É realmente possível aumentar a resistência ao calor das suas impressões 3D usando uma técnica chamada recozimento. Tem um processo que pode ser bastante complicado, mas quando é feito correctamente, pode fornecer bons resultados. Este artigo responderá como tornar as impressões 3D mais resistentes ao calor.

Para tornar as impressões 3D mais resistentes ao calor, pode submetê-las a um processo de aquecimento chamado recozimento, que consiste em aplicar um nível constante de calor a um modelo utilizando um forno ou água a ferver durante um período de tempo e, em seguida, deixá-lo arrefecer. Este processo altera a estrutura interna do modelo para melhorar a resistência ao calor.

Continue a ler para obter mais informações sobre como tornar as impressões 3D mais resistentes ao calor.

Como tornar o PLA mais resistente ao calor - Recozimento

O recozimento é um processo em que se aplica calor a um material para melhorar a sua resistência ao calor e durabilidade. As impressões em PLA podem ser recozidas colocando-as numa fonte de calor a temperaturas entre 60-110°C

O PLA passa por um processo chamado cristalização. A temperatura de cristalização refere-se à temperatura em que a estrutura do material começa a tornar-se cristalina.

Existem vários meios para recozer um modelo à base de PLA, nomeadamente os seguintes:

• Cozinhar num forno
• Colocação em água quente
• Cozer na cama aquecida da impressora 3D

Cozinhar num forno

Algumas pessoas utilizam fornos de torradeira ou fornos eléctricos, o que normalmente é melhor do que um forno a gás, porque têm uma dissipação de calor mais uniforme em torno dos modelos 3D.

Também é importante utilizar um termómetro para garantir que a temperatura do seu forno corresponde realmente à temperatura que definiu.

Pode utilizar os seguintes passos para garantir o recozimento do seu modelo PLA:

• Aqueça o seu forno eléctrico a cerca de 110°C.
• Colocar as impressões no forno durante cerca de uma hora.
• Deixe o modelo assentar no forno durante cerca de uma hora e depois desligue-o.
• Deixar o modelo arrefecer gradualmente no forno

Este processo de arrefecimento gradual é o que ajuda a reestruturar as propriedades do modelo e a aliviar as tensões internas acumuladas durante o aquecimento.

Aqui está um vídeo detalhado que mostra como aquecer o seu modelo num forno.

Um utilizador que cozeu o seu PLA num forno a 120°C e depois num segundo forno a 90°C disse que ambos ficaram muito deformados.

Outro utilizador disse que é melhor usar algo como um forno de convecção barato ligado a um controlador de temperatura PID.

Isto evitaria muitas deformações, utilizando a convecção forçada para o calor e colocando o modelo sobre um material isolante, protegendo simultaneamente os elementos de aquecimento do forno para evitar que a radiação térmica afecte a peça.

As pessoas perguntam-se se é seguro recozer o PLA no mesmo forno em que cozinham, e não existe muita informação sobre este assunto. Alguns utilizadores dizem que é melhor prevenir, uma vez que os plásticos podem libertar toxinas antes de ficarem demasiado quentes.

Se optar por este método, é preferível utilizar um forno torradeira ou algo semelhante para recozer o PLA.

Alguns utilizadores afirmam que recozem no forno, mas que têm o modelo em papel de alumínio bem embrulhado para reduzir o risco de exposição.

Colocação em água quente

Também pode recozer o seu modelo PLA em água quente, efectuando os seguintes passos:

• Aquecer água numa tigela relativamente grande até ao ponto de ebulição
• Coloque o modelo impresso num saco de plástico e coloque-o na água quente.
• Deixar actuar durante 2-5 minutos
• Retire o modelo da água quente e coloque-o numa tigela com água fria
• Secar com dessecante ou toalhas de papel

As pessoas têm diferentes métodos de recozimento com água a ferver, mas este método parece funcionar bastante bem.

Aqui está um vídeo para realçar este processo e mostrar uma comparação entre cozer e ferver peças PLA.

Algumas pessoas recomendaram a utilização de glicerol em vez de água, uma vez que funciona ainda melhor devido ao facto de ser higroscópico, pelo que não precisa de secar.

No vídeo acima, ele comparou o recozimento através da cozedura com a fervura e descobriu que a fervura mantém a peça mais precisa em termos dimensionais. Outra coisa interessante é que é mais fácil recozer peças com formas irregulares através da fervura do que com um forno.

Um utilizador recozinhou com sucesso alguns suportes de motor para aviões RC em água a ferver, mas estes encolheram um pouco. Havia orifícios para parafusos nessa parte, mas ainda eram utilizáveis se os encaixasse à força.

Cozer na cama aquecida da impressora 3D

De forma semelhante ao recozimento das suas impressões 3D num forno, algumas pessoas recomendam mesmo fazê-lo na cama aquecida da sua impressora 3D. Basta aquecer a temperatura até cerca de 80-110°C, colocar uma caixa de cartão sobre o modelo e deixá-lo cozer durante cerca de 30-60 minutos.

Um utilizador até implementou o código G para melhorar o processo, começando com uma cama aquecida a 80°C, deixando-a cozer durante 30 minutos, depois deixando-a arrefecer gradualmente e cozer durante menos tempo.

Aqui está o código G que eles usaram:

M84 ;steppers off

M117 Aquecimento

M190 R80

M0 S1800 Cozedura a 80C 30min

M117 Arrefecimento 80 -> 75

M190 R75

M0 S600 Cozer a 75C 10min

M117 Arrefecimento 75 -> 70

M190 R70

M0 S600 Cozer a 70C 10min

M117 Arrefecimento 70 -> 65

M190 R65

M0 S300 Cozedura a 65C 5min

M117 Arrefecimento 65 -> 60

M190 R60

M0 S300 Cozedura a 60C 5min

M117 Arrefecimento 60 -> 55

M190 R55

M0 S300 Cozedura a 55C 5min

M140 S0 ; Cama desligada

M117 Concluído

Melhor temperatura de recozimento do PLA (forno)

As melhores temperaturas para recozer com sucesso os modelos de PLA num forno situam-se entre 60-170°C, com um bom valor a rondar normalmente os 90-120°C. Isto está acima da temperatura de transição vítrea e abaixo da temperatura de fusão do PLA.

A estrutura dos materiais PLA é dita amorfa, o que significa que a estrutura molecular do material é desorganizada. Para tornar o material algo organizado (cristalino), seria necessário aquecê-lo acima da temperatura de transição vítrea.

Se aquecermos o material muito próximo da temperatura de fusão ou acima, a estrutura do material colapsa e, mesmo após o arrefecimento, não consegue voltar à sua estrutura original.

Por conseguinte, não se deve afastar demasiado da temperatura de transição vítrea para um recozimento óptimo.

As melhores temperaturas para recozer o PLA variam consoante a forma como o PLA foi fabricado e os tipos de cargas que possui. Um utilizador disse que normalmente só precisa de atingir temperaturas de cerca de 85-90°C, enquanto os PLA mais baratos podem precisar de temperaturas mais elevadas durante mais tempo.

Um bom filamento PLA+ deve precisar apenas de alguns minutos a 90°C para cristalizar. Ele disse que até já o fez utilizando a cama aquecida da sua impressora 3D, colocando uma caixa sobre a peça para reter o calor.

Como recozer o PLA sem deformar

Para recozer o PLA sem deformar, muitos utilizadores sugerem que se embale o modelo numa tigela de areia antes de o colocar no forno para cozer. Também se deve deixar o modelo arrefecer enquanto estiver na areia. Também se pode utilizar o método de ebulição com o modelo num saco de plástico e depois de o deixar arrefecer em água fria.

Deve certificar-se de que também há areia no fundo do modelo, cerca de 5 cm se possível.

Aqui está um excelente vídeo do MatterHackers que mostra como fazer este processo. Também pode utilizar sal em vez de areia, uma vez que se dissolve facilmente na água e é mais acessível.

Um utilizador que utilizou este método disse que funcionou muito bem para recozer o seu PLA sem deformar, mesmo a uma temperatura de 100°C. Ele programou o forno para funcionar durante uma hora e deixou a impressão arrefecer e ficou óptima.

Outro utilizador que recozinhou o PLA a 80°C disse que podia aquecer os objectos a cerca de 73°C sem que estes ficassem flexíveis. Os modelos de PLA não mudaram de textura e tinham uma resistência semelhante entre camadas.

Uma pessoa descreveu a sua experiência de utilização de sal fino em vez de areia, colocou uma camada de sal no seu prato Pyrex, colocou a sua impressão 3D, juntamente com um termómetro Bluetooth e adicionou mais sal até o prato ficar cheio.

Em seguida, colocou-a no forno a 76°C e esperou até o termómetro atingir 71°C, depois desligou o forno e deixou-a arrefecer durante a noite com a peça ainda embalada no sal.

Os resultados desta acção eliminaram os problemas de delaminação (divisão de camadas), quase sem empenos e com uma taxa de retracção uniforme nos eixos X, Y e Z de apenas 0,5%.

Qual é a resistência ao calor do PETG?

O PETG tem uma resistência ao calor de cerca de 70°C, ao contrário do PLA que tem uma resistência ao calor de 60°C. Estas temperaturas são conhecidas como a sua temperatura de transição vítrea. O ABS e o ASA têm uma resistência ao calor de cerca de 95°C.

Aqui está um vídeo que mostra um teste de resistência ao calor do PETG no meio de outros tipos de filamentos.