Todos os utentes de impressoras 3D sabem que as peças impressas em 3D têm duas zonas bem diferenciadas, a carcaça (shell) e o recheado (infill). A correta parametrização destes dois valores influi na resistência mecânica, no acabamento, no tempo de impressão e no custo. A carcaça (shell) são as paredes exteriores da peça nas quais se inclui tanto as capas em contacto com a base de impressão como as capas superiores que atribuem o acabamento superficial final.
Neste artigo vamos centrar-nos na parte interna da peça, o recheado (infill). Os programas de laminação (Cura3D, Simplify3D, etc) permitem-nos eleger a forma e a percentagem de recheado que desejamos. A seguir citamos as possíveis configurações mais importantes.
Percentagem de recheado em impressão 3D
O recheado é a quantidade de material que ocupa a parte interna da peça. Pelo normal os programas de laminação permitem modificar a percentagem de material desde 0% (peça oca) até 100% (peça totalmente maciça). Falando sempre da mesma configuração de altura de capa e largo da carcaça, o valor ideal da percentagem de recheado depende da aplicação final da peça em questão. A percentagem mais empregada, que muitos programas de laminação empregam como dado regular, é o 20%. Com esta percentagem podem-se conseguir peças com resistência média/alta, com baixo peso e com um tempo de impressão muito eficiente, o que se transforma em peças com uma bom razão de resistência/custo.
Para protótipos não funcionais, maquetas e demais objetos de simples exposição o recheado recomendado é o 10%. Com uma percentagem assim de baixo se reduzem os longos tempos de impressão de figuras ou objetos complexos que não precisa resistência a nenhum tipo de esforços. Pelo contrário, todo o utente tem claro que para conseguir a máxima resistência à tensão deve realizar as suas peças ao 100% de recheado, mas isto implica maiores custos, tanto de tempo como de material e que as peças sejam mais pesadas. Fora dos valores já mencionados, recomendamos estudar a cada caso detidamente em função da resistência/tempo de impressão tendo em conta que de 25% a 50% de recheado se aumenta um 25% a resistência e de 50% a 70% de recheado se aumenta a resistência tão só um 10%.
Imagem 1: Diferentes percentagens de recheado
A nossa recomendação é utilizar um 10% de recheado para figuras e objetos que não suportem cargas, um 20% para peças de uso habitual com cargas médias/baixas, um 60% em caso de precisar realizar peças finais com uma resistência média e válidas para ser perfuradas ou aparafusadas, e finalmente um 100% para conseguir a máxima resistência do material. Queremos recalcar que a orientação de fabricação das peças afeta à resistência final, ou seja, a orientação importa tanto como a percentagem de recheado.
Tipo de recheado
Em função do software de laminação utilizado existem diferentes tipos de recheos, mas os mais quatro utilizados (Retangular, Triangular ou Diagonal, Wiggle e Honeycomb) aparecem em todos (Simplify3D, Cura3D, Slic3r, etc).
Recheado retangular
De modo predeterminado estes softwares utilizam o recheado retangular, algo lógico por ter uma estrutura resistente em todas as direções e relativamente rápida ao realizar as capas perpendiculares unas sobre as outras.
Recheado triangular
O recheado triangular aplica-se, ao igual que nas estruturas da vida quotidiana, para conseguir a máxima resistência na direção das paredes, isto é devido à descomposição à metade da força aplicada por estar a 45º as linhas que formam a cada capa.
Recheado Wiggle
Pelo contrário, se a nossa necessidade é conseguir uma peça o mais flexível, o mais compressível e suave possível o melhor recheado é o Wiggle. Este recheado em ziguezague aumenta a força de rebote e contribui o suporte suficiente para garantir o recobrimento total da parte superior da peça.
Recheado Honeycomb (Tri-hexagonal)
Por último apoiando-se na sábia natureza, o recheado honeycomb (painel de abelha) em forma hexagonal é muito utilizado como núcleo para dar robustez a peças fabricadas em fibra de carbono e com outros tipos de fibras. Na impressão 3D FDM/FFF oferece às peças uma grande resistência em todas as direções, maior ao recheado retangular, mas com maior tempo de impressão.
Baixo o nosso ponto de vista o recheado retangular é o suficientemente resistente para o 90% das aplicações da impressão 3D, sendo o 10% restante casos onde se deve utilizar um recheado muito específico.
As nossas recomendações para escolher o recheado
A correta configuração do recheado é um passo muito importante para obter a resistência desejada nas peças realizadas por impressão 3D FDM/FFF. A nossa recomendação é utilizar o recheado retangular com um 10% de densidade para peças, modelos ou protótipos não funcionais, 20% de recheado para peças com um uso habitual submetidas a cargas baixas/médias e um 60% para elementos que tenham que suportar altas cargas. O tipo de recheado e os valores de percentagem devem-se ajustar também à cada tipo de impressora 3D, e, a se o material a empregar é rígido (PLA, ABS, PETG, Nylon, etc) ou flexível (Filaflex TPE ou TPU) para obter o melhor resultado possível.
