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Nota: Este guia trata dos conceitos de forma geral e sem focar em uma marca ou modelo específico, embora possam ser citados em algum momento. Pode haver diferenças importantes nos procedimentos de calibração ou ajuste entre diferentes marcas e modelos, por isso é recomendável consultar o manual do fabricante antes de ler este guia.
A qualidade final das peças impressas é fortemente influenciada pela qualidade da matéria-prima utilizada na produção do filamento, bem como pela preservação do filamento.
Isto porque quanto mais homogéneas e constantes forem as propriedades do filamento, mais uniforme será a extrusão e melhor será a qualidade da superfície da peça final.
Relativamente à qualidade da matéria-prima, a utilização de resinas de diferentes fabricantes ou a adição de material reciclado pode afectar as propriedades térmicas e reológicas do material. Se a mistura não for completamente uniforme, as propriedades podem variar ao longo do filamento causando pequenas inconsistências na extrusão que serão reflectidas na peça. É por isso que a compra de filamentos de qualidade a fabricantes respeitáveis e fiáveis é muitas vezes a melhor opção quando se procura a melhor qualidade de impressão.
Outro factor importante é a preservação do filamento. O filamento de melhor qualidade pode dar má qualidade ou resultados inesperados se não for armazenado correctamente. A temperatura e a humidade podem alterar e degradar as propriedades dos materiais de impressão.
Um dos factores críticos na preservação dos materiais de impressão e o que muitas vezes causa mais problemas é a preservação dos filamentos em ambientes húmidos.
Todos os materiais plásticos têm uma propriedade conhecida como higroscopicidade. Esta propriedade define a capacidade do material para absorver humidade.
Em maior ou menor grau, todos os filamentos absorvem humidade, contudo os plásticos são frequentemente classificados como higroscópicos e não higroscópicos.
Os plásticos higroscópicos têm uma grande afinidade para a absorção de humidade em grandes percentagens. Esta humidade é absorvida a nível molecular em todo o material, mesmo no interior do filamento. Dentro dos filamentos, os materiais considerados higroscópicos são:
Para assegurar a máxima qualidade de impressão, é aconselhável secar estes materiais periodicamente. Alguns, como o nylon ou o PC, devem ser secos antes de cada utilização, enquanto outros, como o ABS ou ASA, fornecem resultados aceitáveis mesmo quando saturados com humidade, devido ao seu baixo grau de higroscopicidade. Para reduzir a periodicidade de secagem dos filamentos, é aconselhável mantê-los livres de humidade em recipientes herméticos com dessecante.
Em geral, tais filamentos recuperam totalmente as suas propriedades após a secagem, no entanto, existem alguns casos específicos de plásticos higroscópicos onde não é possível regenerar completamente o material após a secagem. Estes materiais são:
A presença de humidade nestes materiais produz um efeito conhecido como hidrólise. Neste processo, as moléculas de água decompõem os grupos ésteres do polímero, causando assim a degradação natural do material. Este é o princípio pelo qual, por exemplo, os suportes de PVA se dissolvem na água.
Para estes materiais, o armazenamento é crítico e devem ser mantidos sempre livres de humidade no armazenamento.
Alguns filamentos, como o PLA, têm uma taxa de hidrólise muito lenta, pelo que o material leva semanas para se degradar na presença de humidade. Nestes casos, a bobina pode ser exposta ao ar durante a impressão e mantida seca apenas durante o armazenamento. É aconselhável secar o material periodicamente para prolongar a sua vida útil. O principal indicador de que um filamento PLA foi degradado pela hidrólise é a fragilização do material. Um PLA degradado pela humidade será frágil e tenderá a quebrar-se facilmente. Nestes casos, a secagem do filamento ajudará a alcançar uma qualidade de impressão aceitável, mas as propriedades do material não serão recuperadas, pelo que as peças obtidas serão também mais frágeis.
No caso de materiais de suporte solúveis em água, tais como PVA ou BVOH, a sua taxa de hidrólise é muito elevada e o material pode degradar-se em poucas horas após a exposição. É altamente recomendável armazenar estes materiais em recipientes específicos, mesmo durante a impressão. Neste caso, a secagem da bobina pode ser útil se o material não tiver sido exposto à humidade durante muito tempo, mas se não tiver sido devidamente conservado será, na maioria dos casos, irrecuperável.Um filamento húmido de PVA ou BVOH terá muito pouca aderência e causará frequentemente entupimento no ponto quente.
Embora a melhor forma de armazenar este tipo de materiais seja armazená-los embalados a vácuo, a forma mais comum é armazená-los em recipientes herméticos com material dessecante. No entanto, este último é muitas vezes feito de forma inadequada.
O material dessecante mais utilizado é o gel de sílica, que é composto por contas de silicato de sódio microporosas capazes de capturar uma grande quantidade de humidade. Este dessecante tem uma capacidade limitada para capturar humidade, e uma vez saturado, perde completamente a sua eficácia.
Os sacos dessecantes que incluem os filamentos são normalmente quase saturados quando compramos um material, pois os fabricantes incluem-nos para remover a humidade do interior do saco hermético e assegurar a preservação do material durante o armazenamento antes da venda. No entanto, quando abrimos um novo filamento, a humidade é introduzida de novo no saco hermético, pelo que é aconselhável substituir periodicamente os sacos dessecantes.
Uma opção recomendada é a compra de gel de sílica reutilizável. Este material muda de cor quando fica saturado com humidade, o que indica que precisa de ser substituído. O gel de sílica saturada pode ser regenerado indefinidamente para reutilização aquecendo-o num forno a 180°C durante um par de horas.
Alguns materiais de impressão 3D são considerados não higroscópicos e, portanto, não requerem quaisquer medidas especiais de preservação. Estes são:
A temperatura não é normalmente um factor crítico na preservação dos filamentos de impressão 3D, no entanto, há um factor a ter em conta que em algumas situações específicas pode causar problemas.
Todos os termoplásticos, sejam amorfos ou semi-cristalinos, têm uma propriedade conhecida como temperatura de transição vítrea (Tg). Quando um plástico é aquecido acima da sua temperatura de transição vítrea, torna-se viscoelástico, o que significa que qualquer deformação do material se torna permanente.
Em geral, todos os filamentos têm Tg bem acima das temperaturas habituais de armazenamento, contudo o problema pode surgir quando se tenta secar um filamento usando a temperatura. É muito importante não exceder o Tg durante longos períodos de tempo, pois isto pode causar variações no diâmetro do filamento, ou em casos extremos causar a fusão de fragmentos do filamento. É por isso que o filamento não deve ser seco utilizando fornos de cozinha, que são incapazes de controlar adequadamente a temperatura.
Por outro lado, os filamentos PLA, e especialmente os de maior qualidade, têm Tg muito baixo, entre 45°C e 55°C. Isto torna possível exceder esta temperatura em certas situações comuns, como o interior de um carro no Verão.
É muito importante proteger os materiais de impressão 3D da humidade, a fim de se conseguir uma boa qualidade final das peças. Alguns materiais como o nylon ou PETG podem ser facilmente secos para regenerar as suas propriedades, mas outros como o PLA ou PVA degradam-se na presença de humidade, alterando permanentemente as suas propriedades. Ao secar os filamentos com calor, é muito importante utilizar equipamento especializado capaz de controlar precisamente a temperatura para evitar produzir deformações no filamento que possam afectar a impressão.
Para assegurar a melhor qualidade de impressão e a máxima preservação do material, é essencial armazená-lo nas condições correctas de temperatura e humidade.
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