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Impressão 3D. Tudo o que precisa

Esta página é o guia principal da TinkerVault sobre impressão 3D. Reúne materiais mais detalhados: escolha da impressora, filamento, armazenamento do plástico, acessórios, manutenção, modelos para imprimir e definições úteis. Se está a começar, consulte primeiro a página «Impressão 3D. Guia de início rápido».

Índice

Sobre a impressão 3D

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A impressão 3D é, sem dúvida, um excelente complemento para os projetos DIY. Com uma impressora, pode fazer muito mais, e esta tecnologia combina bem com eletrónica DIY, melhorias em casa e pequenas reparações.

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A impressão 3D é excelente para as seguintes tarefas:

  • reparar objetos domésticos;

  • criar caixas para dispositivos eletrónicos;

  • imprimir suportes, fixações e organizadores;

  • criar peças para projetos DIY;

  • melhorar o espaço de trabalho;

  • criar protótipos;

  • explorar um passatempo e aprender CAD.

 

​Antes de comprar uma impressora 3D, passei vários meses a estudar o assunto para tomar uma decisão informada. Procurei perceber qual era a impressora mais fiável e fácil de usar, qual era a mais silenciosa (um fator muito importante para mim, porque a impressora fica numa divisão habitada), que filamentos (plásticos) tinham boa qualidade sem serem demasiado caros e de que acessórios iria precisar (por exemplo, uma dry box, necessária para obter a melhor qualidade de impressão com praticamente todos os tipos de plástico, exceto PLA). Depois de pesar os prós e os contras, escolhi a Bambu Lab A1 com o sistema AMS lite para impressão multicolor. Vale a pena referir que, apesar de a Bambu Lab A1 ser a impressora mais silenciosa, construí para ela um armário com isolamento acústico usando móveis IKEA acessíveis, tornando-a assim verdadeiramente silenciosa.

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Impressoras 3D

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Já lá vai o tempo em que a impressão 3D era complicada e exigia conhecimentos especializados para trabalhar com impressoras 3D. Nunca foi tão acessível como agora. Pode obter facilmente resultados aceitáveis sem grande esforço, embora, para alcançar a melhor qualidade e trabalhar com plásticos diferentes de PLA, ainda tenha de dedicar algum tempo a aprender sobre o assunto.

 

​Há muitos fabricantes de impressoras 3D no mercado, mas, depois de analisar inúmeras avaliações com os respetivos pontos fortes e fracos, gostaria de destacar dois que produzem impressoras de alta qualidade, adequadas a principiantes: funcionam logo ao sair da caixa e dispõem de software desenvolvido e fácil de usar:

  • Prusa - é um fabricante tcheco de impressoras 3D conhecido pela qualidade e durabilidade excecionais, considerado a referência da impressão 3D doméstica de qualidade. Mas a qualidade tem um preço: as impressoras Prusa não são baratas. As impressoras Prusa têm uma arquitetura aberta e não exigem ligação à Internet, se isso for importante para si. Também são fáceis de atualizar e modificar (a Prusa vende inclusive peças para atualizar versões antigas das suas impressoras, para que possa manter a sua impressora atual durante muitos anos). As impressoras Prusa são consideradas as melhores impressoras 3D para DIY também porque a marca vende kits desmontados que pode montar seguindo instruções detalhadas. Ao comprar um kit destes, poupa algum dinheiro (cerca de 25 %) e fica a conhecer a sua impressora ao mais ínfimo pormenor.

  • Bambu Lab - um fabricante líder de impressoras 3D. As impressoras são muito fáceis de aprender a usar e têm bom apoio ao cliente. As impressoras Bambu Lab são consideradas das melhores para quem está a começar na impressão 3D. A marca dispõe de uma excelente gama de produtos, aplicações para computador e telemóvel e tutoriais em vídeo. São impressoras muito fiáveis e não encontrei queixas graves sobre elas na comunidade de entusiastas da impressão 3D, incluindo pessoas que imprimem 1-1.5 kg de filamento por dia nestas impressoras extremamente rápidas. Se não tem a certeza de que vale a pena investir na impressão 3D, faz sentido considerar os modelos de entrada acessíveis da Bambu Lab:

    • A1 mini - silenciosa, pequena (área de impressão de 180×180mm) e muito acessível (190 euros), é o melhor ponto de partida para todos na impressão 3D. Também permite a impressão a cores com o sistema AMS Lite (4 cores).

    • A1 - também é uma impressora muito silenciosa e acessível (260 euros), mas tem uma área de impressão de tamanho padrão e mais prática - 256×256mm. É tão rápida como as impressoras da série P/X, mas, devido à estrutura aberta, não consegue imprimir alguns plásticos técnicos que exigem uma câmara fechada e uma base de impressão muito quente (>100 °C), como ABS, ASA, PC, etc. É compatível com o sistema multicolor AMS Lite.

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Filamento (plástico)

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Existem muitos tipos de filamento com propriedades físicas diferentes. Alguns exigem condições de impressão especiais: um espaço fechado com temperatura estável, temperatura elevada no bico ou na base de impressão. Alguns podem ser seguros de manusear, mas libertam vapores tóxicos durante a impressão (ABS). Para a grande maioria dos utilizadores, basta dominar 3 tipos de plástico seguros para imprimir em casa: PLA, PETG e TPU:

  • PLA - é muito fácil de imprimir, tolera erros e está disponível numa enorme variedade de cores. É por aqui que deve começar

  • PETG - é um pouco mais exigente em geometrias complexas e pode sofrer deformação (warping) em peças compridas, mas tem uma vantagem importante sobre o PLA: resiste aos raios ultravioleta, suporta melhor o calor (não perde a forma ao sol) e é um pouco mais flexível. É adequado para peças usadas no exterior.

  • TPU - é um plástico flexível e muito resistente ao desgaste. O TPU existe com diferentes graus de flexibilidade, indicados na descrição (índice de dureza Shore)

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Em geral, todos os filamentos dos fabricantes de impressoras 3D têm qualidade consistente e não o irão desiludir. Contudo, costumam custar 1.5-2 vezes mais do que os filamentos de outros fabricantes.

Contudo, se pretende imprimir muito, em várias cores e com diferentes tipos de plástico (há dezenas com propriedades distintas, como resistência aos raios ultravioleta, flexibilidade, resistência ao desgaste, fragilidade, transparência, brilho sedoso, fibra de carbono, etc.), o passatempo torna-se dispendioso. Por isso, vale a pena considerar outros fabricantes de filamento (sobretudo chineses).

 

Na minha experiência, além do filamento da própria Bambu Lab, também uso muito os produtos da JAYO e da Sunlu e alguns da GEEETECH. Seguem-se ligações para os comprar.

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Recursos na Web sobre filamentos e ajustes de impressão para cada um:

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Problemas de qualidade da impressão 3D e calibração

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Se não está satisfeito com a qualidade das suas impressões 3D ou quer melhorar o desempenho, vale a pena calibrar a impressora 3D para o seu filamento. Esta calibração é feita para um tipo específico de filamento de uma marca específica (em alguns casos, até para uma cor). Os slicers incluem testes de calibração; no Bambu Studio, por exemplo, os mais populares e úteis são Flow Dynamics e Flow Rate.

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Mais informações sobre como melhorar a qualidade de impressão:

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Dry boxes (recipientes secos)

 

Se imprime apenas PLA, não precisa de um secador logo no primeiro dia. Se imprime PETG, TPU ou Nylon, ou se guarda bobinas abertas durante muito tempo, controlar a humidade torna-se muito importante.

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Quase todos os plásticos (em menor grau, o PLA) têm de ser secos antes de serem usados, ou até impressos diretamente de uma dry box, porque absorvem facilmente a humidade do ar, o que pode aumentar o risco de defeitos de impressão até níveis inaceitáveis. O filamento húmido é uma causa muito comum de impressões 3D fracas, mesmo quando a impressora é boa.

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A humidade no espaço onde guarda o filamento não deve exceder 30% (para PLA pode ser superior). Se a humidade for um problema nesse espaço, considere um recipiente seco e hermético ou mantenha as bobinas em sacos herméticos, abrindo-os apenas durante a impressão.

Alguns materiais podem exigir uma humidade de apenas 10-20%.

As caixas secas podem ser passivas (caixa hermética com dessecante - gel de sílica) ou ativas, com câmara aquecida e, por vezes, compartimentos para gel de sílica.

Algumas pessoas usam desidratadores de alimentos como secadores ativos de filamento, mas é melhor e mais seguro para o plástico usar aparelhos próprios.

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Pode organizar o armazenamento do filamento seco em 3 cenários:

  • Opção mínima

    • sacos de vácuo;

    • sílica gel;

    • higrómetro.

  • Opção ideal (além da opção mínima)

    • secador ativo para 1-2 bobinas;

    • recipiente hermético (dry box passiva);

    • saída PTFE do recipiente para a impressora.

  • Opção avançada (além da opção ideal)

    • Sunlu S4 ou equivalente;

    • Várias dry boxes para armazenamento permanente, evitando passar o filamento do recipiente para sacos de vácuo.

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Sacos de vácuo.

Para manter as bobinas de filamento abertas em condições ideais, tenha ou não recipientes secos, recomendo vivamente que compre:

Esta bomba e os sacos de vácuo complementam muito bem a secagem ativa, pois permitem guardar imediatamente o filamento seco num saco hermético e impedir que absorva novamente humidade. Também pode imprimir um suporte para a bomba, para tornar o processo de retirar o ar rápido e fácil. 

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Dry boxes passivas.

O mais importante numa dry box passiva é que seja bem hermética e tenha dimensões adequadas às bobinas de filamento. Os recipientes para alimentos cumprem muito bem estes requisitos.

Os exemplos mais populares e acessíveis de recipientes que pode usar como dry boxes são: 

Para manter seca a parte hermética do recipiente, tem de colocar lá dentro um dessecante - sílica gel (Amazon.de) (Amazon.com).

Para imprimir diretamente de um recipiente destes, terá de o melhorar, imprimindo roletes para a bobina girar e instalando conectores.

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Secadores activos de filamento

Seguem-se 2 exemplos de secadores ativos de filamento:

Também pode considerar uma versão DIY de secador construída com um recipiente IKEA e Arduino.​​​​​​​​

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Manutenção da impressora 3D

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Se quer prolongar a vida útil da sua impressora 3D e obter impressões 3D perfeitas, tem de fazer manutenção regular: em particular, lubrificar os componentes, remover os pequenos pedaços de plástico que se acumulam durante o funcionamento e lavar a base de impressão com água e detergente.

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As impressoras Bambu Lab avisam periodicamente quando é necessário lubrificar os eixos. Se receber um aviso, seja qual for o eixo indicado, lubrifique todos de uma vez. Não demora muito e ajuda a impressora 3D a durar mais tempo.

Algumas pessoas não esperam pelos avisos e lubrificam os eixos Y e X a cada 2 semanas e o eixo Z uma vez por mês, se imprimirem ativamente todos os dias.

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Os tubos de massa lubrificante e, sobretudo, de óleo esgotam-se depressa. Por isso, o pequeno tubo fornecido com a impressora ficará vazio em pouco tempo; tenha um substituto. Seguem-se lubrificantes e acessórios úteis para este trabalho:

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Acessórios para impressão 3D e para a impressora

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Acessórios que uso regularmente:

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Herramientas básicas

  • Alicates de corte raso (limas, chaves de fendas, Dremel e lixa também podem ser úteis. Posso recomendar uma análise das ferramentas DIY que uso)

  • ​Lâmina para retirar peças da base de impressão (AliExpress) - é incrivelmente prática para retirar restos de peças colados à base, incluindo brim e tiras de calibração. A lâmina é muito fina, desliza sobre a superfície e não a danifica.

  • Cola para melhorar a adesão (melhora a adesão em algumas situações difíceis em que outros métodos não funcionam). Também pode ser útil ao imprimir TPU para proteger a base de impressão, pois o TPU adere muito e pode danificar a superfície ao retirar a peça impressa.

  • panos;

  • lubrificante;

 

Para armazenar e alimentar o filamento

  • Tubo PTFE (na impressão 3D, usam-se sobretudo tubos PTFE com diâmetro exterior de 4mm e interior de 2.5mm (OD4, ID2.5), ou com diâmetro interior de 3mm. O PTFE é um material especial muito deslizante que reduz bastante o atrito, facilita o movimento do filamento e prolonga a vida útil do tubo.)

  • conectores (versão PC4-M10 - rosca M10, e PC4-M6 - rosca M6)

  • dry boxes;

  • sacos de vácuo.

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Para DIY e montagem de modelos

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Para melhorar a impressão (placas de impressão):

  • Bambu Lab A1 Mini (AliExpress), (Amazon) 

  • Bambu Lab A1/P1P/P1S/X1C (AliExpress),​ (Amazon)

  • CryoGrip-Frostbite (AliExpress), (Amazon), (Official website) - uma nova geração de placas nas quais imprimo PETG e PLA a 25 °C, ou seja, sem qualquer aquecimento! Tudo adere perfeitamente e não se solta. Lavo a placa 1 vez por semana apenas com detergente da loiça. O consumo de energia diminuiu quase 3 vezes (de 115Wh para 42Wh). Após 9 meses de utilização muito intensa de apenas um lado da placa (8-12 horas de impressão todos os dias), surgiram alguns danos na superfície (1-2mm em cerca de 5 pontos) e a adesão diminuiu. Para compensar, tive de aumentar a temperatura para 40-45 °C ao imprimir PETG, ainda abaixo da temperatura usada com PEI texturizado.​​

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Sites onde pode encontrar modelos para impressão 3D

 
Sites com modelos 3D gratuitos (na maioria dos casos) e pagos:

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Sites com modelos 3D, embora nem todos tenham sido criados para impressão 3D

  • 3D Model Database - motor de pesquisa de modelos 3D. Nem todos os modelos podem ser preparados para impressão.

  • GrabCAD - base de dados de modelos 3D de uma aplicação CAD popular; os modelos podem ser impressos.

  • Traceparts - modelos 3D técnicos de componentes mecânicos que pode usar nos seus projetos

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Inspire-se nos excelentes modelos que participam nos concursos e veja especialmente os vencedores.

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Aplicações CAD

Um dia poderá querer criar o seu próprio modelo porque não encontra algo adequado às suas necessidades, precisa de uma peça única e específica ou quer reparar um objeto doméstico partido. É possível fazer algumas coisas simples com programas de fatiamento (slicers), mas as suas funções de desenho de modelos são muito limitadas. Para isso, existe software especializado - CAD. Há muitas aplicações CAD no mercado, incluindo versões gratuitas para uso pessoal.

 

As mais populares são:

  • TinkerCAD - o ponto de partida mais simples. Boa opção para principiantes

  • Shapr3D - funciona no navegador e tem uma aplicação para iPad com caneta digital; é fácil de aprender para principiantes.

  • Onshape - é prática no navegador e boa para modelos paramétricos.

  • Autodesk Fusion 360 - uma ferramenta potente, adequada para modelação profissional.

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Modelos 3D para melhorar a impressora

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Melhorias para Bambu Lab A1/A1 Mini:

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Armário para instalar a impressora Bambu Lab A1 com móveis IKEA
 
​Melhorias para AMS Lite

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​​Amostras de filamento (swatches)

  • Swatches - excelente design de amostras com uma área para verificar a transparência

 
​Melhorias para IKEA

 

​​Outros modelos úteis

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Modelos 3D para bricolaje y electrónica

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Melhorias e acessórios para casa:

 

Melhorias para Dremel

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Pilhas e baterias recarregáveis:

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Outros modelos úteis

  • Sanding stick / Alternative design - acessório prático para polir

  • Screw Gauge by Bambu Lab - se tem muitos parafusos diferentes, é indispensável para identificar rapidamente o comprimento e o diâmetro de cada um

  • Collection of measurement tools - excelente coleção de instrumentos de medição

  • Gerador de rolamentos - os rolamentos imprimem-se facilmente e rapidamente; pode gerar qualquer tamanho e obter um ficheiro STL. São adequados para estruturas sem cargas elevadas. Uso-os como casquilhos de bobinas de filamento no formato 608zz (6×8×22mm).​​​

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Definições do slicer, dicas de qualidade de impressão e informações adicionais

  • Instruções para construir um armário com isolamento acústico para uma impressora 3D usando móveis IKEA acessíveis

  • De quanto espaço precisa para instalar a impressora Bambu Lab A1.

  • Como reduzir a quantidade de resíduos durante a impressão multicolor: Video1, Video2

  • A função de altura de camada adaptativa pode ser muito útil para melhorar a qualidade de impressão, mas por vezes é necessário limitar a altura mínima ou máxima da camada, por exemplo, para que não seja inferior a 0.16mm. Pode fazê-lo definindo a altura mínima e máxima em: Printer Settings → Extruder → Layer height limits.

  • Influência das definições do slicer na resistência do modelo (ligações para testes detalhados em vídeo):

    • Altura da camada - é preferível usar metade ou menos do diâmetro do bico (para 0.4mm, altura da camada <=0.2mm)​

    • Número de paredes, padrão e percentagem de preenchimento - o ideal é 3walls+20% infill. Se 20% de preenchimento não for suficiente, aumentar o número de paredes melhora mais a rigidez do que aumentar o preenchimento. O honeycomb 3D é o mais resistente; o gyroid vem a seguir em rigidez e usa o plástico de forma mais eficiente.

    • Largura da linha - uma largura até 140% do diâmetro do bico praticamente não afeta a qualidade, mas melhora a fusão entre camadas e, assim, a resistência, com a mesma espessura total das paredes (deve reduzir o número de paredes).

  • Philips Fixables - projeto conjunto da Prusa e da Philips para criar modelos 3D gratuitos de peças sobresselentes para aparelhos Philips, como aparadores e máquinas de barbear.

  • Colagem de peças 3D - excelente artigo que analisa diferentes tipos de cola e as particularidades da sua utilização. É útil para além da impressão 3D.

  • Desenho de juntas flexíveis (articuladas) para impressão 3D.​

  • Excelente artigo com métodos para reduzir o warping, que também ocorre no PLA ao imprimir peças grandes.

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