada e a capacidade de arrefecimento mas, como regra de bolso, não deve exdecer os 45º.
Orientação
Como visto anteriormente, as peças impressas por FMD são anisotrópicas. Assim, o seu posicionamento na mesa pode ser utilizado como forma de controlar a orientação da resistência.Além da resistência, a orientação das peças na mesa de impressão deve ter em conta:
Orientação para redução de suportes
O Firmware da máquina dita o seu comportamento durante todo o processo de impressão. Existem duas funcionalidades que devem estar presentes quando se procura a melhor precisão possível das peças impressas.
Linear/Pressure Advance
Input Shaping
Permite compensar as variações de pressão dentro do bocal através do desfasamento dos movimentos do extrusor e dos movimentos XY da cabeça. Permite melhorar a qualidade dimensional das peças ao evitar defeitos como acumulação de material em excesso em zonas onde a velocidade da cabeça seja menor (como cantos).
Permite, através de pequenos movimentos dos motores, eliminar as vibrações naturais da cabeça de impressão que ocorrem durante a impressão. Especialmente útil para impressões a velocidades elevadas.
Dependendo da geometria da peça ou do material utilizado, pode ser necessário aumentar a àrea de contacto entre a peça e a mesa para evitar que esta se solte ou empene durante a impressão. Em baixo são apresentadas as 3 principais estruturas que podem ser definidas para o efeito.
Aderência à mesa
Brim
Raft
Skirt
Consistem em 2 ou 3 linhas impressas sobre a mesa, a uma determinada distância da peça.Estas linhas servem para iniciar a extrusão, garantindo a existência de material no bocal aquando do início da impressão da peça e evitando defeitos na 1ª camada da peça.
A Brim consiste numa ou várias camadas finas de material extra que se imprimem à volta da base da peça, mas sem tocar nas laterais (ou tocando só ligeiramente, dependendo das definições). Pensa nela como uma espécie de "saia" colada à base da peça.
Uma Raft é uma plataforma de várias camadas impressa debaixo da peça. Pode ser vista como uma base sacrificável, feita para garantir que a primeira camada da peça adere bem e fica nivelada.É muito utilizada na impressão de materiais que tendem a empenar.
O facto da peça não estar em contacto direto com a mesa faz com que não haja uma diferença de temperatura tão elevada entre as primeiras camadas e as restantes, diminuindo o empeno.
Podem ser vistas como uma ferramenta que indica se a máquina está ou não pronta para imprimir corretamente.
A Brim permite aumentar a área de contacto com a mesa, melhorando bastante a aderência.Muito utilizada em peças finas, altas ou que tendam a descolar/empenar.
March
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Inclusões
A introdução de componentes metálicos durante a impressão das peças é uma técnica muito utilizada que permite melhorar a sua resistência de uma forma simples e sem custos adicionais. As peças têm, no entanto, de ser desenhadas tendo em conta o tipo de componente que será introduzido. Seguem-se algumas guias.
Fundo
São as camadas do modelo que estão expostas ao exterior, viradas para a mesa. Uma correta definição das camadas de fundo irá não só promover o bom aspeto visual desta parte da peça mas também, e este ponto é o mais importante, irá garantir que a peça se mantém colada à mesa durante a impressão, evitando empenos ou a falha total da impressão.
Avaliação da qualidade da camada de fundo
Divisão de peças
Imprimir uma peça ou conjunto de uma só vez nem sempre é a melhor opção. Em muitos casos, é boa prática a divisão de um modelo em vários componentes para facilitar a impressão.
Furos horizontais
Os furos horizontais são os que tendem a ser mais difíceis de imprimir, especialmente quando se trata de furos de maior diâmetro.
Uma ligeira alteração à geometria do furo é suficiente para eliminar quase por compelo os defeitos mensionados anteriormente. Tornar o topo do furo pontiagudo (forma de gota) é a alteração mais utilizada. Estes furos mantêm-se funcionais, não requerem passagem de furação e evitam a necessidade de suportes durante a impressão.
Como explicado anteriormente, a partir de um determinado diâmetro, as furações horizntais apresentam sempre defeitos.
Estes defeitos podem ser mitigados após impressão, com a passagem de uma broca, no entanto há alguns cuidados a ter durante a modelação para evitar as deformações dos furos.
São máquinas mecânicamente distintas nas quais a combinação de 3 motores move verticamente os pontos de ancoragem dos braços, que por sua vez irão movimentar a cabeça de impressão. São máquinas extremamente rápidas mas a sua estrutura é muito propensa a vibrações, afetando a precisão dimensional das peças.
Vantagens- Velocidades de impressão mais elevadas - Impressão de peças muito altas - Boa qualidade das peças
Desvantagens- Fraca precisão dimensional - Hardware complexo - Área de impressão reduzida
Camadas
A altura da camada tem outras implicações na qualidade das peças além do que é afetado pela resolução. Camadas de maior dimensão produzem cordões contínuos de material mais espeços, aumentando a resistêncie em XY. Contudo, o efeito de compressão com a camada inferior é reduzido, diminuindo a resistência em Z. Em alguns materiais, como ABS ou ASA, esta reduzida compressão pode levar a delaminações na peça ainda durante a impressão. Por outro lado, camadas mais finas podem ajudar na impressão de paredes inclinadas uma vez que o bocal não se afasta tanto da camada inferior.
Contudo, se a altura da camada for demasiado pequena pode ocorrer o arrastamento da camada infeior. Este fenómeno torna-se mais visível nas camadas de topo, quando as velocidades de impressão são elevadas e o infill não é denso o suficiente.
Direct Drive
Bowden
Motor de extrusão encontra-se acoplado à cabeça de impressão.O maior peso da cabeça pode levar a um aumento de vibrações e a defeitos relacionados, contudo o sistema direct drive proporciona um melhor controlo da extrusão de material.
Motor de extrusão encontra-se fora da babeça de impressão.Este sstema alivia o peso da cabeça de impressão, levando a uma menor tendência a vibrar durante a impressão. Contudo, a extrusão é mais imprecisa e difícil de controlar. Ao contrário do que acontece com as vibrações, a imprecisão
da extrusão é mais difícil de compensar informáticamente. Assim, este sistema tende a produzir peças mais imprecisas que o Direct Drive.
Este sistema, quando apoiado por um bom firmware, é o que produz peças de melhor qualidade, principalmente no domínio dimensional.
Folgas
No caso de assemblagens e para garantir o encaixe entre as peças, estas devem ser desenhadas considerando uma pequena distância entre si. Esta distância torna-se menor com o aumento da pecisão da impressora. Por regra deve ser considerada uma folga de 0,2 mm para garantir o encaixe entre as peças. Esta distância pode ser reduzida para encaixes do tipo press fit.
Interface
A interface do suporte é uma estrutura opcional que se encontra entre o suporte e a peça. Quando activa, a interface é tipicamente impressa com uma densidade elevada e num material específico (de fácil remoção). Quando impressa no mesmo material da peça, uma elevada densidade pode levar a dificuldades na remoção do suporte e ter um efeito negativo na qualidade da superfície da peça.
Impressão de texto
Para detalhes em relevo e gravados, as larguras recomendadas são de pelo menos três vezes o tamanho do bico num mínimo de profundidade igual ao tamanho do bocal. Em relação ao texto, nem todas as fontes e tamanhos serão legíveis, principalmente se forem de tamanho pequeno. Redimensione o texto para que todos os traços tenham uma espessura de traço de pelo menos 0,8 mm, ou tente utilizar fontes com letras mais largas e arredondadas. Evite estilos como Itálico ou fontes com letras muito trabalhadas.
Larguras: 1,2 mm Profundidade/Relevo: 0,4 mm
Pontes
Uma ponte é qualquer secção da peça que seja impressa sem suporte por baixo. Como já foi visto, a capacidade de imprimir uma camada sem apoio por baixo depende do equipamento e, em especial, da capacidad de arrefecimento do filamento.
Orientação & Resistência
O processo de FDM dá origem a peças anisotrópicas, isto é, peças que não têm as mesmas características mecânicas em todas as direções. As peças têm sempre mais resistência a esforços aplicados nas direções X e Y, e são mais sensíveis a esforços aplicados em Z. Assim, é importante modelar a peça de forma a que possa ser impressa garantindo que os esforços aplicados durante a utilização estão alinhados com XY e não com Z.
Paredes
As paredes, tal como o infill, permiter dar integridade estrutural à peça e devem-se imprimir as peças sempre com um mínimo de 2 paredes. Abaixo deste valor irão surgir buracos nas peças e o efeito do infill tornar-se-á visível no exterior da peça.
No caso de furações que tenham de ser passadas à broca após impressão, é recomendada a utilização de 3 ou mais paredes para evitar a remoção em excesso de material. No que toca à precisão dimensional, é recomendada a impressão da parede exterior antes das interiores para evitar que estas "empurrem" a exterior. Os slicers mais modernos já apresentam opções que permitem compensar estes desvios, no entanto é algo a ter em atenção.
As paredes devem também ser impressas antes do infill para evitar este mesmo defeito, mesmo quando se utilizam 2 ou mais paredes.
Trata-se de uma linha vertical visível na superfície da peça impressa, que aparece no local onde a impressora começa e termina cada camada. Esta marca é inerente ao processo de FDM e pode ter um grande impacto na qualidade das peças.
Costura
Dimensional
Parametrização
Visual
O efeito mais óbvio da costura é o seu impacto visual. Sendo algo que não se consegue eliminar por completo, a melhor opção passa por esconder a costura.Dependendo da geometria da peça, é possível posicionar a costura numa aresta, numa determinada zona da peça ou ainda distribui-la de forma aleatória. Por defeito, a costura é posicionada ao longo
Mesmo quando bem parametrizada, a costura altera as dimensões da peça, ainda que ligeiramente, deixamdo-a mais forte. Veios tornam-se mais largos e furações mais apertadas, o que pode resultar em peças que não encaixam.Além de desenhar as peças com a folga recomendada, as peças podem ser desenhadas de modo a controlar o
Existem vários parâmetros para controlar a costura, mas seguem-se os mais relevantes.Seam gap - permite parar a extrusão um pouco antes do final do contorno, evitando excesso de material na costura. Wipe - permite realizar um movimento extra no final do contorno, sem débito de material, para suavizar a zona da costura.
Scarf seam - Realiza um movimento complexo no ínicio e final de cada contorno para eliminar quase por completo a costura. No entanto, é dificil de afinar e requer peças grandes.
posicionamento da costura. Por exemplo, adicionar um pequeno entalhe num veio para que a costura não afete o seu diâmetro.
das arestas do modelo. Esta é a melhor opção para reduzir a visibilidade da costura sem necessidade de ajustes de parâmetros mais complexos.
Densidade
Mais do que a geometria, a densidade do preenchimento tem uma forte influência sobre o tempo de impressão. Sempre que a resistência da peça não seja relevante, a densidade deve ser a mínima possível por forma a garantir o correto suporte das camadas sobre ela depositadas (tipicamente 10% ou 15%). Quando a resistência da peça é um fator a ter em conta ou quando esta é usada para, por exemplo, instalar inserts ou pregos, é desejável aumentar a densidade do preenchimento para valores de 30% ou superiores. Acima dos 60%, o rácio força vs. uso de material/tempo de impressão começa a diminuir.
0,05 mm 0,2 mm 0,3 mm Comparação da altura da camada
Inclusões
Incorporar componentes metálicos na peça é uma alternativa tão resistente quanto os insertos, mas pode ser a opção mais desejável uma vez que não deixa quaisquer vestígios ou marcas visuais na peça e o custo é mais reduzido. Contudo, este método requer um trabalho extra durante a modelação da peça, uma vez que os espaços para as porcas têm de ser modelados. De modo aevitar colisões e potenciais danos ao equipamento, é vital deixar uma folga de pelo menos 1 camada entre o topo da inclusão e a camada seguinte.
Topo
São as camadas do modelo que estão expostas ao exterior, viradas para cima, na direção do injetor. Uma correta definição das camadas de topo irá garantir que os modelos não tenham buracos e que as peças têm qualidade visual. Estes são aspetos a terem conta na impressão de peças de maiores dimensões e/ou com grandes secções planas.
Definições inadequadas vs adequadas
Divisão de peças
Imprimir uma peça ou conjunto de uma só vez nem sempre é a melhor opção. Em muitos casos, é boa prática a divisão de um modelo em vários componentes para facilitar a impressão.
Máquinas do tipo Core XY são equipamentos cuja geometria consiste numa mesa que se move em Z e os movimentos em X e Y são executados pela cabeça de impressão. Este sistema está a tornar-se o mais utilizado em impressoras cartesianas de gama média/alta. Estes equipamentos conseguem altas velocidades de impressão, mantendo um rigor dimensional que pode chegar a valores inferiores a 0.1 mm.
Vantagens- Velocidades de impressão mais elevadas - Menores vibrações - Boa precisão
Desvantagens- Preços mais elevados - Requer placas de controlo mais potentes
January
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Suportes Árvore
Uma alternativa aos suportes standard, são os do tipo árvore. Estes suportes são tipicamente mais rápidos de imprimir, consomem menos material, são mais fáceis de remover e permitem suportar zonas que estejam por cima de outras peças sem lhes tocar. Contudo, são computacionalmente mais exigentes de gerar e têm maior tendência a soltarem-se da mesa, especialmente quando a sua altura começa a ser significativa.