As impressões 3D têm muitas utilizações funcionais que podem exigir uma boa quantidade de força para funcionar correctamente. Mesmo que tenha algumas impressões 3D estéticas, continuará a querer um certo nível de força para que possam aguentar bem.

Decidi escrever um artigo que detalha como pode tornar as suas peças impressas em 3D mais fortes, permitindo-lhe ter mais confiança na durabilidade dos objectos que está a fazer.

Continue a ler para obter algumas boas dicas sobre como melhorar e reforçar as suas impressões 3D.

Porque é que as suas impressões 3D saem moles, fracas e frágeis?

A principal causa de impressões 3D frágeis ou fracas é a acumulação de humidade no filamento. Alguns filamentos 3D tendem naturalmente a absorver a humidade do ar devido a uma exposição excessiva. Tentar aquecer a uma temperatura elevada um filamento que tenha absorvido humidade pode causar bolhas e estalos, levando a uma extrusão fraca.

Existem algumas maneiras de secar o filamento de forma eficaz, sendo o primeiro método colocar a bobina de filamento num forno a baixa temperatura.

Em primeiro lugar, é necessário certificar-se de que a temperatura do forno está correctamente calibrada com um termómetro, porque as temperaturas do forno podem ser bastante imprecisas, especialmente a temperaturas mais baixas.

Outro método mais popular é utilizar um secador de filamentos especializado, como o SUNLU Filament Dryer da Amazon. A maioria das pessoas que o utilizam estão muito satisfeitas com os resultados, conseguindo poupar filamentos que pensavam já não serem eficazes.

No entanto, houve algumas críticas mistas, com pessoas a dizer que não aquece o suficiente, embora estas possam ser unidades defeituosas.

Um utilizador que imprime em 3D Nylon, que é notório por absorver humidade, utilizou o Secador de Filamentos SUNLU e disse que as suas impressões estão agora limpas e bonitas.

Recomendo que utilize uma camada extra de isolamento, como um saco de plástico grande ou uma caixa de cartão, para reter o calor.

Outros factores que podem contribuir para uma impressão macia, fraca e quebradiça são a densidade de enchimento e a espessura da parede.

Como reforçar e tornar as impressões 3D mais fortes? PLA, ABS, PETG e muito mais

1. utilizar materiais mais resistentes

Em vez de utilizar materiais que, nalguns casos, são conhecidos por serem fracos, pode optar por utilizar materiais que resistam bem a forças ou impactos fortes.

Recomendaria algo como Policarbonato com reforço de fibra de carbono da Amazon.

Este filamento está a ganhar bastante tracção na comunidade de impressão 3D por proporcionar uma força real nas impressões 3D. Tem mais de 600 classificações e está actualmente em 4,4/5,0 no momento da escrita.

O melhor de tudo é a facilidade de impressão em comparação com o ABS, que é outro material mais resistente que as pessoas utilizam.

Outro filamento muito utilizado para impressões 3D funcionais ou para resistência em geral é o filamento OVERTURE PETG 1.75mm, conhecido por ser um pouco mais forte do que o PLA, mas ainda assim bastante fácil de imprimir em 3D.

2. aumentar a espessura da parede

Um dos melhores métodos para fortalecer e reforçar as suas impressões 3D é aumentar a espessura da parede. A espessura da parede é simplesmente a espessura da parede exterior da sua impressão 3D, medida pela "Contagem de linhas da parede" e "Largura da linha exterior".

Não deve ter uma espessura de parede inferior a 1,2 mm. Eu recomendaria uma espessura de parede mínima de 1,6 mm, mas para uma maior resistência, pode definitivamente aumentar.

O aumento da espessura da parede também tem a vantagem de melhorar as saliências e de tornar as impressões 3D mais estanques.

3. aumentar a densidade de enchimento

O padrão de enchimento é a estrutura interna do objecto que está a ser impresso. A quantidade de enchimento necessária depende principalmente do objecto que está a criar, mas, de um modo geral, pretende-se um enchimento de pelo menos 20% para uma boa resistência.

Se quisermos ir mais longe, podemos aumentá-la para mais de 40%, mas o aumento da densidade de enchimento tem retornos decrescentes.

Quanto mais a aumentar, menor será a melhoria da resistência da sua peça impressa em 3D. Recomendaria que aumentasse primeiro a espessura da parede antes de aumentar tanto a densidade de enchimento.

Geralmente, os utilizadores de impressoras 3D não excedem os 40%, a não ser que necessitem de alguma funcionalidade real e que a impressão seja de suporte de carga.

Em muitos casos, mesmo 10% de enchimento com um padrão de enchimento cúbico funciona bastante bem em termos de resistência.

4. utilizar um padrão de enchimento forte

A utilização de um padrão de enchimento construído para a resistência é uma boa ideia para reforçar as suas impressões 3D e fortalecê-las. Quando se trata de resistência, as pessoas tendem a utilizar o padrão Grid ou o padrão Cubic (Honeycomb).

O padrão triangular também é muito bom para a resistência, mas é necessário ter uma boa espessura da camada superior para obter uma superfície superior uniforme.

Os padrões de enchimento funcionam em estreita colaboração com a densidade de enchimento, sendo que alguns padrões de enchimento a 10% de densidade de enchimento serão muito mais fortes do que outros. Sabe-se que o gyroid tem um bom desempenho a densidades de enchimento baixas, mas não é um padrão de enchimento muito forte em geral.

O Gyroid é melhor para filamentos flexíveis e para quando se pode utilizar filamentos dissolvíveis como o HIPS.

Enquanto corta a sua impressão 3D, pode verificar a densidade do enchimento, consultando o separador "Preview" (Pré-visualização).

5. alterar a orientação (direcção de extrusão)

O simples facto de colocar as impressões na horizontal, na diagonal ou na vertical na sua mesa de impressão pode alterar a força das impressões devido à direcção em que as impressões 3D são criadas.

Algumas pessoas realizaram testes em impressões 3D rectangulares orientadas em diferentes direcções e encontraram alterações significativas na resistência das peças.

Quando uma impressão 3D se parte, é normalmente devido a uma separação das linhas das camadas.

O que pode fazer é descobrir em que direcção a sua peça impressa em 3D vai ter mais peso e força e, em seguida, orientar a peça para não ter linhas de camadas nessa mesma direcção, mas sim na direcção oposta.

Um exemplo simples seria o de um suporte de prateleira, em que a força vai apontar para baixo. A 3D-Pros mostrou como imprimiu em 3D um suporte de prateleira em duas orientações. Uma falhou redondamente, enquanto a outra se manteve firme.

Em vez de ter a orientação plana na placa de construção, deve imprimir em 3D o suporte da prateleira de lado, para que as suas camadas sejam construídas transversalmente e não ao longo da peça que tem força sobre ela e é mais provável que se parta.

Isto pode ser confuso de compreender à primeira vista, mas pode compreender melhor se o vir visualmente.

Veja o vídeo abaixo para obter orientações sobre a orientação das suas impressões 3D.

6) Ajustar o caudal

Ajustar ligeiramente o seu caudal é outra forma de reforçar e fortalecer as suas impressões 3D. No entanto, se optar por ajustar isto, deve fazer alterações relativamente pequenas, porque pode acabar por causar subextrusão e sobreextrusão.

Pode ajustar o fluxo para partes específicas da sua impressão 3D, como o "Fluxo da parede", que inclui o "Fluxo da parede exterior" e a braçadeira; "Fluxo da parede interior", "Fluxo de enchimento", "Fluxo de suporte" e muito mais.

No entanto, na maioria dos casos, o ajuste do caudal é uma solução temporária para outro problema, pelo que seria melhor aumentar directamente a largura da linha em vez de ajustar os caudais.

7) Largura da linha

O Cura, que é um slicer popular, menciona que o ajuste da largura da linha para um múltiplo uniforme da altura da camada da impressão pode, de facto, tornar os objectos impressos em 3D mais fortes.

Tente não ajustar demasiado a largura da linha, à semelhança da taxa de fluxo, porque pode levar a uma sobre e subextrusão novamente. É uma boa ideia ajustar a velocidade de impressão para ajustar indirectamente o fluxo e a largura da linha até um certo ponto.

8. diminuir a velocidade de impressão

A utilização de uma velocidade de impressão mais baixa, como mencionado acima, pode aumentar a resistência das impressões 3D, porque pode deixar mais material para trás para preencher quaisquer lacunas que ocorreriam se a velocidade fosse demasiado alta.

Se aumentar a largura da linha, deve também aumentar a velocidade de impressão para manter uma taxa de fluxo mais constante, o que também pode melhorar a qualidade de impressão quando correctamente equilibrada.

Se diminuir a velocidade de impressão, poderá ter de diminuir a temperatura de impressão para ter em conta o aumento do período de tempo em que o filamento estará sob calor.

9) Reduzir o arrefecimento

O arrefecimento demasiado rápido das peças pode levar a uma má aderência das camadas, uma vez que o filamento aquecido não tem tempo suficiente para se ligar correctamente à camada anterior.

Dependendo do material que está a imprimir em 3D, pode tentar reduzir a velocidade da ventoinha de arrefecimento, para que as suas peças se possam unir fortemente durante o processo de impressão.

O PLA funciona melhor com uma ventoinha de arrefecimento bastante forte, mas pode tentar equilibrar isto com a temperatura de impressão, a velocidade de impressão e o caudal.

10. utilizar camadas mais espessas (aumentar a altura da camada)

A utilização de camadas mais espessas conduz a uma melhor aderência entre as camadas. As camadas mais espessas apresentam mais espaços entre as partes adjacentes das camadas. Os testes demonstraram que as camadas de maior altura produzem impressões 3D mais resistentes.

Foi demonstrado que uma altura de camada de 0,3 mm supera uma altura de camada de 0,1 mm na categoria de resistência. Tente usar uma altura de camada maior se a qualidade de impressão não for essencial para a impressão 3D específica. Também é benéfico porque acelera os tempos de impressão.

Veja o vídeo abaixo para mais pormenores sobre o teste de resistência para diferentes alturas de camada.

11. aumentar o tamanho do bocal

Não só pode diminuir o tempo de impressão das suas impressões 3D, como também pode aumentar a resistência das suas peças utilizando um diâmetro de bocal maior, como 0,6 mm ou 0,8 mm.

O vídeo abaixo, da ModBot, mostra o processo de impressão muito mais rápido, bem como a maior resistência obtida com o aumento da altura das camadas.

Está relacionado com o aumento do caudal e da largura da camada, o que leva a uma peça mais rígida, e também melhora a suavidade com que o filamento pode ser extrudido e cria uma melhor aderência da camada.

Outras coisas a tentar para reforçar as impressões 3D

Recozimento de impressões 3D

O recozimento de impressões 3D é um processo de tratamento térmico que consiste em submeter objectos impressos em 3D a uma temperatura elevada para reforçar a sua integridade. Com alguns testes, as pessoas demonstraram aumentos de resistência de 40%, de acordo com os testes da Fargo 3D Printing.

Pode ver o vídeo de Josef Prusa sobre recozimento, onde ele testa 4 materiais diferentes - PLA, ABS, PETG, ASA para ver que tipo de diferenças ocorrem com o recozimento.

Electrodeposição de impressões 3D

Esta prática está a tornar-se cada vez mais popular, porque é prática e acessível. Trata-se de mergulhar a peça de impressão numa solução de água e sais metálicos, passando depois por ela uma corrente eléctrica que provoca a formação de catiões metálicos, como um revestimento fino, à sua volta.

O resultado são impressões 3D duráveis e de longa duração. A única desvantagem é que podem ser necessárias muitas camadas se quiser uma impressão mais forte. Alguns materiais de revestimento incluem o zinco, o cromo e o níquel. Estes três têm a maioria das aplicações industriais.

O que isto faz é simples, orientar o modelo de forma a que o ponto mais fraco, que é o limite da camada, não fique tão exposto. O resultado são impressões 3D mais fortes.

Para saber mais sobre a galvanoplastia de impressões 3D, veja o vídeo abaixo.

Veja outro excelente vídeo sobre galvanoplastia, com instruções simples sobre como obter excelentes acabamentos nos seus modelos.

Como reforçar impressões 3D acabadas: utilização de revestimento epóxi

O epóxi, também conhecido como poliepóxido, é um endurecedor funcional, utilizado para tornar o seu modelo feito à mão mais forte.

Com a ajuda de um pincel, aplique suavemente o revestimento de epóxi nas impressões 3D de forma a que o epóxi não escorra. Utilize pincéis mais pequenos para as fendas e os cantos difíceis de alcançar, de modo a que todas as partes do exterior fiquem bem cobertas.

Um revestimento epoxídico muito popular para impressão 3D com o qual muitas pessoas tiveram sucesso é o XTC-3D High Performance Print Coating da Amazon.

Funciona com todo o tipo de materiais impressos em 3D, como PLA, ABS, impressões SLA, bem como madeira, papel e outros materiais.

Um kit deste epóxi é muito duradouro porque não precisa de usar muito para obter bons resultados.

Muitas pessoas dizem que "um pouco dá muito jeito". Depois de o epóxi curar, obtém-se uma força extra e uma superfície clara e brilhante com um óptimo aspecto.

É uma coisa simples de fazer, mas se quiseres saber mais sobre a aplicação de um revestimento de epóxi em impressões 3D, vê o vídeo dos Matter Hackers.

Como reforçar impressões 3D em resina

Para reforçar as impressões 3D em resina, aumente a espessura da parede do modelo, se este for escavado, para cerca de 3 mm. Pode aumentar a durabilidade adicionando cerca de 25% de resina flexível à cuba de resina, para que esta tenha alguma resistência flexível.