Devido às suas funcionalidades, a impressão 3D se tornou um método avançado de fabricação com grande precisão ao longo dos anos. Infelizmente, tem suas desvantagens. Um exemplo típico disso é o levantamento de cantos em ácido polilático (PLA), com o qual entusiastas e profissionais sempre têm que lidar. O levantamento de cantos afeta a resistência e a aparência geral dos modelos 3D impressos; portanto, é necessário saber como isso acontece e como controlá-lo. O artigo investiga o levantamento de cantos dos PLAs de impressões 3D em detalhes e ajuda os leitores a solucionar problemas para melhorar as impressões. É importante que os usuários tomem medidas que lhes permitam ter uma melhor experiência com a impressão 3D devido aos diferentes aspectos abordados no artigo.
O que faz com que a impressão 3D fique deformada?
Avaliando a deformação na impressão 3D
A deformação na impressão 3D é causada principalmente pelas tensões térmicas do material do filamento encolhendo e resfriando em taxas diferentes, levando a tensões internas na impressão concluída. Uma vez que o PLA de um termoplástico é extrudado, ele é resfriado, levando também à contração. Se uma área esfria mais do que outras devido à cabeça de resfriamento não ser movida, essas forças reparadoras desiguais podem levar as bordas (onde as forças são exercidas em direção à placa de construção) a serem levantadas da placa de construção, isso é chamado de deformação. Alguns dos fatores contribuintes incluem problemas de adesão da cama, temperatura insuficiente da cama de impressão e mudanças na temperatura do ambiente de impressão. É importante entender esses parâmetros para reduzir a deformação e produzir impressões tridimensionais de qualidade.
Influência da temperatura no levantamento de cantos
O aquecimento afeta o fenômeno de elevação de canto das peças impressas em 3D por meio do princípio de contração térmica do material extrudado. Enquanto materiais como PLA esfriam, eles encolhem; se a temperatura da plataforma de construção for menor do que a desejada ou não for constante em toda a superfície, o plástico começa a esfriar e encolher em alguns lugares, levantando fisicamente os cantos. Aplicações que garantem configurações aquecidas ideais e consistentes da placa de construção aumentam a adesão do filamento à cama e reduzem a probabilidade de distorção. Além disso, as temperaturas mantidas no ambiente evitam extremos e quedas ou mudanças repentinas de temperatura, o que pode ajudar a tornar o processo um pouco mais estável e reduzir os componentes térmicos que causam elevação de canto.
Papel do material do filamento na deformação
Portanto, no que me diz respeito, o material do filamento atua principalmente no fenômeno de deformação observado na impressão 3D. A deformação é esperada em todos os tipos diferentes de filamentos, por exemplo, enquanto o resfriamento do ABS é maior do que o do PLA e do PETG, há aspectos térmicos que podem explicar o comportamento das tendências de deformação. Por exemplo, o ABS deforma mais em comparação ao PLA devido à sua maior temperatura de transição de cor e maior contração de resfriamento. Parâmetros técnicos como os seguintes devem ser considerados os mais eficazes na mitigação da deformação:
- Temperatura de transição do vidro (Tg): A temperatura na qual o material muda da estrutura rígida vítrea para a estrutura mais macia e emborrachada. A Tg do ABS é de cerca de 105°C, enquanto o PLA tem uma Tg de cerca de 60°C, tornando o ABS mais propenso a deformar do que o PLA.
- Coeficiente de expansão térmica: Isto especifica o grau de expansão ou contração do filamento com base nas temperaturas. Devido ao desenvolvimento de materiais plásticos, os coeficientes aumentaram significativamente, particularmente para materiais plásticos como ABS e, portanto, mais deformação.
- Taxa de resfriamento e velocidade de impressão: Até mesmo a taxa de resfriamento do material pode contribuir para a deformação. Quando um objeto muito frio recebe uma ou duas camadas em direção às camadas depositadas mais rapidamente, o frio intenso tende a apertar as camadas em um arranjo fixo que exerce tensão, tornando a deformação mais provável.
Compreender esses parâmetros permite fazer a escolha certa do material e realizar as alterações necessárias nos parâmetros de impressão para evitar deformações e melhorar a qualidade das impressões.
Conselhos sobre como melhorar a adesão
Qual superfície de placa de construção carregar
A escolha da superfície da placa de construção também é importante, pois ajuda a aumentar a adesão da impressão e também diminui as chances de deformação das peças na impressão 3D. A escolha dependerá do material do filamento que está em uso. Uma placa de vidro coberta com uma camada fina de um bastão de cola adesiva ou fita crepe funciona bem para PLA. Por outro lado, os cantos ficam levantados quando o ABS é usado em superfícies revestidas com pasta de ABS ou fita Kapton. Vidro nu e folhas de PEI são altamente pegajosas ao PETG e causam grande dificuldade em retirá-las. Cada material de superfície é muito suscetível à sujeira e poeira, o que reduz o grau de adesão e, portanto, requer limpeza regular.
Com propriedades adesivas de borda ou jangada, Wise
Adicionar uma aba ou raft pode ajudar na adesão do modelo à placa de construção, minimizar deformações e melhorar a qualidade geral das impressões. Uma aba são as linhas extras que são impressas na borda da base do modelo para aumentar a área que está em contato com a placa. Esta linha adicional é inclinada em direção às bordas da figura para que não haja risco de a impressão se levantar. Por outro lado, uma raft é uma camada simples impressa abaixo do modelo. Caso o filamento seja sensível ao calor ou a superfície impressa fique deformada, é uma opção fácil confiar em uma raft. Em cada caso, outros consumíveis para impressão são usados, bem como o tempo revertido para técnicas de impressão adicionais, mas todas elas valem a pena aplicar, pois você obtém mais aderência e melhor rigidez dos objetos que estão sendo construídos.
Significado da altura da primeira camada
No reino da impressão 3D, a altura da primeira camada serve como um esquema que permite uma impressão bem-sucedida, incluindo superfícies de alta qualidade. O ajuste desta camada em particular é importante, pois determina a ligação do objeto impresso à placa de construção, o que melhora bastante a qualidade e a estabilidade da impressão. Os depósitos errados da primeira camada externa podem levar a falhas de impressão devido a problemas como empenamento, levantamento ou má adesão. Na maioria dos casos, a primeira camada de uma impressão é definida em altura mais baixa do que as camadas restantes para aumentar a pressão de contato com a superfície de impressão. Esta correção funciona bem com superfícies razoavelmente planas e oferece uma superfície uniforme para o resto das camadas. Nem é preciso dizer que é perda de tempo se não se gasta uma quantidade considerável de tempo ajustando a altura da primeira camada.
O que pode ser feito para eliminar o levantamento de cantos em impressões de PLA e ABS?
Melhores práticas para impressões PLA
Algumas medidas precisam ser colocadas em prática para evitar o levantamento de cantos em impressões PLA. Primeiro, é se livrar dos detritos, certificar-se de que a placa de construção esteja nivelada e limpa é um requisito muito necessário para uma boa adesão. Também é interessante usar bastões de cola ou fita azul de pintor e adesivos especiais para mais adesão na superfície de impressão. Outra consideração importante é a regulação da temperatura; se a temperatura padrão do hot-end de 200 graus a 220 graus e a cama aquecida de cerca de 60 graus for mantida, ocorrerá uma deformação térmica induzida mínima. Alterar a velocidade de impressão para uma velocidade média permite que o PLA ou qualquer filamento termoplástico seja bem posicionado na placa de construção. Adotar uma borda ou balsa, que foi discutida anteriormente, adicionará uma superfície extra presa às bordas do modelo para permitir mais aderência à borda da impressão. Ao adaptar essas medidas, é possível obter impressões PLA bem-sucedidas e o levantamento de cantos terá o menor risco possível.
Enfrentando os desafios enfrentados durante a impressão com material ABS
É necessário prestar atenção às condições ambientais e materiais específicas ao lidar com o levantamento de cantos em impressões ABS. Como o ABS é muito sensível a mudanças de temperatura ambiente, controles de temperatura suficientes para a atmosfera de impressão devem ser feitos. Envolver a impressora também auxilia no isolamento térmico, evitando estresse indevido no plástico. A extremidade quente do ABS geralmente fica entre 230 °C e 250 °C, enquanto uma cama aquecida funciona entre 90 °C e 110 °C para promover a adesão. Os cirurgiões 3D AFRL altos exibem informações sobre pulverização de camadas finas de pasta ou adesivo ABS, podem instalar tampas removíveis de ABS ou também podem aplicar mais adesivo sobre o modelo. Além disso, o reforço de raft ou fechamento durante o processo de impressão pode fornecer estabilidade para modelos grandes. Essas técnicas em passagens anteriores ou técnicas semelhantes podem minimizar muito a ocorrência de levantamento de cantos em impressões ABS.
Considerações importantes ao ajustar a temperatura da extrusora
A temperatura da extrusora importa muito para a produção eficaz e de alta qualidade de impressões 3D. Para filamentos PLA, a faixa típica de temperatura da extrusora é de 200 graus Celsius a 220 graus Celsius. Permanecer dentro desse limite fornece aquecimento e derretimento adequados do filamento, garantindo assim que a quantidade certa de pressão possa ser aplicada durante a extrusão do material e fazendo ligações fortes entre diferentes camadas sem queimar o material. No entanto, para filamentos ABS, uma extrusão mais longa com uma temperatura mais alta de cerca de 230 a 250 graus centígrados se apropria desse tipo de material, evitando assim a subextrusão ou o volume, entre outros desafios. No entanto, é muito importante também entender as instruções de fabricação do filamento com vistas a garantir que as impressões de teste também ajudem a atingir os equilíbrios de temperatura desejados para que a impressão 3D possa ser realizada de forma consistente e eficaz.
Configurando sua impressora 3D
Modificando a cama aquecida da sua impressora 3D
Focar na cama aquecida para cada usuário é igualmente importante em termos de controle de temperatura e nivelamento, o que impacta a qualidade da impressão. Em relação às camas aquecidas para materiais como PLA, uma temperatura de cama de 50-70 °C geralmente aumentará a adesão sem LSR. Por outro lado, o ABS requer uma zona mais alta na região de 90-110 °C para evitar empenamento, mas ao mesmo tempo e ainda oferecer uma boa ligação. Nivelar a cama é igualmente importante, pois permitirá que o bico mantenha uma distância constante da superfície de impressão para deposição de camada. Uma recalibração constante da cama é feita, e auxílios como medidores ou papel, que também fornecem essas configurações, são usados, melhorando assim a confiabilidade da maioria das impressões.
Calibração do bico e da cama de impressão
Algumas operações devem ser realizadas antes de você começar a imprimir e ajustar o bico e a plataforma de impressão é uma dessas operações. Para começar, certifique-se de que o bico que está sendo usado no momento esteja limpo corretamente e não contenha nenhum filamento restante que possa ser prejudicial à qualidade da impressão. Depois disso, você deve fazer uma impressão de teste e verificar a que distância o bico está da plataforma de impressão; isso é essencial, especialmente na primeira camada, porque uma folga muito larga desperdiçará tinta, enquanto uma folga estreita não permitirá que a primeira camada adira. Um calibrador de folga pode ser usado para isso, ou um pouco de papel fino será suficiente; a área entre o bico e a plataforma onde o papel vai é a área que cria a resistência que você sente. Traga o bico para a distância desejada da plataforma da impressora usando os botões de ajuste manual da impressora. Neste caso, verifique se a impressão está nivelada medindo a altura em todos os quatro cantos da superfície plana e fazendo pequenos ajustes, se necessário, usando os recursos de nivelamento da impressora. A calibração periódica também ajudará a obter impressões de melhor qualidade e aumentará a vida útil da máquina, reduzindo o desgaste.
Orientação de software: algumas considerações adicionais sobre Cura e outros softwares de fatiamento
Voltando ao lado prático das coisas e tentando tirar o máximo proveito do software fatiador fornecido (Cura ou outros), vamos nos concentrar em alguns parâmetros básicos. O primeiro deles é a altura da camada, que afeta a resolução da impressão, o tempo de conclusão da impressão e o acabamento suave; quanto maior a espessura da camada, menor o grau de acabamento necessário. O próximo passo será preencher o objeto - deve-se selecionar a densidade de preenchimento com base em suas necessidades - preencha-o o máximo necessário para a integridade estrutural; maior preenchimento significaria mais material e duração da impressão. Ele merece mais atenção nos parâmetros de temperatura do bico e da cama, pois eles devem ser definidos dependendo do tipo de filamento para garantir adesão satisfatória e, ao mesmo tempo, evitar defeitos. Em seguida, as configurações para a velocidade da cabeça de impressão devem ser investigadas, pois elas devem ser definidas de forma a garantir qualidade e capacidade produtiva, sabendo que velocidades rápidas podem levar à perda de detalhes. Longe de todos os modelos, será necessário usar estruturas de suporte para todas as saliências; no entanto, se a peça for difícil de remover da cama de impressão, âncoras embutidas ou calços de espátula de borda arredondada devem ser usados para melhorar a adesão da cama. Especificamente, na última atualização, o fatiador deve, com antecedência, antecipar as melhorias dos usuários fornecidos e sua introdução aos programas.
Diferenças nos métodos de prevenção de levantamento de impressões
Uso de gabinete e ventiladores de resfriamento
Para garantir que as impressões não levantem, um método simples, mas eficaz, é usar um gabinete de impressora. Ele ajuda a manter a temperatura e a umidade dentro dos limites prescritos. Isso ajuda particularmente ao imprimir materiais como ABS, que tendem a deformar facilmente. Os gabinetes reduzem a incidência de correntes de ar e mudanças de temperatura do lado de fora, o que pode prejudicar a qualidade da impressão. Além disso, o uso adequado de ventiladores de resfriamento é muito importante. Quando a velocidade correta do ventilador é utilizada, as camadas de impressão são estáveis. Provavelmente, as primeiras camadas ficam melhores em velocidades mais baixas do ventilador para permitir melhor adesão das camadas na superfície da cama. Em camadas mais altas, as velocidades do ventilador são aumentadas para melhorar a qualidade da superfície. Ao planejar cuidadosamente como aplicar esses aspectos, uma forte ligação das impressões às superfícies é obtida, reduzindo assim o levantamento ou a deformação.
Ajuste físico da temperatura de impressão para melhores impressões
O passo mais importante no ajuste fino das temperaturas de impressão é estabelecer uma faixa de temperatura confortável para o filamento que você usará. Comece com as configurações mínima e máxima fornecidas pelos fabricantes para a temperatura do bico ou da cama como regras gerais. Além disso, pequenas impressões de teste podem ser conduzidas, alterando a temperatura, normalmente em 5 °C por vez, e avaliando a adesão, a qualidade da impressão e o encordoamento.
Fique atento a sinais de superaquecimento, como vazamento ou definição de camada reduzida, o que significa que uma redução de temperatura é necessária. Por outro lado, pense em aumentar a temperatura em casos de má adesão da camada ou desalojamento das impressões da cama. Também vale a pena notar que uma torre de temperatura pode controlar a temperatura para que cada coluna vertical marque uma temperatura diferente. Isso nos ajudará a entender a melhor forma de configurar a máquina para melhorar a qualidade das impressões e diminuir o grau de defeitos.
Usando cola em bastão para melhor adesão – uma atitude ousada
Como alguém que já usou cola em bastão, passei a apreciar a adesão da impressão em mesas de impressoras 3D usando essa técnica, especialmente com materiais propensos a deformar. Quando uso a cola em bastão, certifico-me de que a mesa de impressão esteja limpa e fria, e uma camada fina e uniforme de cola é aplicada para criar uma ligação suave. Do meu estudo sobre o que alguns dos principais sites dizem, incluindo MatterHackers, Simplify3D e PrusaPrinters, a melhor parte dessa técnica é a aplicação e remoção da cola, além de não sobrar muito resíduo.
Bastões de joias podem ser melhor utilizados como cola à base de água, o que na maioria dos casos ajuda na impressão com filamentos como ABS, PLA e PETG. Como é desejável minimizar a aplicação disso a tal nível, o acúmulo excessivo afetará a qualidade da impressão. Em vez de algumas ligações, o bastão de cola permite uma ligação leve e, durante o ciclo de resfriamento, isso é significativo na prevenção de deformações. Por outro lado, boas práticas enfatizam a necessidade de substituir a cola a cada poucas impressões, pois a força de ligação enfraquece com os ciclos de aquecimento. Essa abordagem descomplicada e simples, mas muito eficaz, auxilia na obtenção de uma ótima impressão de primeira camada sem piorar a superfície da peça.
Fontes de Referência
Perguntas Frequentes (FAQs)
P: Por que minhas impressões estão levantando nos cantos?
R: Elevação – às vezes chamada de empenamento – é um problema comum no qual os cantos inferiores de um objeto sendo impresso em 3D se levantam para longe da placa de construção e ficam dobrados. Isso geralmente ocorre porque, à medida que o plástico esfria, ele não consegue resfriar de maneira uniforme em todas as regiões. As configurações de cama, ambiente e impressão também podem contribuir para esse problema. Projetos grandes, bem como aqueles com cantos afiados, são piores em termos de manutenção de forma.
P: Como posso evitar que minhas impressões PLA saiam da mesa?
R: Para atingir o objetivo acima, as seguintes etapas devem ser seguidas: 1. Certifique-se de que a cama esteja bem nivelada à impressão e que a densidade da primeira camada à cama seja boa. 2. Para PLA, use uma temperatura de cama aquecida, que é uma temperatura ótima de cerca de 5060C. 3. Umedeça a cama com cola em bastão, loção bronzeadora ou spray de cabelo. 4. Incorpore a técnica da impressora usando Bed Brims ou Mouse ears. 5. Altere a temperatura do fatiador e a espessura da primeira camada. 6. Use ventiladores de resfriamento de impressão no modo de desempenho ou desligado. 7. Mantenha o gabinete aberto da impressora com a temperatura ambiente constante. CÓDIGO FINAL
P: Como as orelhas de rato ajudam a "levantar cantos"?
R: As orelhas de rato são aplicadas no fatiador como discos circulares adicionais nos cantos de um modelo 3D. Esses apêndices garantem que mais partes dos cantos da impressão toquem a cama, o que proporciona melhor adesão e reduz as chances de levantamento. As orelhas de rato ajudam a determinar quando a impressão tem cantos afiados e é provável que entorte.
P: A temperatura da mesa pode estar influenciando o levantamento de cantos em impressões PLA?
R: Sim, a temperatura da cama tem uma influência clara no levantamento de cantos e, portanto, pode ser um dos principais parâmetros que podem afetar o levantamento de cantos. Para PLA, alguns autores recomendam uma temperatura da cama, digamos, dentro da faixa de 50-60ºC. Se a cama estiver muito fria, a impressão pode, no entanto, não segurar e, portanto, ocorre o levantamento. Por outro lado, se estiver muito quente, as camadas inferiores permanecerão macias; portanto, à medida que as camadas de resfriamento superiores puxam as inferiores, a impressão começa a distorcer.
P: Imprimir em uma balsa é uma boa solução para evitar o levantamento de impressões?
R: A impressão em um raft pensa em uma quantidade de redução de elevação, especialmente no caso de haver dimensões espessas ou impressão cuja área do corpo em contato com a tampa de impressão seja pequena. Um raft oferece um espaço estendido para a impressão se fixar, de modo que ela não se desprenda da impressão. Aumentar o volume de impressão também significa que esse método desperdiça mais material, o que, por sua vez, afetará o acabamento da camada mais posterior. Muitas protuberâncias se formam ao redor da maioria das impressões PLA; portanto, uma aba ou orelhas de rato são uma opção mais rápida e menos dispendiosa do que um raft completo.
P: O tamanho da impressão afeta o levantamento dos cantos?
R: O tamanho da impressão a tornará suscetível ao levantamento de cantos, pois considera o gradiente térmico atuando em toda a impressão. À medida que o plástico aparafusado superior se acomoda ou congela, o nível de estresse aumenta no caso de impressões grandes e faz com que as bordas altas da página se elevem da superfície onde foram montadas. É por isso que muitas vezes é mais fácil imprimir objetos menores e não planos, pois algum tipo de técnica adicional de adesão à cama normalmente é deixada de fora.
P: As configurações do fatiador podem ser úteis para minimizar o levantamento de cantos durante impressões PLA?
R: Sim, as configurações do fatiador, especialmente o padrão de preenchimento e a densidade, podem ajudar na cura do levantamento de cantos. Algumas mudanças úteis incluem: 1) Ajustar a espessura e a largura da primeira camada para melhorar a adesão. 2) Reduzir a velocidade na qual a primeira camada é impressa para melhorar a adesão da cama. 3) Alterar a estrutura interna para reduzir as tensões que trabalham nas paredes do objeto. 4) Adicionar saias ou orelhas de rato estéticas conforme necessário. 5) Definir o ventilador de resfriamento nos controles para evitar o resfriamento excessivo das camadas superiores em um curto espaço de tempo.
P: O levantamento de cantos em impressões PLA é mais ou menos semelhante à deformação do ABS?
R: Sim, o levantamento de cantos ocorre tanto em impressões de PLA quanto de ABS, mas é mais incômodo com o último tipo. Isso se deve principalmente à alta taxa de encolhimento do ABS e ao resfriamento rápido. Em geral, é mais fácil imprimir PLA com levantamento, mas nem sempre é o caso; o levantamento também pode acontecer em impressões de cantos grandes ou com ângulos agudos. É possível evitar muitos dos mesmos problemas em PLA e ABS, embora para ABS, métodos mais radicais sejam frequentemente necessários, como temperaturas mais altas para a cama de impressão ou uma câmara de impressão fechada.
