Como tingir peças impressas em 3D com poliamida

O nylon ou poliamida (PA) é um dos polímeros mais amplamente utilizados na impressão 3D profissional. Isto deve-se às suas excelentes propriedades mecânicas de resistência ao impacto, flexibilidade, resistência química e resistência a altas temperaturas.

O material é actualmente utilizado na forma de pellet, filamento ou pó, dependendo se é utilizada uma impressora 3D FDM ou um equipamento de impressão 3D SLS.

Apesar das diferenças na natureza de cada tecnologia de fabrico, as peças impressas em poliamida 3D são incrivelmente fortes, permitindo o fabrico de protótipos funcionais ou de peças finais.

Imagem 1: Bobina e peças 3D impressas com poliamida 6 utilizando a impressão 3D FDM. Fonte: Smart Materials.

Como muitos outros materiais técnicos, são geralmente adquiridos na sua versão "natural", sem aditivos de cor. Por conseguinte, este tipo de filamentos ou pós têm geralmente uma tonalidade branca ou esbranquiçada que, em algumas ocasiões, pode não ser adequada para a aplicação correspondente. Há casos em que pode surgir a necessidade de obter acabamentos em diferentes cores.

Para tingir peças impressas em 3D com poliamida, deve ter-se em conta que se trata de um material sintético, pelo que deve ser utilizado um corante especial para materiais sintéticos, como o corante sintético RIT, que está disponível numa vasta gama de cores.

Outro facto a ter em conta é a higroscopicidade do nylon. Isto significa que o nylon tem a capacidade de absorver a humidade do ambiente, o que constitui uma desvantagem no armazenamento e processamento do material, uma vez que a humidade pode afectar negativamente o processo de impressão e até causar falhas de impressão. Por este motivo, recomenda-se a realização do processo de tingimento apenas com as peças finais e não com o material não processado.

O processo de tingimento requer a preparação prévia das peças impressas em 3D, dependendo da tecnologia de fabrico utilizada:

• Impressão 3D FDM: Se quiser tingir peças impressas em 3D utilizando tecnologia FDM, deve remover os substratos e pós-processar as peças antes de as tingir. É importante limpar a parte de baixo das peças, especialmente se tiver sido utilizado algum adesivo.
• Impressão 3D SLS: Se o utilizador estiver a trabalhar com a tecnologia de impressão 3D SLS, o excesso de pó deve ser removido, primeiro manualmente, e depois utilizando uma pistola de ar comprimido. Em seguida, é aconselhável lavar as peças com água morna.

Imagem 2: Processo de remoção de pó de peças impressas em 3D com tecnologia SLS. Fonte: Filament2print.

Nesta altura, as peças estariam prontas para serem tingidas. Para tal, devem ser seguidos os seguintes passos:

1. Selecção do corante

O utilizador deve ter em conta que o corante escolhido deve ser adequado para materiais sintéticos tais como o nylon. Em caso de utilização de um corante para fibras naturais, é muito provável que os resultados desejados não sejam alcançados.

A Filament2print recomenda corantes RIT, com os quais temos trabalhado durante anos com excelentes resultados. Além disso, têm uma vasta gama de cores e permitem-lhe até misturar várias cores, podendo assim obter tonalidades personalizadas.

Imagem 3: Gama de corantes RIT. Fonte: Filament2print.

2. Diluir o corante

Uma vez escolhida a cor, o utilizador deve preparar a solução de água e corante. Uma proporção que normalmente dá bons resultados seria de 5:1. É de notar que a proporção desta solução afectará directamente o resultado obtido. Se for desejada uma tonalidade mais saturada, a proporção de água deve ser reduzida, enquanto que se for desejada uma tonalidade menos saturada, a proporção de água para corante pode ser aumentada.

Por outro lado, é muito importante calcular o volume de líquido necessário para submergir completamente a peça.

3. Aquecimento da solução

O passo seguinte é aquecer a solução. A temperatura é também um factor decisivo para o acabamento das peças pintadas. Este parâmetro dependerá em grande medida da cor utilizada, mas podemos dizer que deve ser de cerca de 60-80 ºC. Abaixo de 60ºC, o corante pode não se filtrar bem na peça e acima de 80ºC, a peça pode ficar deformada.

Tendo em conta este passo, recomenda-se a utilização de um recipiente que possa ser isolado para que o calor não se dissipe facilmente e seja mantido ao longo de todo o processo.

4. Inserir as peças

Quando a solução atingir a temperatura certa, as peças impressas em 3D podem ser colocadas no recipiente com a solução de corante.

Imagem 4: Introdução de peças impressas em 3D em solução de tingimento. Fonte: Filament2print.

As peças devem ser completamente submersas e o utilizador deve certificar-se de que não flutuam, pois isso significaria que uma parte da peça não absorveria o corante adequadamente e resultaria numa tonalidade irregular. O mesmo problema ocorreria no caso de tingir várias partes ao mesmo tempo se entrassem em contacto umas com as outras.

5. Tempo de coloração

O tempo de tingimento pode variar de acordo com a cor e saturação desejadas. É aconselhável remover as peças de tempos a tempos para ver a evolução da coloração, e retirá-las definitivamente quando se atinge o acabamento desejado.

Quanto mais tempo a peça ficar na solução, mais escura será a cor final. Abaixo pode ver como se consegue um acabamento mais claro ou mais escuro, dependendo do tempo de tingimento.

Imagem 5: Cor de acordo com o tempo de tingimento. Fonte: Filament2print.

6. Limpeza

Uma vez as peças retiradas da solução, devem ser enxaguadas sob água corrente para remover o excesso de corante. As peças devem então ser colocadas sobre uma toalha de papel e deixadas a secar durante alguns minutos.

Finalmente, se o processo de tingimento foi realizado correctamente, o utilizador obtém peças uniformemente tingidas. Deve ter-se em conta que tanto a proporção de corante como a temperatura utilizada e o tempo de tingimento afectarão directamente o acabamento das peças, pelo que se recomenda a realização de testes até se obter o resultado desejado.

Sem dúvida, graças aos corantes sintéticos, é possível obter uma multiplicidade de acabamentos personalizados em peças impressas em 3D com poliamida, o que oferece às empresas grande liberdade de desenho e a possibilidade de personalizar as suas peças e de as diferenciar das restantes.