Pausas em impressão 3D: insertos e mudanças de cor

Quando um utente de uma impressora 3D FDM alcança uns conhecimentos médios, procura elevar a complexidade das suas peças impressas, tanto a nível de funcionalidade como de acabamento. A seguir comentam-se uma série de conselhos para aumentar o rendimento de uma impressora 3D graças as paragens programados e aos insertos metálicos.

Paragem programado

A paragem programado é uma ação muito singela de realizar e que a muitos utentes lhe assusta fazer. O primeiro passo para realizar uma paragem é saber exatamente a que altura (em milímetros) se deseja parar a impressão pelo motivo que seja. Dependendo do software de laminação que utilize o utente pode o encontrar de forma direta (X número de capa) ou de forma indireta (X mm). Nesta última, deve-se procurar o número da capa onde se deseja realizar a paragem e multiplicar pela espessura da cada capa para obter a altura total em milímetros.

Uma vez conhecida a altura total, por exemplo 14 mm, há duas maneiras de programar a paragem: diretamente no GCode ou no software de laminação.

Nos inícios da impressão 3D modificava-se o GCode de uma peça para programar uma paragem à altura desejada. Para isto o utente deve procurar a altura de capa (Layer) e na seguinte linha do código introduzir o comando M600. Este comando é a mudança de filamento que traz predefinido as impressoras 3D que empregam Marlin ou derivados.

Imagem 1: GCode com parada M600

Na atualidade existe outro método de realizar uma paragem de uma forma bem mais singela. Softwares de laminação como Cura3D contam com um plugin para realizar diferentes tipos de paragens. Já que deste modo é muito singelo realizar esta ação, nas seguintes alíneas explicam-se os possíveis tipos de paragem.

Mudança de filamento

A paragem por mudança de filamento é uma ação ideal quando se desejam realizar peças em várias cores com um só extrusor, embora o utente deve ter em conta à hora de desenhar que isto só é válido para mudanças de cor ao longo do eixo Z e a diferentes alturas de capa. Para programar a mudança de filamento com o Cura3D há que se dirigir a "Extensions -> Postprocessing -> Modify GCode" e selecionar "Change Filament", onde se deve selecionar a altura de capa, a longitude de retracción e introdução do filamento e a posição onde se deseja mover o HotEnd durante a paragem. Esta configuração pode-se repetir quantas vezes o utente deseje.

Imagem 2: Mudança de filamento com Cura3D. Fonte: Cura3D

Paragem à altura desejada

Realizar uma paragem a uma altura determinada é muito útil para introduzir algum elemento dentro da peça que se está a imprimir, como outras peças impressas, ímanes ou porcas. Incorporar porcas no interior de peças impressas é uma ação realmente interessante e produtiva à hora de fabricar peças funcionais. Para isto se deve realizar o desenho tendo em conta o tamanho da porca (longitude entre caras nos dois eixos), a holgura necessária do alojamento e a posição de colocação da própria porca. Se a posição da porca deixa espaços sem material, algo habitual quando a porca não está colocada de forma paralela à base de impressão, se recomenda imprimir uma peça para a colocar acima da própria porca, a qual consiga ocupar o espaço livre até a altura de capa que se realizou a paragem. Na seguinte imagem aprecia-se o explicado anteriormente; a parte morada é a peça base, a parte de cor ocre é a porca e a parte azul é a peça impressa para ocupar o oco indeseado.

Imagem 3: Como introduzir uma porca em um plano inclinado. Fonte: Markforged

Em Cura3D programa-se este tipo de paragem no apartado: "Extensions -> Postprocessing -> Modify GCode" e selecionar "Pause at height". Tanto com este tipo de paragem como com o "Filament Change", quando a impressora 3D chega à altura selecionada, pára a impressão até que o utente a retoma de novo acionando algum dos botões do ecrã.

Inserto metálico

Uma alternativa a incorporar porcas no médio de uma impressão é utilizar insertos metálicos. Independentemente do tipo de inserto, o utente deve ter claro os dois fatores finque dos insertos: a resistência à extração e a resistência ao giro. A resistência à extração é a oposição do inserto a sair do seu alojamento quando se aperta o parafuso. Leste um valor que se consegue incrementar ao aumentar a longitude do inserto. A resistência ao giro é a oposição do inserto a girar sobre si mesmo no momento de apertar o parafuso. Neste caso a resistência aumenta ao incrementar o diâmetro do buraco. Outro aspeto a ter em conta de forma genérica é o diâmetro necessário para a cada tipo e tamanho de inserto, sendo necessário consultar a ficha técnica do fabricante para obter o diâmetro de orifício recomendado.

Tendo claro os pontos anteriores, na impressão 3D é habitual empregar dois tipos de insertos: insertos com roscas por calor e insertos com roscas autorroscantes.

Insertos com roscas por calor

Este tipo de insertos são utilizados com materiais termoplásticos, os quais se fundem a temperaturas baixas. O modo de emprego é muito singelo e só requer dispor de um soldador de calor ou outra fonte de calor, que por contacto quente o inserto. A geometria destes componentes está criada para que ao se fundir o plástico das paredes do buraco, se forme uma união resistente, que impeça que se saia nem gire sobre si mesmo.

Imagem 4: Introduzir inserto por calor. Fonte: Markforged

Este tipo de insertos são ideais para a maioria de peças e materiais empregados na impressão 3D FDM.

Insertos com roscas autorroscantes tipo ensat

Certos materiais que se empregam na impressão 3D SLS e de resina fundem a temperaturas superiores ou não se comportam de forma estável ao os aquecer. Nestes casos recomenda-se empregar os insertos com roscas autorroscantes (bucha Ensat).

Este tipo de inserto permite a união por parafusos com alta capacidade de carga e temperatura. A sua forma cônica no extremo inferior acompanhada por uma ranhura de corte, criam a rosca de forma automática no buraco. Para introduzí-los só se precisa um parafuso do diâmetro interior do inserto e duas porcas para fazer contratuerca.

Imagem 5: Sistema de contraporca. Fonte: Norelem

Para estes dois tipos de insertos também existe alguma ferramenta especial, recomendada para utentes que realizem este tipo de processos de forma habitual.

Conclusão

Seguindo os conselhos anteriormente citados, qualquer utente de uma impressora 3D pode aumentar o seu campo de aplicação graças a aumentar a funcionalidade das suas peças.