A altura da camada dos objectos impressos em 3D é importante para a qualidade, velocidade e até resistência. É uma boa ideia descobrir qual a melhor altura de camada para a sua situação.

Perguntei-me qual seria a melhor altura de camada para determinadas situações de impressão 3D, por isso fiz alguma pesquisa sobre o assunto e vou partilhá-la neste post.

A melhor altura de camada na impressão 3D para um bocal padrão de 0,4 mm é entre 0,2 mm e 0,3 mm. Esta altura de camada proporciona um equilíbrio entre velocidade, resolução e sucesso de impressão. A sua altura de camada deve situar-se entre 25% e 75% do diâmetro do seu bocal, caso contrário poderá ter problemas de impressão.

Tem a resposta básica, mas espere, não é tudo! Há mais pormenores a ter em conta para determinar a melhor altura de camada para si, por isso continue a ler para descobrir.

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O que é a altura da camada, a espessura da camada ou a resolução?

Antes de começarmos a escolher qual a melhor altura de camada, vamos todos entender o que é a altura de camada.

Basicamente, a altura da camada é a medida, normalmente em mm, que o seu bocal extrude para cada camada de uma impressão 3D. Também é conhecida como espessura da camada e resolução na impressão 3D por ser o que torna uma impressão 3D de melhor qualidade.

Se pensarmos num objecto detalhado, ter uma grande altura de camada significa que o detalhe só pode ir até certo ponto. É semelhante a tentar construir um objecto detalhado utilizando peças de Lego, os blocos são demasiado grandes para que os detalhes apareçam realmente.

Assim, quanto mais pequena for a altura da camada, ou "blocos de construção", melhor será a qualidade, mas também resultará na necessidade de extrudir mais camadas para completar a mesma impressão.

Quanto menor for a altura da camada, ou maior for a resolução, mais as peças impressas em 3D serão dimensionalmente precisas e terão melhor qualidade de impressão.

A altura da camada é basicamente o mesmo que a resolução.

Agora que temos esta compreensão básica da altura da camada, vamos responder à questão principal de escolher a melhor altura de camada para a impressão 3D.

Qual é a melhor altura de camada para impressão 3D?

Esta não é a pergunta mais simples de responder porque depende muito da sua preferência.

Precisa de uma impressão rápida como um relâmpago para que as possa distribuir o mais rapidamente possível? Então escolha uma altura de camada maior.

Se pretende uma peça artística com peças altamente detalhadas e uma precisão inigualável, escolha uma altura de camada mais pequena.

Depois de determinar o equilíbrio entre velocidade e qualidade, pode escolher a altura da camada mais adequada para a sua situação de impressão 3D.

Uma boa altura de camada que funciona na maioria das situações é de 0,2 mm. Esta é a espessura de camada típica para a impressão 3D, uma vez que o bocal predefinido é de 0,4 mm e uma boa regra é utilizar cerca de 50% do diâmetro do bocal como altura de camada.

Para uma situação como a impressão em 3D de máscaras e protectores faciais de EPI, o seu principal objectivo é conseguir imprimi-los o mais rapidamente possível. Não só optaria por um bocal maior, como também utilizaria uma altura de camada maior, até ao ponto em que estivesse totalmente funcional.

Quando se tem um modelo de uma estátua artística e pormenorizada que se pretende exibir em casa, o objectivo é obter a melhor qualidade possível. Optaríamos por um diâmetro de bocal mais pequeno, utilizando uma altura de camada reduzida para obter um nível de detalhe extremamente elevado.

Para determinar correctamente qual é o melhor, deve imprimir em 3D objectos como um cubo de calibração ou um Benchy 3D com diferentes alturas de camada e inspeccionar a qualidade.

Guarde-os como modelos de referência para saber como será a qualidade quando utilizar esses diâmetros de bocal e definições de altura de camada.

No entanto, deve ter em conta que existem limites para a altura da camada, dependendo do diâmetro do bocal.

Uma altura de camada demasiado baixa para o diâmetro do bico fazer com que o plástico seja empurrado de volta para o bocal e terá problemas em empurrar o filamento para fora.

Uma altura de camada demasiado elevada para o diâmetro do bico dificultar a aderência das camadas umas às outras devido ao facto de o bico não poder extrudir com boa exactidão e precisão.

Existe uma directriz bem conhecida na comunidade de impressão 3D sobre a altura da camada que deve ser definida, como uma percentagem do diâmetro do bocal.

O Cura começa mesmo a dar avisos quando se coloca uma altura de camada superior a 80% do diâmetro do bocal. Por isso, se tiver um diâmetro de bocal de 0,4 mm, que é o tamanho de bocal padrão, receberá um aviso com uma altura de camada a partir de 0,32 mm.

Como mencionado anteriormente, a altura da camada deve ser entre 25% e 75% do diâmetro do seu bico.

Para o bocal padrão de 0,4 mm, isto dá-lhe uma gama de altura de camada de 0,1 mm a 0,3 mm.

Para um bocal maior de 1 mm, é um pouco mais fácil de calcular, com a sua gama a situar-se entre 0,25 mm e 0,75 mm.

O meio ou a marca dos 50% é normalmente um bom ponto de partida a atingir, então, se pretende uma melhor qualidade ou um tempo de impressão mais rápido, pode ajustar em conformidade.

Uma boa altura de camada para PLA ou PETG é de 0,2 mm para um bocal de 0,4 mm.

Como é que a altura da camada afecta a velocidade e o tempo de impressão?

Como mencionado anteriormente, determinámos que a altura da camada afecta a velocidade e o tempo total de impressão do seu objecto, mas até que ponto.

A altura da camada afecta o tempo de impressão porque a cabeça de impressão tem de imprimir cada camada uma a uma. Uma altura de camada mais pequena significa que o objecto tem mais camadas no total.

Se tiver uma altura de camada de 0,1 mm (100 microns) e depois ajustar essa altura de camada para 0,2 mm (200 microns), terá efectivamente reduzido para metade a quantidade total de camadas.

Por exemplo, se um objecto tivesse 100 mm de altura, teria 1.000 camadas com uma altura de camada de 0,1 mm e 500 camadas com uma altura de camada de 0,2 mm.

Em igualdade de circunstâncias, isto significa que reduzir para metade a altura da camada duplica o tempo total de impressão.

Vamos utilizar um exemplo real do primeiro e único, 3D Benchy (um objecto de impressão 3D básico para testar as capacidades da impressora) de três alturas de camada diferentes, 0,3 mm, 0,2 mm e 0,1 mm.

O Benchy de 0,3 mm demora 1 hora e 7 minutos, com 160 camadas no total.

O Benchy de 0,2 mm demora 1 hora e 35 minutos, com 240 camadas no total.

O Benchy de 0,1 mm demora 2 horas e 56 minutos a imprimir, com 480 camadas individuais para completar.

A diferença entre o tempo de impressão do:

• 0,3 mm de altura e 0,2 mm de altura é 41% ou 28 minutos
• 0,2 mm de altura e 0,1 mm de altura é de 85% ou 81 minutos (1 hora e 21 minutos).
• 0,3 mm de altura e 0,1 mm de altura é 162% ou 109 minutos (1 hora e 49 minutos).

Embora as alterações sejam muito significativas, tornam-se ainda mais significativas quando olhamos para objectos de grandes dimensões. Os modelos 3D que cobrem uma grande parte da sua mesa de impressão, em largura e em altura, apresentam maiores diferenças nos tempos de impressão.

Para ilustrar isto, cortei um Benchy 3D a 300% de escala, o que quase enche a placa de construção. As diferenças entre os tempos de impressão para cada altura de camada eram enormes!

Começando com a maior altura de camada a 0,3 mm, ou seja, a impressão mais rápida, temos um tempo de impressão de 13 horas e 40 minutos.

Em seguida, temos o Benchy de 0,2 mm 300% e este ficou em 20 horas e 17 minutos.

Por fim, o Benchy da mais alta qualidade com uma altura de camada de 0,1 mm que demorou 1 dia, 16 horas e 8 minutos!

A diferença entre o tempo de impressão do:

• 0,3 mm de altura e 0,2 mm de altura é de 48% ou 397 minutos (6 horas e 37 minutos).
• 0,2 mm de altura e 0,1 mm de altura é de 97% ou 1.191 minutos (19 horas e 51 minutos).
• 0,3 mm de altura e 0,1 mm de altura é de 194% ou 1.588 minutos (26 horas e 28 minutos).

Quando comparamos o Benchy normal com o Benchy 300%, vemos as diferenças no tempo relativo de impressão.

Isto mostra que, se estiver a imprimir objectos grandes, a altura da camada vai contar mais para o tempo de impressão, mesmo que a qualidade permaneça a mesma.

O compromisso entre a altura da camada e o tempo de impressão faz com que seja ligeiramente mais vantajoso optar por uma altura de camada maior para objectos maiores.

Sim, claro", está a pensar, "mais camadas significa um tempo de impressão mais longo, mas e a qualidade?

Como é que a altura da camada afecta a qualidade?

Dependendo da sua visão pessoal, poderá não conseguir distinguir uma impressão com uma altura de camada de 0,2 mm de uma com uma altura de camada de 0,3 mm, apesar de isso representar um aumento de 50%.

No grande esquema das coisas, estas camadas são extremamente pequenas. Quando se olha para um objecto à distância, não se nota qualquer diferença. Só de perto, com uma boa iluminação à volta do objecto, é que se percebe estas diferenças de qualidade.

Para testar e dar um exemplo visual útil, imprimi em 3D alguns Benchys com diferentes alturas de camada, escolhendo 0,1 mm, 0,2 mm e 0,3 mm, que é uma gama que a maioria dos utilizadores de impressão 3D reproduz nas suas impressões.

Vamos ver se consegue ver a diferença, dê uma vista de olhos e veja se consegue descobrir qual é a altura da camada de 0,1 mm, 0,2 mm e 0,3 mm.

Resposta:

Esquerda - 0,2 mm. Meio - 0,1 mm. Direita - 0,3 mm

Se conseguiste acertar, fizeste um excelente trabalho! Quando inspeccionas os Benchys de perto, a principal indicação é a parte da frente. Podes ver as "escadas" nas camadas mais proeminentes com as alturas de camada maiores.

De longe, pode não fazer tanta diferença, mas dependendo do seu modelo, algumas peças podem não ser impressas com sucesso com grandes alturas de camada.

As camadas de menor altura podem lidar muito melhor com questões como saliências, porque têm mais sobreposição e apoio da camada anterior.

Se estivesse a olhar para elas de longe, notaria realmente a diferença de qualidade?

Para determinar a melhor altura de camada para a sua impressora 3D, basta perguntar a si próprio se prefere os aumentos de qualidade ao longo do tempo e a quantidade, se estiver a imprimir muitas peças.

O tamanho do bocal terá um efeito na altura da camada em termos de limitações de altura ou profundidade, seguindo a regra 25-75%.

A altura da camada afecta a resistência? Uma maior altura da camada é mais forte?

A CNC Kitchen criou um vídeo sobre qual é a melhor altura de camada para a resistência, quer se trate de uma altura de camada grande com poucos detalhes ou de uma altura de camada pequena muito precisa. É um óptimo vídeo com imagens e conceitos bem explicados para lhe dar a resposta.

Vou resumir o vídeo para si, se quiser uma resposta rápida!

Poder-se-ia pensar que a maior altura da camada ou a menor altura da camada seria a melhor, mas a resposta é, na verdade, bastante surpreendente. Na verdade, não foi nenhum dos valores extremos, mas algo entre eles.

Depois de testar uma série de ganchos com alturas de camada entre 0,05 mm e 0,4 mm, descobriu que a melhor altura de camada para a resistência estava entre 0,1 mm e 0,15 mm.

Depende do tamanho do bico que tem para saber qual a altura da camada que funciona melhor.

Ender 3 Número mágico Altura da camada

Talvez já tenha ouvido o termo "Número Mágico" quando se refere à altura da camada de uma impressora 3D específica. Isto deve-se ao facto de os motores de passo do eixo Z se deslocarem em "passos" de 0,04 mm, empurrando o hotend nessa distância.

Funciona para as impressoras Ender 3, CR-10, Geeetech A10 e muitas outras impressoras 3D com o mesmo parafuso de avanço. Existem parafusos de avanço M8, parafuso de avanço trapezoidal TR8x1,5, parafuso de esfera SFU1204, etc.

É possível mover-se entre valores com o micro-passo, mas esses ângulos não são iguais. A utilização da rotação natural do motor de passo é efectuada movendo a extremidade quente em incrementos de 0,04 mm.

Isto significa que, se quiser obter impressões da melhor qualidade, para a Ender 3 e para uma série de outras impressoras 3D, em vez de utilizar uma altura de camada de 0,1 mm, deve imprimir com uma altura de camada de 0,08 mm ou 0,12 mm e assim por diante.

A utilização destes números mágicos tem o efeito de calcular a média das variações nas alturas das camadas resultantes de ângulos de micro-passo desiguais, para uma altura de camada consistente em todo o processo.

Isto é bem descrito por Chuck da CHEP no YouTube, que pode ver abaixo.

Os steppers movem-se normalmente em passos completos ou meios passos, mas quando se movem entre estes, existem diversas variáveis que determinam as distâncias dos passos para estes micros passos.

Os números mágicos evitam esse jogo esperançoso de movimentos precisos e utilizam passos meio e completos para obter a melhor precisão. O nível de erro entre os passos comandados e os passos reais é equilibrado a cada passo.

Para além de 0,04 mm, existe outro valor de 0,0025 mm, que é o valor de 1/16 de micropasso. Se estiver a utilizar camadas adaptativas, deve utilizar valores divisíveis por 0,0025 ou limitá-los a uma resolução de meio passo de 0,02 mm.

Calculadora da altura ideal da camada

Josef Prusa criou uma calculadora muito útil para determinar a altura ideal da camada para a sua impressora 3D. Basta introduzir alguns parâmetros e a calculadora fornece informações sobre a altura ideal da camada.

Muitas pessoas recomendaram e utilizaram esta calculadora ao longo do tempo, pelo que vale a pena verificar por si próprio.

Qual é a melhor altura de camada para um Ender 3?

A melhor altura de camada para uma Ender 3 situa-se entre 0,12 mm e 0,28 mm, dependendo da qualidade pretendida. Para impressões de alta qualidade em que pretende obter o máximo de detalhes, recomendo uma altura de camada de 0,12 mm. Para impressões 3D mais rápidas e de menor qualidade, uma altura de camada de 0,28 mm é uma altura de camada excelente que equilibra bem.

Quais são as desvantagens de utilizar uma altura de camada pequena?

Uma vez que o tempo de impressão aumentaria com uma altura de camada mais pequena, isso também significa que há mais tempo para que algo corra mal com a impressão.

Camadas mais finas nem sempre resultam em melhores impressões e podem, na verdade, prejudicar as suas impressões a longo prazo. Um aspecto interessante a saber quando se trata de objectos com camadas mais pequenas é que, normalmente, há mais artefactos (imperfeições) nas suas impressões.

Não é uma boa ideia escolher uma altura de camada muito pequena para alguns objectos de qualidade extremamente elevada, porque pode acabar por gastar muito mais tempo para uma impressão que nem sequer tem bom aspecto.

Encontrar o equilíbrio certo entre estes factores é um bom objectivo para escolher a melhor altura de camada para si.

Algumas pessoas perguntam-se se uma altura de camada mais baixa é melhor, e a resposta é que depende dos seus objectivos, como mencionado acima. Se quiser modelos de alta qualidade, então uma altura de camada mais baixa é melhor.

Utilizando a directriz 25-75%, um bocal de 0,4 mm poderia imprimir a uma altura de camada de 0,1 mm.

A altura da camada afecta o caudal?

A altura da camada tem um efeito na taxa de fluxo, uma vez que determina a quantidade de material que será extrudido a partir do bocal, mas não altera a taxa de fluxo real definida no seu cortador. A taxa de fluxo é uma definição separada que pode ajustar, normalmente com uma predefinição de 100%. Uma altura de camada mais elevada extrudirá mais material.

Altura da camada de impressão 3D vs. tamanho do bocal

Para determinar a altura da camada de um objecto impresso em 3D, imprima as suas próprias impressões 3D de teste em tamanhos diferentes e escolha a que desejar.

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