Qual a influência da temperatura na impressão 3D?
A temperatura na impressão 3D é um dos principais parâmetros. Temperaturas altas muitas vezes implicam em peças pouco resistentes e com muito oozing. Já temperaturas extremamente baixas podem gerar os mesmos tipos de problemas, além de gerar um esforço grande no extrusor.
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Muitos fatores afetam a qualidade das peças impressas e como a tecnologia de impressão 3D está sendo cada vez mais utilizada para a produção de peças finais (não apenas prototipagem) é necessário investigar esses fatores mais profundamente para que o resultado seja o ideal.
Os defeitos nas peças impressas em 3D nem sempre são visíveis, mas os defeitos internos podem ter um efeito ainda mais negativo.
Nesse artigo vamos mostrar como a temperatura pode influenciar suas peças e também os outros parâmetros da impressão 3D. Por isso, reserve um tempinho para ler e aprender ainda mais sobre esse parâmetro tão importante!
Por que a temperatura na impressão 3D é importante?
Apesar do fato de que quase todo filamento atualmente em uso é um polímero, cada um tem seus próprios parâmetros de temperatura. Isso porque os filamentos possuem composições químicas muito diferentes. Alguns, como o PLA, são feitos de amido de milho, enquanto outros, como o ABS, têm composição à base de petróleo.
A composição química de um filamento influencia diretamente sua temperatura de transição vítrea — a temperatura na qual o filamento se transforma em uma substância “emborrachada” que pode ser extrudada. Essa temperatura precisa ser atingida para que a extrusão ocorra de forma adequada e, como cada filamento tem uma temperatura de transição vítrea diferente, todo polímero precisa ser impresso a uma temperatura diferente.
Além disso, alguns filamentos requerem uma temperatura específica de aquecimento de mesa. Quando eles esfriam contraem e deformam (warping). Uma mesa aquecida permite que eles resfriem mais lentamente quando extrudados, de modo que a deformação é minimizada e seus efeitos não sejam visíveis na peça.
Uma mesa aquecida também fornece aderência adicional, garantindo que a primeira camada fique bem firme e que a peça não se solte durante a impressão.
É importante acertar essas temperaturas, pois pode ser a diferença entre uma impressão ruim e uma perfeita.
Qual a relação entre temperatura de extrusão e os tipos de materiais?
Quando a temperatura de extrusão é muito baixa, o filamento não flui adequadamente. Isso causa lacunas entre as camadas e até mesmo fazer com que as camadas se separem. Se aumentar excessivamente a temperatura, o filamento pode se degradar e mesmo que a peça seja impressa ela será extremamente frágil.
Material |
Temperatura |
| PLA | Extrusor: de 195 a 220°C (utilizamos 210°C) Mesa: ambiente até 70°C (utilizamos 60°C) |
| ABS | Extrusor: de 220 a 240°C (utilizamos 235°C) Mesa: 110°C com aplicação de adesivo fixador |
|
PETG |
Extrusor: de 245 a 260°C (utilizamos 245°C) Mesa: 85°C com aplicação de adesivo fixador |
| FLEXÍVEL | Extrusor: de 225 a 245°C (utilizamos 225°C) Mesa: ambiente até 70°C (utilizamos 60°C) |
| HIPS |
ABS + HIPS Extrusor principal: 233ºC / Extrusor secundário: 235ºC Mesa: 110°C com aplicação de adesivo fixador PLA + HIPS Extrusor: 210ºC / Extrusor secundário: 235ºC Mesa: 80°C com aplicação de adesivo fixador |
| WOOD | Extrusor: de 200 a 220°C (utilizamos 215°C) Mesa: ambiente até 70°C (utilizamos 60°C) |
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Importância da temperatura na impressão do filamento PLA
Esta é uma ótima dica para qualquer filamento, mas é especialmente útil para o PLA. Isso porque ele geralmente contém diferentes combinações de aditivos, dependendo do fabricante. Essas composições podem levar a variações na temperatura de impressão entre 195 e 220ºC.
Se você não estiver imprimindo na temperatura correta, isso pode levar a vários problemas de qualidade de impressão, incluindo vazamento, oozing e subextrusão.
O PLA também pode ser combinado com outros materiais, como metal, madeira e fibra, que lhe conferem características especiais e diferentes de um PLA homogêneo padrão. Estes podem exigir configurações diferentes. Certifique-se de verificar com o fabricante do seu produto a temperatura ideal para filamentos especiais.
Se você tiver problemas de oozing, tente reduzir a temperatura em 5-10ºC, o que ajudará a evitar o excesso de extrusão. Se você está sofrendo com subextrusão, tente aumentar a temperatura em 10ºC para que o material flua mais facilmente através do bico.
Em um mundo ideal, haveria uma temperatura perfeita que você poderia definir sua impressora e apenas pressionar imprimir. Na realidade, a temperatura perfeita para o PLA não existe. Uma coisa importante a lembrar é que marcas específicas de PLA podem imprimir em diferentes temperaturas.
Importância da temperatura na impressão do filamento ABS
O ABS (acrilonitrila butadieno estireno) tem uma longa história no mundo da impressão 3D. Este material foi um dos primeiros polímeros a ser usado com impressoras 3D industriais. No entanto, muitos anos depois, o ABS ainda é um material muito popular graças ao seu baixo custo e boas propriedades mecânicas.
O ABS é conhecido por sua tenacidade e resistência ao impacto, permitindo a impressão de peças duráveis que suportarão uso e desgaste extras. O ABS também tem uma temperatura de transição vítrea mais alta, o que significa que o material pode suportar temperaturas muito mais altas antes de começar a se deformar. Isso faz do ABS uma ótima opção para aplicações externas ou de alta temperatura.
No entanto, um dos problemas mais comuns de qualidade de impressão com o ABS é o warping. À medida que o plástico esfria o filamento ABS encolhe e se contrai. Isso pode ser particularmente problemático para as primeiras camadas, já que essa alteração no tamanho pode frequentemente fazer com que a peça se separe da mesa de impressão, arruinando o seu projeto. Por isso, o recomendado é utilizar 110ºC para a mesa. Assim você melhora a aderência da primeira camada e controla o resfriamento fazendo com que ele seja mais lento.
Qual a relação entre temperatura de extrusão e velocidade de impressão?
A velocidade de impressão (medida em mm/s) afeta a temperatura de extrusão, pois quanto maior a velocidade de impressão, maior necessidade de temperatura de extrusão.
Todos os filamentos possuem uma faixa de temperatura para a impressão ideal. Normalmente este parâmetro deve ser ajustado por testes para obter o melhor acabamento da peça e aderência. Isso porque a variação desse parâmetro pode variar significativamente o resultado final de sua impressão.
No gráfico abaixo, você pode ver a tendência da temperatura de extrusão, dependendo da variação da velocidade de impressão. No entanto, vale ressaltar que esta não é uma “verdade absoluta”. Porque como mencionado existem outros parâmetros que podem interferir nessa relação.
Qual a relação entre temperatura de extrusão e resistência das peças impressas?
Em um artigo intitulado “Investigando o efeito da temperatura de fabricação nas propriedades mecânicas de peças de modelagem de deposição fundida usando tomografia computadorizada de raios X“, um grupo de pesquisadores estuda o efeito da temperatura de impressão na qualidade final de peças impressas em 3D.
No geral, eles descobriram que as peças 3D impressas em temperaturas mais baixas tinham maiores lacunas de ar, diminuindo sua força. Isso significa que, para peças fortes, as temperaturas de impressão mais altas são ideais.
“Foi mostrado que a densidade local varia ao longo das partes, independentemente da temperatura de fabricação”, acrescentam os pesquisadores. “Isso significa que as peças FDM, mesmo aquelas impressas na faixa de temperatura recomendada com 100% de preenchimento, não atingem uma estrutura interna homogênea. Uma vez que a porosidade não é distribuída de forma homogênea em todas as partes do FDM. Esse não é o único parâmetro para avaliar a resistência de peças FDM. No entanto, as características da geometria interna, como a área mínima da seção transversal obtida, fornecem informações melhores para avaliar a resistência esperada das peças do FDM.”
Vale lembrar, que neste estudo, os pesquisadores usaram a tomografia computadorizada para estudar de forma não destrutiva as peças impressas em 3D e verificar sua qualidade. E que não podemos usar como regra que uma maior temperatura de extrusão significa sempre uma maior resistência e qualidade. Até porque já vimos que temperaturas muito altas de impressão também podem causar problemas em suas peças.
Quais os sinais que a temperatura de impressão está alta?
Outro indicador de que o extrusor está muito quente é se a sua impressora não consegue fazer bridge. Isso pode significar que o filamento está tão quente que não resfria no tempo adequado, ou seja, suas impressões ficarão com camadas caídas. Ao contrário, se suas impressões não estão aderindo à mesa isso pode significar um extrusor muito frio.
Uma das melhores maneiras de atingir a temperatura final ideal é experimentar! E uma forma de fazer isso é imprimir uma torre de temperatura. Clique aqui para baixar modelo!
Ressaltamos porém, que a temperatura ideal não varia apenas de material, mas também de impressora. Então, sempre que mudar de máquina lembre-se de imprimir uma nova torre de temperatura.
Quais os sinais que a temperatura da mesa está baixa?
A indicação mais óbvia de que a temperatura da sua mesa está baixa é quando suas impressões não estão aderindo. Uma mesa mais quente pode ajudar a “amolecer” o plástico, permitindo que ele grude. Apenas tome cuidado para não aquecer demais, ou suas impressões podem acabar com “pé de elefante”. Pé de elefante é quando a mesa da impressora está muito quente. Isso faz com que as primeiras camadas da impressão sejam derretidas e o peso da peça as comprima.
Portanto, o principal quando falamos em temperatura de impressão é encontrar o meio termo. Temperaturas muito altas causam vazamento de filamento, degradação do material e oozing. Da mesma forma temperaturas muito baixas geram baixa resistência da peça, entupimento do bico e falta de aderência das peças à mesa. Para achar as temperaturas ideais de impressão você pode ir na tentativa e erro, ou simplesmente imprimir um modelo de torre de temperatura.
Agora que você já sabe qual a influência da temperatura na impressão 3D e qual a relação dela com outros parâmetros, que tal ver também nosso artigo sobre aumentar a velocidade da sua impressão sem perder qualidade?