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Dicas e Tutoriais

Suporte de impressão 3D

Suporte de impressão 3D: aprenda agora como utilizar a seu favor!

Pode ser que você já tenha ouvido falar para sempre fugir do suporte de impressão 3D, não é mesmo? Sim, eles podem ser considerados desperdício de material e podem danificar a peça durante a remoção. No entanto, dependendo do modelo a ser impresso ele se torna fundamental para um resultado final de qualidade.

Existem infinitas maneiras de evitá-los, porém, quando isso não é possível vale a pena saber a melhor maneira de utilizá-los. Por isso criamos esse conteúdo com tudo o que você precisa saber sobre as estruturas de suporte para impressão 3D antes de começar a imprimir pontes ou projeções em seus modelos. Confira!

O que são suportes?

As impressoras 3D FFF (Fused Filling Fabrication) trabalham depositando camada sobre camada de filamento para criar um objeto 3D. Nesse método, cada nova camada deve ser suportada pela camada abaixo dela. Se o seu modelo tiver uma cobertura que não seja suportada por nada abaixo, você precisará acrescentar estruturas de suporte de impressão 3D adicionais para garantir uma impressão bem-sucedida.

Suporte são considerados um mal necessário na impressão 3D. Uma vez que, eles são absolutamente necessários para modelos com projeções ou pontes. Por outro lado, eles aumentam os custos de material, adicionam mais trabalho de pós-processamento e podem danificar a superfície do modelo. Conseguir as estruturas de suporte de impressão 3D corretas é, portanto, um aspecto muito importante para os modelos que necessitam delas.

Quando utilizar estruturas de suporte para impressão 3D?

Em geral, quando seu modelo tem uma projeção ou uma ponte que não é suportada por nada abaixo, talvez seja necessário usar estruturas de suporte de impressão 3D para imprimi-las. Então aqui estão alguns exemplos de saliências e pontes ilustradas com a ajuda das letras Y, H e T.

YHT

Projeções e pontes ilustradas com o exemplo clássico das letras Y, H e T.

Nem todas as projeções precisam de suporte (Regra dos 45º)

No entanto, nem todas as projeções precisam ser suportadas. A regra geral é: se uma projeção inclinar em um ângulo menor que 45º em relação à vertical, você poderá imprimir sem usar estruturas de suporte.

45 graus

Projeções em um ângulo de mais de 45 graus a partir da vertical exigem estruturas de suporte.

Acontece que as impressoras 3D usam um deslocamento horizontal muito pequeno (quase imperceptível) entre camadas consecutivas. Portanto, uma camada não é empilhada perfeitamente sobre a camada anterior. Isso permite que a impressora imprima projeções que não inclinam muito da vertical. Qualquer coisa abaixo de 45º pode ser suportada pelas camadas anteriores. Por isso 45º é considerada a linha de falha.

Considerando a impressão das letras Y e T podemos perceber claramente quando é possível não utilizar o suporte. Os dois ângulos da letra Y são inferiores a 45º em relação à vertical. Portanto, se você quiser imprimir a letra Y, pode fazer sem usar estruturas de suporte.

YT

A letra Y não requer estruturas de suporte de impressão 3D. Já a letra T precisa. (fonte: 3DHubs)

Por outro lado, as projeções na letra T têm um ângulo de 90º com a vertical. Portanto, você deve usar estruturas de suporte para imprimir a letra T, caso contrário, o resultado será uma bagunça, conforme ilustrado abaixo.

T

Sem estruturas de suporte de impressão 3D, a letra T não é impressa corretamente (fonte: 3DHubs)

Nem todas as pontes requerem suporte (Regra dos 5 mm)

Assim como as projeções, nem todas as pontes requerem suporte. Aqui, a regra é: se uma ponte tiver menos de 5 mm de comprimento, a impressora poderá imprimi-la sem exigir estruturas de suporte.

Para fazer isso, a impressora usa uma técnica chamada de Bridging – onde ela estica o material quente para distâncias curtas e consegue imprimi-lo com o mínimo de flacidez. No entanto, se a ponte tiver mais de 5 mm, essa técnica não funcionará e nesse caso, você precisa adicionar estruturas de suporte.

Teste a capacidade da impressora antes de imprimir

A regra que impressões com ângulos de até 45º com a vertical não precisam de suporte, é apenas isso – uma regra prática. Esse valor pode variar! Pois, ele depende muito da sua impressora, sua condição de trabalho e o material que você está usando. Impressoras em mau estado podem não conseguir imprimir, por exemplo, projeções em um ângulo de 35º ou 40º a partir da vertical.

Portanto, antes de começar a imprimir modelos com projeções, é uma boa ideia saber a capacidade da sua impressora para imprimi-las. Isso é bem fácil de fazer! Para isso basta baixar o modelo do Massive Overhang Test do Thingiverse e imprimi-lo. Isso porque este modelo tem uma série de projeções variando de 20 a 70 graus com um incremento de 5 graus.

teste de balanço

O teste de balanço maciço no Thingiverse

Identifique o ângulo em que a impressora começa a falhar. Pois esse é o ângulo máximo que sua impressora pode imprimir sem suporte. Anote isso para que você possa usar essas informações mais tarde para decidir onde usar o suporte e onde não.

Desvantagens do uso de suportes

Você pode estar se perguntando por que estamos discutindo onde o suporte é necessário e onde ele deve ser evitado. O motivo de toda essa confusão é porque usar estruturas de suporte de impressão 3D tem suas desvantagens. Veja quais são elas!

1. Aumento do custo do material

Suporte

As estruturas de suporte requerem material adicional e são removidas e descartadas após a impressão.

Se você estiver usando impressão 3D para produção de peças para comercialização provavelmente se preocupará com o custo por modelo. Mas se você faz impressões por hobby você também se preocupa com isso.

Estruturas de suporte de impressão 3D obviamente aumentam o custo do modelo. As estruturas de suporte consomem material e este material é posteriormente removido e descartado. Assim, cada parte da estrutura de suporte que você usa, aumenta o custo do modelo.

2. Maior tempo de impressão

As estruturas de suporte também aumentam o tempo da impressão 3D, uma vez que mais partes precisam ser impressas.

3. Necessidade de pós-processamento

Quebra-cabeça

Peça de quebra-cabeça com suporte removido mostrando aspereza da superfície.

As estruturas de suporte de impressão 3D não fazem parte do modelo final. Elas são na verdade apenas suportes utilizados durante a impressão para imprimir pontes e projeções sem prejudicar o resultado da impressão. Isso significa que, depois que você terminar, ainda terá como tarefa adicional remover as estruturas antes que o modelo esteja pronto para uso.

Em um ambiente de impressão 3D para comercialização, o acréscimo de trabalho significa um custo adicional ao modelo.

4. Risco de danificar o modelo

Diferenças de suporte

Esquerda: Impressa com suporte. Meio: A remoção do suporte causou danos. Direita: Suporte removido sem muitos danos. (fonte: 3DHubs)

As estruturas de suporte de impressão 3D tocam e geralmente aderem às paredes dos modelos. Pois essa é a única maneira de fornecer suporte a projeções e pontes. Se você não for cuidadoso ao remover essas estruturas, elas poderão deixar resíduos na superfície do modelo. Portanto na pior das hipóteses, parte do modelo pode romper com a estrutura do suporte.

Considerando todas as desvantagens a regra prática é: minimizar o uso delas e adicioná-las somente quando realmente for necessário.

Geometria da estrutura do suporte

Existem dois tipos comuns de estruturas de suporte para impressão 3D:

  1. suporte em árvore;
  2. suporte linear.

Suporte em Árvore

Este tipo de suporte é uma estrutura em forma de árvore que suporta as projeções do modelo, pois ele toca a peça apenas em determinados pontos.

Suporte em Árvore

Estruturas de suporte para impressão 3D tipo árvore (fonte: Flashforge)

A vantagem de utilizar este tipo de suporte para impressão 3D é que a sua remoção é mais fácil e ele não danifica de forma significativa os pontos de contato com a peça. Mas lembre-se que ele é adequado apenas para projeções não planas como ponta do nariz, ponta do dedo ou arcos, pois ele não fornece estabilidade suficiente para projeções planas.

Suporte Linear

Esse é o tipo mais comum de suporte utilizado na impressão 3D. Pois ele consiste em pilares verticais que tocam a totalidade do vão entre a projeção e a mesa.

Esse tipo de suporte para impressão 3D funciona para quase todas as projeções e pontes. No entanto, eles são muito mais difíceis de remover e muito mais propensos a causar danos à superfície do modelo.

Suporte Linear

Estruturas de suporte de impressão 3D linear (fonte: Flashforge)

Outra solução: estruturas de suporte de impressão 3D solúveis

suporte de impressão 3D solúvel

Estruturas de suporte solúveis são mais fáceis de remover, mas requerem uma impressora de extrusora dupla.

Se sua impressora for de dupla extrusora, existe uma opção melhor do que o tradicional suporte. Você pode carregar uma extrusora com PLA para imprimir o modelo e a outra com um material solúvel em água como o HIPS para imprimir a estrutura de apoio. Uma vez terminada a impressão, basta lavar a estrutura de suporte imergindo o modelo em água ou D-Limoneno.

Esse método de remoção reduz o risco de danos no modelo e facilita o trabalho de pós-processamento. Por isso ele é ideal para impressões mais complexas!

Como remover o suporte sem danificar o modelo

Como as estruturas de suporte de impressão 3D são difíceis de remover e podem danificar o modelo, existem alguns truques que podem te ajudar.

  1. Primeiro, identifique as estruturas de suporte de impressão 3D que estão completamente expostas e fáceis de remover com os dedos. Tente romper essas estruturas manualmente. No entanto, seja sutil durante o processo. Se você fizer isso direito, a maior parte da estrutura de suporte deve sair facilmente.
  2. Em seguida, use uma ferramenta (como por exemplo um alicate ou uma faca) para remover as estruturas que são mais difíceis de acessar. Você também pode usar uma combinação de várias ferramentas de acordo com o suporte que necessita retirar.
  3. Ao usar uma faca, é uma boa ideia aquecer a lâmina. Isso facilita o corte das estruturas de suporte, no entanto, vale ressaltar que você deve manter a atenção para não danificar o modelo impresso.
  4. Lixa também é uma ótima ferramenta para remoção. O lixamento úmido com lixas de alta gramatura (220 a 1200) removerá as estruturas de suporte e também polirá o modelo. Então para melhores resultados, aplique água na peça e lixe em movimentos suaves até que a qualidade da superfície desejada seja alcançada.
Como remover o suporte sem danificar o modelo

Você pode usar o lixamento úmido para remover os últimos pedaços de estruturas de suporte e polir a superfície do modelo (Fonte: Formlabs)

Como evitar ou minimizar o uso dos suportes

Chanfro

Outra maneira de eliminar a necessidade de estruturas de suportes são os chanfros. Eles são uma maneira de transformar projeções indesejadas em outras com ângulos inferiores a 45º. Por exemplo, se você tiver uma borda levemente inclinada ou curva, poderá substituí-la por uma borda angular que não requer suporte. Tal desenho angular é chamado de chanfro.

Chanfro

Esquerda: Uma borda de arredondamento gradual que requer suporte. Direita: Borda chanfrada que pode ser impressa sem estruturas de suporte. (fonte: Rigid Ink)

Da mesma forma, se você tiver um furo no modelo, poderá convertê-lo em um furo chanfrado na forma de uma lágrima. Na maioria das vezes, isso não afetará a estética geral do modelo, mas ajudará a reduzir as estruturas de suporte necessárias para imprimi-lo.

Chanfro

Orifício chanfrado em forma de lágrima (fonte: Markforged)

Reorientação da posição de impressão

Às vezes, o mais simples a se fazer é minimizar as estruturas de suporte necessárias. Isso muitas vezes é possível realizando apenas a reorientação da posição de impressão do modelo. Por exemplo, é muito melhor imprimir a caixa aberta mostrada abaixo com a face sem preenchimento voltada para cima.

Reorientação da posição de impressão

Muitas vezes, você pode minimizar o uso de estruturas de suporte de impressão 3D, reorientando inteligentemente o modelo na placa de impressão (fonte: Markforged)

O que nos resta concluir é que suportes são realmente um mal necessário na impressão 3D. Você com certeza vai precisar deles um dia seja para imprimir projeções ou pontes em seu modelo. No entanto, todas as vezes que não puder usar estruturas de suporte solúveis, é uma boa ideia tentar minimizá-los.

Quando o suporte é indispensável para impressão do seu modelo existem algumas dicas que valem ser enfatizadas:

  1. Certifique-se de que sua impressora 3D esteja em uma condição ideal.
  2. Assegure-se que o material depositado esteja resfriando o mais rápido possível. Quanto mais tempo o seu material demorar para resfriar, mais provável que a ponte ou a projeção se deformem ou falhem. Use seus mecanismos de resfriamento de camada de forma agressiva. Além disso, reduza o máximo possível as temperaturas de impressão.
  3. Reduzir a velocidade de impressão também ajuda a resfriar e especialmente na impressão de pontes mais longas e saliências complicadas.
  4. Se possível, tente usar a menor espessura da camada. Espessura da camada inferior significa menos material depositado em cada movimento de impressão. Então isso também ajuda a resfriar o material mais rapidamente.

Depois de todas essas informações, esperamos que você já esteja apto a utilizar os suportes de impressão 3D para obter sempre peças de qualidade. Agora vale a pena aprender um pouco mais sobre a resistência das suas peças impressas, não acha?

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