O tamanho do bocal e o material fazem uma diferença significativa nos seus resultados de impressão 3D, especialmente quando utiliza materiais mais abrasivos. Quer ter a certeza de que está a seleccionar os melhores tamanhos de bocal e material para o seu projecto, por isso este artigo irá ajudá-lo a fazer exactamente isso.

A melhor forma de determinar o tamanho do bico & material é conhecer os seus objectivos, se pretende um modelo detalhado ou imprimir vários modelos no menor tempo possível. Se pretende detalhes, escolha um tamanho de bico pequeno e, se estiver a imprimir com um material abrasivo, utilize um bico de aço endurecido.

Quando avançar na sua viagem de impressão 3D, começará a fazer melhorias em várias áreas que aumentam o desempenho da qualidade de impressão.

O resto deste artigo ajudá-lo-á na área do tamanho do bico e do material e dar-lhe-á algumas informações úteis que o ajudarão ao longo do caminho, por isso continue a ler.

Como é que escolho o tamanho certo do bocal para impressão 3D?

Normalmente, o tamanho do bocal varia entre 0,1 mm e 1 mm e pode escolher entre várias opções, dependendo dos seus requisitos. 0,4 mm é considerado o tamanho de bocal padrão de uma impressora 3D e quase todos os fabricantes incluem um bocal deste tamanho nas suas impressoras.

O bocal é uma das partes mais essenciais da impressora 3D que contribui para o processo de impressão de modelos 3D.

Há uma decisão importante no equilíbrio entre velocidade e qualidade, em que se estiver a imprimir um item grande e funcional, um diâmetro de bocal maior, como 0,8 mm, é suficiente.

Por outro lado, se estiver a imprimir um modelo detalhado, como uma miniatura, qualquer valor entre 0,4 mm e 0,2 mm faz mais sentido.

Não se esqueça de que algumas impressoras 3D têm uma resolução de impressão limitada, com as impressoras 3D FDM a terem normalmente uma resolução de impressão de 0,05 mm a 0,1 mm ou 50-100 microns. Um bocal pequeno não fará grande diferença nestes casos.

Em seguida, explicarei um pouco mais detalhadamente quais os factores que influenciam a escolha de um bico mais pequeno ou maior para a sua impressora 3D.

Devo utilizar um bico de impressora 3D com um diâmetro pequeno? - 0.4mm & Abaixo

Resolução, precisão e aumento; tempos de impressão de bicos mais pequenos

Como mencionado anteriormente, obterá a melhor resolução e precisão com bicos mais pequenos, de 0,4 mm a 0,1 mm, embora o tempo necessário para criar cada modelo 3D seja consideravelmente mais elevado.

Coloquei o suporte para auscultadores da Makerbot do Thingiverse no Cura e introduzi diferentes diâmetros de bocal, desde 0,1 mm até 1 mm, para comparar os tempos de impressão.

O bocal de 0,1 mm demora 2 dias, 19 horas e 55 minutos, utilizando 51 g de material.

O bico de 0,2 mm demora 22 horas e 23 minutos utilizando 55 g de material

O bocal padrão de 0,4 mm demora 8 horas e 9 minutos, utilizando 60 g de material.

O bocal de 1 mm demora apenas 2 horas e 10 minutos, mas utiliza uns impressionantes 112 g de material!

Normalmente, haveria uma diferença considerável na resolução e precisão entre estes bicos, mas com um design simples como o acima referido, não se veria uma diferença tão grande porque não há pormenores precisos.

Algo como um modelo do Deadpool exigiria uma precisão de modo, pelo que não é de todo desejável utilizar um bocal de 1 mm para o efeito. Na imagem abaixo, utilizei um bocal de 0,4 mm e o resultado foi bastante bom, embora um bocal de 0,2 mm tivesse sido muito melhor.

No entanto, não é necessário mudar para um bocal de 0,2 mm, e pode simplesmente diminuir a altura da camada para beneficiar dessa precisão. É apenas quando pretende utilizar uma altura de camada tão pequena que fica fora do intervalo de 25% da recomendação do diâmetro do bocal para a altura da camada.

Assim, poderia continuar a utilizar uma altura de camada de 0,1 mm para o modelo do Deadpool, em vez da altura de camada de 0,2 mm que foi utilizada.

Nalguns casos, as linhas das camadas podem ser benéficas para o modelo final, se estiver à procura de um aspecto bruto e robusto.

Mais fácil de remover os suportes com bicos mais pequenos

Agora, outro factor que entra em jogo com bicos mais pequenos é o dos suportes, facilitando a sua remoção. Uma vez que temos mais precisão, isso também nos favorece quando imprimimos suportes em 3D, para que não extrudam em demasia e não se prendam firmemente ao modelo.

Os suportes impressos a partir de um bocal de pequeno diâmetro são normalmente mais fáceis de remover do que os suportes impressos em 3D a partir de um bocal grande.

Na verdade, escrevi um artigo sobre Como tornar os suportes de impressão 3D mais fáceis de remover, que pode consultar.

Os bicos mais pequenos causam problemas de entupimento

Os bicos de diâmetro mais pequeno não conseguem extrudir tanto filamento fundido como os bicos maiores, pelo que necessitam de um caudal menor. Quanto mais pequeno for o bico, mais susceptível é de entupir devido ao seu orifício mais pequeno.

Se tiver problemas de entupimento com um bocal de menor diâmetro, pode tentar aumentar a temperatura de impressão ou, mais útil ainda, reduzir a velocidade de impressão, para que a extrusão do bocal corresponda ao fluxo da extrusora.

Altura da camada muito pequena

Recomenda-se que a altura da camada seja entre 25% e 80% do tamanho do bico, o que significa que um bico de pequeno diâmetro terá uma altura de camada muito pequena. Por exemplo, um bico de 0,2 mm teria uma altura de camada mínima de 0,05 e máxima de 0,16 mm.

A altura da camada é o factor mais significativo na determinação da precisão e do tempo de impressão, pelo que é essencial equilibrar este factor.

Os bicos mais pequenos têm saliências de melhor qualidade

Quando se está a tentar imprimir com êxito uma saliência, que é uma longa extrusão de material entre dois pontos elevados, diz-se que o desempenho é muito melhor com bicos mais pequenos.

Isto deve-se principalmente ao facto de as saliências serem assistidas por ventoinhas de arrefecimento, que funcionam melhor quando arrefecem camadas de menor altura ou largura de linha, porque há menos material para arrefecer, o que leva a um arrefecimento mais rápido, pelo que o material endurece em pleno ar sem muitos problemas.

Além disso, ao calcular os graus de saliência num modelo, as camadas mais grossas teriam mais distância de saliência a ultrapassar, enquanto as camadas mais finas têm mais apoio da camada inferior.

Isto leva a que as camadas finas num bocal pequeno necessitem de ultrapassar menos saliências.

O vídeo abaixo mostra como obter saliências realmente boas nas suas impressões 3D.

Os bicos mais pequenos podem ter problemas com o filamento abrasivo

Tal como acontece com o problema do entupimento, os bicos de diâmetro mais pequeno não são os melhores para utilizar na impressão 3D com filamento abrasivo. Não só é provável que entupam, como também danificam o orifício do bico, o que teria mais efeito num bico preciso e pequeno.

Os filamentos abrasivos que deve evitar são os que têm enchimento de madeira, os que brilham no escuro, os que têm enchimento de cobre e os compostos de nylon e fibra de carbono.

Ainda é possível utilizar um bocal mais pequeno com estes filamentos abrasivos, mas eu tentaria evitá-lo na maioria dos casos.

Devo escolher um bico de impressora 3D de grande diâmetro? - 0,4 mm e mais

Na secção anterior, referimos as poupanças de tempo significativas resultantes da utilização de um bocal maior, por isso vamos analisar alguns outros aspectos.

Força

A CNC Kitchen e a Prusa Research analisaram a diferença na resistência das impressões 3D, quando se utilizam bicos pequenos ou maiores, e descobriram que os bicos maiores são muito melhores para a resistência.

Por exemplo, se tiver 3 perímetros numa impressão 3D e utilizar um bocal maior, estará a extrudir paredes maiores, o que se traduz em resistência.

É possível extrudir paredes espessas com um bocal mais pequeno, mas se tivermos em conta o tempo, teremos de fazer o sacrifício.

Pode aumentar a largura da linha e a altura da camada das suas impressões 3D com um bocal mais pequeno, mas a certa altura, poderá ter problemas em imprimir objectos com sucesso.

A Prusa descobriu que a vantagem de utilizar um bocal maior, passando de um bocal de 0,4 mm para um de 0,6 mm, deu aos objectos um aumento de 25,6% na resistência ao impacto.

Os resultados da investigação da Prusa afirmam que o objecto impresso por um bocal grande tem uma grande resistência e uma maior capacidade de absorção de choques.

De acordo com a investigação, o modelo impresso com um bocal de 0,6 mm de diâmetro pode absorver 25% mais energia do que o objecto impresso com um bocal de 0,4 mm.

O entupimento é menos provável com um bocal grande

Da mesma forma que o entupimento é provável com bicos mais pequenos, os bicos maiores são menos susceptíveis de entupir, devido a terem mais liberdade com as taxas de fluxo do filamento. Um bico maior não acumulará tanta pressão e não terá problemas em extrudir o filamento, em linha com a extrusora.

Tempos de impressão mais rápidos

Um bocal com um diâmetro grande permitirá a extrusão de mais filamento, o que levará à impressão do modelo de uma forma muito mais rápida.

Estes bicos são perfeitos quando é necessário imprimir um objecto que não necessita de um aspecto apelativo e não é muito complexo. É também uma escolha ideal quando se trata de poupar tempo.

Os filamentos abrasivos fluem mais facilmente com um bocal grande

Se pretende imprimir em 3D com filamento abrasivo, recomendo que utilize o bocal normal de 0,4 mm ou maior, uma vez que é menos provável que entupam.

Mesmo quando um bico de maior diâmetro entope, será mais fácil resolver o problema do que um bico de menor diâmetro, como um de 0,2 mm.

Um factor ainda mais importante quando se trata de filamentos abrasivos é o material do bocal que está a utilizar, uma vez que o bocal de latão padrão não dura muito tempo, sendo um metal mais macio.

A altura da camada é maior

Os bicos de grandes dimensões terão uma altura de camada mais elevada.

Como é recomendado, a altura da camada não deve exceder 80% do tamanho do bocal, pelo que um diâmetro de bocal de 0,6 mm deve ter uma altura máxima de camada de 0,48 mm, enquanto um diâmetro de bocal de 0,8 mm deve ter uma altura máxima de camada de 0,64 mm.

Baixa resolução & Precisão

Tal como mencionado anteriormente, a qualidade de impressão não será muito detalhada à medida que aumenta o diâmetro do bico.

Uma vez que um bico grande extrude camadas mais espessas, deve ser utilizado quando não é necessária uma maior precisão ou uma maior resolução. Um bico grande é a escolha ideal para essas impressões 3D.

Qual o tamanho do bico da impressora 3D que deve escolher?

O melhor tamanho de bocal a escolher é um bocal de 0,4 mm para a maioria das impressões 3D normais. Se pretender imprimir em 3D modelos altamente detalhados, utilize um bocal de 0,2 mm. Se pretender imprimir em 3D mais rapidamente, utilize um bocal de 0,8 mm. Para filamentos abrasivos, como o PLA com enchimento de madeira, um bocal de 0,6 mm ou maior funciona bem.

Com os bicos da extrusora LUTER 24PCs MK8 M6 da Amazon, pode experimentá-los você mesmo!

Recomendo sempre que experimente alguns diâmetros de bocal para obter uma experiência em primeira mão. Sentirá o aumento do tempo de impressão com os bocais mais pequenos e verá impressões de menor qualidade com os bocais maiores.

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Com a experiência, está muito mais bem equipado para decidir qual o bocal que deve escolher para cada impressão 3D. Muitas pessoas limitam-se a ficar com o bocal de 0,4 mm porque é a escolha mais fácil, mas há muitos benefícios que as pessoas estão a perder.

Algo como uma impressão 3D funcional, ou mesmo um vaso, pode ficar espectacular com um bocal de 1 mm. As impressões 3D funcionais não precisam de ter um aspecto bonito, pelo que um bocal de 0,8 mm pode ser muito justificado.

Uma miniatura detalhada, como uma figura de acção ou uma impressão 3D da cabeça de uma pessoa famosa, fica melhor com um bocal mais pequeno, como um bocal de 0,2 mm.

Existem diferentes factores que devem ser considerados ao escolher o tamanho do bocal para a sua impressão 3D.

Uma vez que todos os factos importantes sobre os bicos pequenos e grandes foram descritos acima, seguem-se alguns pontos que o ajudarão a escolher com precisão o tamanho do bico.

Se o tempo é a sua maior preocupação e tem de completar um projecto num período curto específico, então deve optar por um bocal com um diâmetro grande, porque irá extrudir mais filamento.

Se pretender imprimir modelos grandes ou se estiver a imprimir algo com restrições de tempo, os tamanhos de bocal maiores, como 0,6 mm ou 0,8 mm, serão a escolha ideal.

Para modelos com detalhes mais finos, ou modelos de alta precisão, é preferível optar por um modelo de 0,2 mm ou 0,3 mm.

Para actividades normais de impressão 3D, qualquer bocal de 0,3 mm a 0,5 mm é perfeitamente adequado.

É possível imprimir em 3D com um bocal de 0,1 mm?

Pode, de facto, imprimir em 3D com um bocal de 0,1 mm, mas tem de definir primeiro a largura da linha para 0,1 mm no Cura, ou no cortador que escolher. A altura da camada deve situar-se entre 25%-80% do diâmetro do bocal, por isso, deve situar-se entre 0,025 mm e 0,08 mm.

Não aconselho a impressão 3D com um bocal de 0,1 mm por várias razões, a não ser que esteja a fazer miniaturas muito pequenas.

Eu optaria, no mínimo, por um bocal de 0,2 mm para imprimir em 3D detalhes muito finos, uma vez que é possível obter uma qualidade incrível com um diâmetro de bocal tão baixo.

É mais provável que se verifiquem falhas de impressão com um bocal tão pequeno, devido ao facto de a altura da primeira camada ter de ser tão pequena para o pequeno diâmetro do bocal. Além disso, a pressão necessária para empurrar o filamento derretido através de um orifício tão pequeno vai ser problemática.

Seria necessário imprimir em 3D muito lentamente e com uma temperatura elevada para que as coisas fizessem algo de significativo, o que pode levar aos seus próprios problemas de impressão. Os passos necessários para se mover podem ser muito pequenos e até resultar em artefactos/imperfeições de impressão.

Outra coisa é o facto de ser necessária uma impressora 3D altamente afinada, desde a obtenção de uma tolerância perfeita até à calibração quase perfeita das relações entre os steppers e a engrenagem. Seria necessária uma impressora 3D sólida e muita experiência para imprimir com sucesso com um bocal de 0,1 mm.

Tamanho da extrusão/largura da linha vs. diâmetro do bico

Muitas pessoas perguntam se a largura da linha deve ser igual ao tamanho do bocal, e o Cura parece pensar que sim. A predefinição no Cura é que a largura da linha mude automaticamente para o diâmetro exacto do bocal que definiu nas definições.

A regra padrão na comunidade de impressão 3D é não definir a largura da linha ou da extrusão abaixo do diâmetro do bocal. Para obter impressões de qualidade mais fina e boa aderência, pode fazer cerca de 120% do diâmetro do bocal.

O software Slic3r define automaticamente a largura da linha para 120% do diâmetro do bocal.

No vídeo abaixo, da CNC Kitchen, os testes de resistência de Stefan revelaram que uma largura de extrusão de cerca de 150% produzia as impressões 3D mais fortes, ou tinha a maior "resistência à falha".

Algumas pessoas dizem que a largura da linha deve ser definida tendo em conta a altura da camada e o diâmetro do bocal.

Por exemplo, se tiver um bocal de 0,4 mm e estiver a imprimir com uma altura de camada de 0,2 mm, a largura da linha deve ser a soma destes dois valores, por exemplo, 0,4 + 0,2 = 0,6 mm.

Mas após uma investigação profunda, os especialistas afirmam que a largura de linha ideal para imprimir modelos 3D de alta qualidade deve ser de cerca de 120% do diâmetro do bocal. De acordo com esta sugestão, a largura de linha ao imprimir com um bocal de 0,4 mm deve ser de cerca de 0,48 mm.

A largura da extrusão pode trazer muitos benefícios, mas um dos principais é a resistência.

Enquanto uma largura de linha fina assegura uma melhor precisão e uma forma suave do objecto e minimiza as hipóteses de erros de fluxo, uma largura de extrusão elevada proporciona uma força extensiva porque junta a camada e a substância é comprimida.

Se pretender imprimir algo como um objecto funcional que necessite de resistência, a definição de uma largura de extrusão elevada pode ajudar.

Ao alterar a largura da extrusão, recomenda-se a gestão da temperatura e do mecanismo de arrefecimento em conformidade, para que a impressora possa ter o melhor ambiente de impressão.

Existe um fenómeno chamado dilatação da matriz que aumenta a largura real do material extrudido, pelo que um bocal de 0,4 mm não extrudirá uma linha de plástico com 0,4 mm de largura.

A pressão de extrusão no interior do bocal aumenta à medida que o plástico é extrudido através do bocal, mas também comprime o plástico. Assim que o plástico comprimido é extrudido, sai do bocal e expande-se. Se se pergunta porque é que as impressões 3D encolhem ligeiramente, esta é uma parte da razão.

Isto faz um bom trabalho ao ajudar na adesão da cama e na adesão da camada ao longo de uma impressão 3D.

Nos casos em que a aderência é fraca, algumas pessoas aumentam a definição "Largura inicial da linha da camada" no Cura.

Qual é o melhor material de bocal a escolher para a impressão 3D?

Existem alguns tipos de materiais de bocal que são utilizados na impressão 3D:

• Bico de latão (mais comum)
• Bocal em aço inoxidável
• Bocal em aço temperado
• Bico com ponta de rubi
• Bocal de tungsténio

Na maior parte dos casos, um bocal de latão serve perfeitamente para imprimir com materiais normais, mas quando se entra num filamento mais avançado, aconselho a mudança para um material mais duro.

Abaixo, apresento cada tipo de material.

Bocal de latão

Os bicos de latão são os bicos mais utilizados nas impressoras 3D por várias razões: o seu custo, a sua condutividade térmica e a sua estabilidade.

Permite-lhe imprimir com quase todos os tipos de filamentos, tais como PLA, ABS, PETG, TPE, TPU e Nylon.

O único inconveniente dos Brass Nozzles é que não pode imprimir com filamentos abrasivos, uma vez que não consegue lidar com esses filamentos de forma extensiva. Desde que se limite a filamentos não abrasivos, os Brass Nozzles são óptimos.

Não durarão muito tempo com um filamento como a fibra de carbono, que é conhecida por ser altamente abrasiva.

Como já foi referido, eu escolheria os bicos de latão LUTERO de 24 peças, que oferecem uma gama completa de tamanhos de bicos de alta qualidade.

Bocal em aço inoxidável

Um dos bicos que pode lidar com filamentos abrasivos é o bico de aço inoxidável, embora outra vantagem seja o facto de ser amplamente utilizado para produtos que envolvem alimentos.

Tem de se certificar de que o seu bocal não contém chumbo para não contaminar as impressões 3D, o que os bocais de aço inoxidável podem comprovar.

É seguro e pode ser utilizado para imprimir objectos que possam entrar em contacto com a pele ou com alimentos. Não se esqueça de que estes bicos só podem viver durante um curto período de tempo e só devem ser comprados se precisar de imprimir um objecto com filamentos abrasivos ocasionalmente.

Certifique-se de que está a comprar o bocal a um fornecedor respeitável.

O bocal de aço inoxidável Uxcell 5Pcs MK8 da Amazon parece bastante bom.

Bocal em aço temperado

Os utilizadores podem imprimir com filamentos abrasivos e uma das melhores coisas sobre um bico de aço endurecido é a sua durabilidade, pode durar mais tempo em comparação com os bicos de latão e de aço inoxidável.

Um aspecto a ter em conta sobre os bicos de aço endurecido é que oferecem uma menor transmissão de calor e requerem temperaturas mais elevadas para imprimir e não são isentos de chumbo, o que impede os utilizadores de os utilizarem para imprimir objectos que possam entrar em contacto com a pele ou alimentos.

Este é o melhor para os utilizadores que imprimem frequentemente com filamentos abrasivos, uma vez que pode durar muito mais tempo do que o bocal de aço inoxidável.

Os bicos de aço endurecido funcionam lindamente com filamentos de NylonX, fibra de carbono, latão, aço, ferro, madeira, cerâmica e fluorescentes.

Eu escolheria o bocal de aço endurecido GO-3D da Amazon, uma escolha que muitos utilizadores adoram.

Bico com ponta de rubi

Trata-se de um bocal híbrido que é constituído principalmente por latão, mas tem uma ponta de rubi.

O latão proporciona estabilidade e uma boa condutividade térmica, enquanto as pontas de rubi aumentam a vida útil do bocal. Este é outro material que pode funcionar bem com filamentos abrasivos, oferecendo uma durabilidade e uma precisão incríveis.

São especialmente concebidos para os utilizadores de filamentos abrasivos e são considerados como uma das melhores opções, uma vez que podem suportar uma abrasão constante. A única coisa que os torna menos populares é o seu preço elevado.

O BC 3D MK8 Ruby Nozzle é uma óptima escolha da Amazon, funcionando sem problemas com materiais especiais como PEEK, PEI, Nylon e muito mais.

Bocal de tungsténio

Este bocal tem uma elevada resistência ao desgaste e pode ser utilizado durante muito tempo constantemente com filamentos abrasivos. Independentemente do tempo de utilização, o seu tamanho e forma devem ser os mesmos para lhe proporcionar resultados consistentemente excelentes.

Oferece uma boa condutividade térmica que ajuda o calor a chegar à ponta do bocal e a manter a temperatura do filamento fundido.

A estrutura interna única e a boa condutividade térmica aumentam a velocidade de impressão sem comprometer a qualidade de impressão. Pode ser utilizada com filamentos abrasivos e não abrasivos.

Eu teria de escolher o bocal da extrusora Midwest Tungsten M6 0.6mm da Amazon. É seguro e fácil de utilizar, sendo também completamente não tóxico. Este bocal também vem de uma empresa de fabrico sediada nos EUA, o que é sempre bem-vindo!

Para uma resposta mais aprofundada sobre os principais materiais, podes consultar o meu artigo Bocal de Impressora 3D - Latão Vs Aço Inoxidável Vs Aço Endurecido.

Qual é o melhor bocal para impressoras 3D?

O melhor bocal a escolher é um bocal de latão de 0,4 mm para a maioria das impressões 3D normais. Se pretender imprimir em 3D modelos altamente detalhados, utilize um bocal de 0,2 mm. Se pretender imprimir em 3D mais rapidamente, utilize um bocal de 0,8 mm. Para filamentos abrasivos, como o PLA com enchimento de madeira, deve utilizar um bocal de aço endurecido.

A resposta completa a esta pergunta depende realmente dos seus requisitos e aplicações de impressão 3D.

Se estiver a utilizar materiais de impressão comuns como PLA, PETG ou ABS para aplicações simples de impressão 3D doméstica, então um bocal de latão padrão será ideal para si. O latão tem a melhor condutividade térmica, o que funciona bem para a impressão 3D.

Se vai imprimir materiais abrasivos, deve considerar outras opções para além do latão, como os bicos de aço endurecido ou de aço inoxidável.

Um bocal com ponta de rubi ou de tungsténio deve ser uma boa escolha se imprimir regularmente modelos grandes com filamentos abrasivos.

Se imprime frequentemente objectos que entram em contacto com a pele ou com alimentos, deve optar por um bocal sem chumbo. Os bocais de aço inoxidável são ideais nestes casos.

Tamanho do bico da impressora 3D vs. altura da camada

Os especialistas sugerem que a altura da camada não deve ser superior a 80% do tamanho ou do diâmetro do bico, o que significa que a altura da camada não deve exceder 0,32 mm quando se utiliza um bico de 0,4 mm.

Bem, esta é a altura máxima da camada, se falarmos da altura mínima da camada, então pode descer até ao ponto em que a sua máquina consegue imprimir correctamente. Algumas pessoas afirmam que até imprimiram objectos com uma altura de camada de 0,04 mm com um bocal de 0,4 mm.

Mesmo que consiga imprimir com uma altura de camada de 0,4 mm, os especialistas sugerem que a altura da camada não deve ser inferior a 25% do tamanho do bocal, uma vez que não terá um grande impacto na qualidade da impressão, mas apenas aumentará o tempo de impressão.