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Dicas e Tutoriais

Conheça as propriedades técnicas dos materiais para impressora 3D

Você sabia que pode estar errando na escolha dos materiais para impressora 3D?

Com o avanço da tecnologia, os materiais para impressora 3D desenvolvidos estão se multiplicando. Cada dia a necessidade em atender às solicitações especificas dos usuários aumenta. Inicialmente, os filamentos foram desenvolvidos para usuários com um padrão geral de peças. Porém, quanto mais técnica e detalhadas se tornam as peças, cresce a necessidade dos materiais suportarem requisitos de cada projeto, como temperatura, resistência mecânica, resistência química etc.

Nesse post tentamos simplificar as principais características dos materiais desenvolvidos por nós, com uma comparação de ensaio de tração com corpos de provas impressos (ASTM D 638) e as tabelas dos materiais, além de ensaios de Dureza Shore D (ASTM D 2240) e Temperatura HDT (ISO 75).

Segue um gráfico que exemplifica as diferenças mecânicas dos principais materiais utilizados em impressoras 3D.

Análise do gráfico do ensaio de tração

materiais para impressora 3D

 

Gráfico do ensaio de tração com materiais para impressora 3D, realizados em corpos de provas seguindo a norma ASTM D 638

PLA: Com o gráfico, vemos que o PLA é o material que suportou maior carga estática, 215daN, ou aproximadamente 215kg de força. Porém, ele não tem grande deformação antes do rompimento, ou seja, ele é pouco dúctil.

ABS: Comparado ao PLA, o ABS suportou menos carga estática. Porém, ele tem um período de deformação bem maior, ou seja, é um material mais dúctil. Em 100daN ele deformou 2mm, o que o coloca em uma categoria de material interessante no aspecto de absorção de carga.

PETG: Foi claramente o material mais nobre dos testados. Suportou 162kg aproximadamente, porém absorveu 7,2mm de deformação antes de sua ruptura. Comparado ao ABS ele suporta mais carga e é mais dúctil. Comparado ao PLA, não suportou tanta carga, porém aceitou uma deformação bem grande.

Visão geral: Mecanicamente falando, o melhor material entre os avaliados é o PETG. Ele abrange mais possibilidades de impressão de peças pois é o que possui melhor resistência mecânica. Porém, se realmente precisar de suportar uma força um pouco maior, o PLA será o indicado. Lembre-se de que estamos falando de força estática, pois ele não aceita deformação conforme vimos.

Mas é claro que não é só isso que devemos levar em consideração para a melhor escolha do material.

Tabela de propriedades dos materiais para impressora 3D

Propriedades - materiais para impressora 3D

Tabela de propriedades dos materiais para impressora 3D, relativas ao grãos de polímero (acima) e ensaios (abaixo).

Então, a tabela acima, além de visualizar numericamente o que o gráfico nos mostrou, adiciona alguma propriedades interessantes aos polímeros.

O ensaio HDT é contido na norma ISO 75. Basicamente aplica-se uma tensão, prevista em norma, a um corpo de prova normatizado, mergulha-se esse corpo em um banho e varia-se a temperatura do banho. A medida que a temperatura vai aumentando, o corpo de prova vai se deformando, até atingir o deslocamento previsto na norma. A temperatura para deformar o corpo de prova com aquela tensão aplicada é a temperatura suportada no ensaio de HDT. Esse ensaio basicamente nos mostra qual a temperatura que cada material suporta sem se deformar.

PLA

Possui temperatura de fusão baixa, de 180°C, e Tg de 60°C. Ou seja, a partir de 60°C as moléculas internas começam a se mover e a peça começa a “amolecer”. Isso é ruim se tratando de peças que precisam ser expostas ao sol, porém é uma vantagem se tratando que pode ser impresso com impressora aberta, sem warp, e baixa temperatura da mesa com aderência boa. Melhor dureza superficial, 85 Shore D, significa que é o material que mais suporta desgaste superficial, ou atrito. Porém, pensando em acabamento posterior com lixa, será o menos “lixável”. A temperatura do ensaio HTD ficou próxima a sua temperatura de TG.

ABS

Possui a maior temperatura de Tg entre os materiais testados, em torno de 100°C. Isso significa que ele é o que melhor suporta temperatura entre os materiais aqui avaliados. Sua dureza superficial baixa em relação aos demais desqualifica-o para utilização em peças que necessitam contato. Porém, isso o torna muito fácil de lixar e consequentemente possui uma certa facilidade em acabamento (pode utilizar acetona pura para acabamento superficial). Foi o material com a maior temperatura no ensaio HDT, podendo ser exposto ao sol.

PETG

Associado a boa resistência mecânica, possui uma resistência a temperatura que suporta exposição ao sol. Para uma boa aderência na mesa, não precisa aquecer muito, em torno de 85°C, podendo ser impresso até em mesa fria. Seu Warp é baixo, possibilitando a utilização em impressora aberta. Sua dureza superficial é baixa, o que gera um acabamento por lixa tão bom quanto o ABS. Quimicamente, o PETG é um material muito resistente, o que dificulta o acabamento pelos produtos como acetona. Porém, para o transporte ou contato de materiais químicos ele é o mais indicado, além de ser o único com a documentação de Material Food Safety, no qual pode entrar em contato com alimentos, lembrando que após ser impresso, ele adquire as impurezas do processo.

Com isso, para cada utilização indicamos o entendimento das propriedades de cada material, pois saber a real utilização da peça pode evitar uma possível quebra ou retrabalho de fazer novamente em outro material.

Todos os testes e resultados apresentados nesse conteúdo foram tirados de ensaios realizados por empresas certificadas.

Então, o que achou do nosso artigo sobre as propriedades dos materiais para impressora 3D? Se ainda tem dúvidas de como escolher o melhor material, entre em contato conosco que teremos o prazer de lhe ajudar. Atendemos pelo Facebook, chat online, Whatsapp ou pelo telefone 31 3594-4973.

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