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A impressão 3D FFF de alta velocidade exige extrudir grandes volumes de material por segundo. O fluxo volumétrico máximo é definido pelo produto: diâmetro do bocal × altura da camada × velocidade de impressão. Em impressoras de mesa, o valor padrão é cerca de ~15 mm³/s para PLA e ~10 mm³/s para ABS/ASA/PETG. No entanto, vale destacar que, por exemplo, o ASA pode alcançar fluxos maiores que o PLA, pois suas propriedades exigem menos tempo de resfriamento da camada. Ultrapassar esses valores sem perder qualidade requer modificar o design do hotend/bocal para aumentar a área de contato entre a zona de aquecimento do hotend e o filamento, permitindo fundir o plástico mais rapidamente.
Uma estratégia clássica é alongar o bloco aquecedor (melt zone). Por exemplo, os hotends tipo Volcano da E3D utilizam um bloco de alumínio mais longo, aumentando a zona de fusão. Isso aumenta o fluxo volumétrico em ~70% comparado a um hotend V6 padrão. A figura a seguir mostra um hotend Volcano com seu grande bloco de fusão:
A E3D também desenvolveu o SuperVolcano, com um bloco ainda mais longo e aquecimento mais potente. Segundo a E3D, o SuperVolcano pode alcançar 11 vezes o fluxo de um V6 padrão (praticamente até ~32 mm³/s com PLA, bocal 0,4 mm e camada 0,2 mm). Esses bocais permitem impressão com diâmetros grandes (0,6–1,4 mm) a velocidades muito altas, produzindo linhas grossas e boas uniões de camada. No entanto, requerem temperaturas e potência maiores para manter o filamento fundido.
A estratégia mais recente envolve bocais multicanal: designs internos que dividem o filamento em vários caminhos para fundi-lo internamente. A Bondtech (sob a marca 3DSolex) foi pioneira com a tecnologia CHT® (Core Heating Technology), que utiliza 3 canais internos de fusão. Diferente dos bocais normais (que fundem de fora para dentro), o CHT divide o núcleo do filamento em três fluxos, aumentando dramaticamente a zona de fusão. Isso melhora o fluxo sem alterar o hotend; em testes, um bocal CHT aumenta o fluxo ~30% sobre um V6 padrão. Além disso, bocais CHT geralmente operam a temperaturas menores para o mesmo fluxo e permitem usar diâmetros de saída maiores.
A E3D também lançou designs multicanal de quatro vias. Exemplos incluem o bocal Unicorn (em colaboração com a Creality) e os novos bocais High Flow para extrusores modernos. Esses bocais dividem o filamento em 4 canais internos, aumentando significativamente a área de contato e transferência de calor. A imagem abaixo mostra uma seção de um bocal “Unicorn” da E3D (latão na parte superior, ObXidian na inferior); internamente, os caminhos do filamento são multiplicados:
Com este design, o bocal Unicorn alcança fluxos muito altos: até 52 mm³/s, permitindo imprimir a ~600 mm/s mantendo extrusão contínua. A Prusa Research também adotou um bocal semelhante (desenvolvido pela E3D) para seu extrusor Nextruder MK4, destacando que a geometria interna de 4 canais “aumenta a área de contato e melhora o fluxo volumétrico”. Em resumo, mais canais = mais área de fusão interna = maior fluxo.
Numericamente, os bocais de alto fluxo superam os convencionais:
Esses valores mostram que designs avançados de bocais permitem imprimir a velocidades (>300–600 mm/s) impossíveis com bocais convencionais, sem subextrusão em movimentos rápidos.
Raise3D lidera a implementação comercial da impressão FFF de alta velocidade. Seu kit Hyper FFF (para impressoras Pro3) integra melhorias globais de hardware e software. Inclui hotends de alto fluxo redesenhados (capazes de duplicar o fluxo volumétrico) e firmware com compensação de ressonâncias. A nova série Pro3 HS vem pronta de fábrica com hotends de alto fluxo: cada Pro3 HS inclui bocal de carbeto de silício e filamentos Hyper Core, permitindo impressão de compostos a 200–300 mm/s com alta confiabilidade.
Em resumo, a Raise3D combina bocais/hotends de alto fluxo avançados (fluxo máximo Pro3 HS = +200%) com filamentos e firmware adaptados. A abordagem mecânica e de materiais integrada maximiza a produtividade, reduzindo o tempo de impressão em 30–70% sem perder qualidade.
O design do bocal é crítico para impressão FFF de alta velocidade, pois limita diretamente o fluxo volumétrico de extrusão. Para elevar esse limite, é necessário aumentar a zona de fusão — seja alongando o bloco de alumínio (Volcano, SuperVolcano) ou usando designs multicanal que fundem o filamento internamente (Bondtech CHT de 3 canais, E3D de 4 canais, etc.). Essas soluções permitem fluxos várias vezes maiores que bocais tradicionais, possibilitando velocidades de impressão muito mais altas. A Raise3D se destaca ao integrar bocais de alto fluxo (cerâmica/hardmetal) em sistemas Hyper FFF, duplicando o fluxo do extrusor e aproveitando ao máximo a impressão rápida. Em suma, avançar no design de bocais (aumentando a área de contato e a eficiência térmica) é chave para imprimir mais rápido sem sacrificar a qualidade.
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