Impressão de alta velocidade com resina

A impressão 3D de alta velocidade primeiro revolucionou a tecnologia FFF (filamento fundido) e agora está surgindo na impressão em resina (SLA/DLP/LCD). No FFF, surgiram impressoras e kits especializados (por exemplo, Raise3D Hyper FFF ou Prusa MK4) que compensam vibrações utilizando input shaping, usam hotends de alto fluxo (Volcano, CHT) e novos filamentos reforçados para alcançar velocidades reais de impressão 3–5 vezes maiores sem perder qualidade. Por exemplo, o kit Hyper FFF da Raise3D inclui firmware com compensação de ressonâncias, hotends redesenhados (até +200% de fluxo) e filamentos Hyperspeed (+50% de fluxo), permitindo manter a qualidade estética enquanto multiplica a produtividade. Outros fabricantes (Prusa, Creality, BambuLab) seguiram essa tendência com firmware personalizado tipo Klipper e componentes similares, embora os limites reais ainda sejam condicionados pela física do processo (fluxo do hotend, inércia, etc.).

Vídeo 1: Comparação entre resinas padrão e resinas de alta velocidade. Fonte: Phrozen.

Paralelamente, a impressão em resina está avançando para maiores velocidades: buscam-se resinas e sistemas que curem camadas mais rapidamente e se desprendam com menor esforço. Diferentemente do filamento, os gargalos na resina são o tempo de foto-cura de cada camada (tempo de exposição à luz UV necessário para endurecimento) e as forças de descolamento (aderência entre a peça curada e a membrana). Por isso, os avanços incluem resinas de alta reatividade e baixa viscosidade (para reduzir o tempo de exposição) e filmes de fundo especializados que reduzem a aderência. Por exemplo, impressoras de alto desempenho combinam fontes de luz intensas (405 nm, >3000 µW/cm²) com firmware otimizado, enquanto resinas “Fast”, “Speed” ou “Draft” (Anycubic High Speed, Phrozen Speed, Raise3D Draft etc.) curam em poucos segundos e fluem rapidamente para evitar superaquecimento local que comprometa a impressão.

Imagem 1: Modelos impressos com resina de alta velocidade. Fonte: Anycubic.

Resinas padrão vs. resinas de alta velocidade

Explorando mais a fundo o tema das resinas rápidas, elas são formuladas e projetadas para curar com exposições muito curtas, atingindo melhores tempos de impressão. Geralmente, isso exige duas abordagens: reduzir a viscosidade, para que a resina flua rapidamente, e aumentar a atividade química, reduzindo o tempo de exposição e cura.

Imagem 2: Modelos impressos com resina de alta velocidade sem perda de qualidade. Fonte: Raise3D.

Isso permite fabricar modelos grandes em poucas horas. Em geral, resinas rápidas compartilham propriedades: baixa viscosidade, alta rigidez após cura (para formar rapidamente cada camada) e alta sensibilidade UV, com pigmentos otimizados para cura rápida. Destaque especial para a formulação Raise3D Draft, que além disso ajuda a dissipar calor durante o movimento do eixo Z, melhora a solubilidade em álcool e produz peças rígidas com excelente detalhe.

Imagem 3: A menor viscosidade da resina de alta velocidade permite maior fluidez. Fonte: Anycubic.

Em contraste, as resinas padrão possuem maior viscosidade e exigem exposições mais longas, sendo adequadas para impressões detalhadas ou menos urgentes. Ao passar para impressão em alta velocidade com resina, é essencial escolher materiais e máquinas apropriados: resinas rígidas, formuladas para cura rápida; fonte de luz potente (LED/LCD de 405 nm com alta irradiância); e camadas mais espessas (0,1 mm ou mais) que cubram a geometria rapidamente. De fato, uma altura de camada padrão de 0,05 mm pode ser substituída por 0,1 mm ou mais em muitos casos, reduzindo drasticamente o número de camadas (e o tempo total) sem perder resolução excessiva.

Filmes de liberação: FEP, nFEP (PFA) e ACF

Com resinas adequadas, o outro fator limitante da velocidade de impressão é a força de descolamento. O filme no fundo do tanque (frequentemente FEP) é crucial: é a interface onde ocorre o peel de cada camada. Existem vários tipos:

Imagem 4: Diferença nas forças de peel dos diferentes filmes. Fonte: Phrozen.

FEP (Fluorinated Ethylene Propylene):

O filme mais comum. Boa transparência, mas alta aderência à resina curada. Ao descolar cada camada, gera forças significativas, obrigando a elevar a plataforma lentamente e por certa distância, limitando a velocidade e podendo causar falhas (estrias, delaminação).

Imagem 5: Folhas de filme FEP para impressão 3D em resina. Fonte: Prusa3D.

nFEP ou PFA (Perfluoroalkoxy):

Material similar ao FEP, mas com superfície menos aderente. Sua força de liberação é menor, melhorando a separação. Recomenda-se usar PFA (às vezes chamado nFEP) para impressões rápidas.

Imagem 6: Folhas nFEP facilitam o descolamento de cada camada. Fonte: Elegoo.

ACF (Aorita Composite Film):

Filme mais novo e avançado, projetado especificamente para alta velocidade. Sua superfície extremamente lisa e antiaderente reduz significativamente as forças de peel em comparação ao FEP/PFA. Isso permite imprimir mais rápido, minimizando a distância de elevação: a plataforma pode subir menos a cada camada sem grudar, com menor tensão nas peças.

Imagem 7: Folhas de filme ACF reduzem as forças de peel e permitem impressão mais rápida. Fonte: Phrozen.

Em resumo: ACF supera FEP e PFA (nFEP) em velocidade e confiabilidade. Estudos mostram que o filme ACF reduz drasticamente a força de descolamento e evita “vazios” adesivos durante a impressão, permitindo aumentar a velocidade sem comprometer a qualidade. Por isso, resinas de alta reatividade (por exemplo, AmeraLabs XVN-50) devem ser usadas apenas com tanques com fundo FEP, PFA/nFEP ou ACF.

Quanto maior a aderência, maior energia (tempo) se perde em cada elevação da plataforma, impactando diretamente a velocidade máxima. Para evitar isso, além de usar resinas de alta velocidade e filmes de baixa aderência, outras estratégias de otimização incluem:

• Ajustar altura de elevação: impressoras rápidas costumam usar elevações mínimas (por exemplo, 4–5 mm em vez de 6 mm padrão), suficiente para desprender as peças sem friccionar o filme. Menor distância = menor tempo de movimento.
• Aumentar velocidade de elevação/retração: para resinas rígidas de baixa viscosidade, a velocidade de elevação pode ser maximizada (sempre tomando cuidado para não danificar os suportes), acelerando o ciclo camada por camada.
• Otimizar tempos ociosos: reduzir ou eliminar pausas entre exposição/elevação/retração economiza segundos por camada. Por exemplo, descansos antes da elevação ~0,5 s mínimos e 0 s após a retração para resinas líquidas. Pequenas reduções somam muito em dezenas de camadas.
• Uso de membranas permeáveis: tecnologias industriais, como Carbon DLS, usam membranas permeáveis ao oxigênio para quase eliminar a aderência (print peel-free). Não comum em impressoras desktop, mas indica a tendência: menos aderência = mais velocidade.

É importante também escolher o equipamento apropriado: impressora com firmware rápido e controle preciso (LCD monocromático ou DLP de alto desempenho 405 nm), com sistemas de liberação rápida, como a Raise3D DF2+ ou a Heygears UltraCraft A2D HD.

Em resumo, Liqcreate aponta oito fatores-chave para impressão rápida em resina:

• Resina e impressora rápidas: usar impressora 3D com fonte de luz potente (405 nm) e resina de alta reatividade (ex.: Liqcreate Premium Model).
• Espessura da camada: camadas mais espessas (0,1–0,15 mm) reduzem significativamente o número de camadas.
• Menos camadas base: 1–2 camadas inferiores são suficientes para aderência mínima, evitando tempo extra de “burn-in”.
• Menos tempo de espera: minimizar pausas antes/depois de levantar a plataforma, especialmente para resinas líquidas.
• Altura mínima de elevação: observar quando a peça realmente se desprende e ajustar a elevação (ex.: 4–5 mm).
• Alta velocidade de elevação: acelerar a subida se a resina permitir; reforçar suportes se necessário.
• Alta velocidade de retração: retrair a plataforma rapidamente para a próxima camada; geralmente tolerado por resinas rígidas/vidrosas.
• Filme de baixa aderência: usar PFA/nFEP ou ACF.

Seguindo essas diretrizes, é possível aumentar significativamente a velocidade de impressão sem comprometer o sucesso das peças. Por exemplo, usando uma resina rápida e LCD potente, foram impressos moldes dentários de 20 cm em ~20 minutos, algo impossível com resina padrão.