Todos os plásticos, ao se extruir a alta temperatura, sofrem uma contração durante o enfriamento que pode estar entre o 0.3 % e o 4%. Esta contração pode produzir deformações, se o enfriamento não é suave e homogêneo, dando local a problemas como o warping, a delaminação de capas ou deformações dimensionais da peça.

Tabela 1. Percentagem de contração de vários plásticos empregados em impressão 3D FFF. Fonte: SpecialChem.com

Para evitar este problema, idealmente a temperatura no meio da peça deve ser ligeiramente menor que a temperatura de transição vítrea do material (Tg) durante toda a impressão, e uma vez finalizada esta se deve reduzir lentamente até a temperatura ambiente.

Tabela 2: Tg e temperatura de impressão de vários filamentos. Fonte: Filament2print

Aqueles materiais que sofrem baixas percentagens de contração (menos de 0.5%) não requerem calefactar o meio da peça, já que os efeitos de contração são praticamente despreciables, pelo que se podem imprimir perfeitamente em impressoras 3D abertas, inclusive peças grandes. Estes materiais são principalmente o PLA e a maioria de filamentos de PETg (mas não outros copoliésteres como o PET ou o CPE), bem como os seus derivados.

É possível imprimir materiais com percentagens de contração maiores em impressoras abertas, no entanto esta possibilidade limita-se a peças de pequeno tamanho, pelo que com este tipo de materiais é recomendável empregar impressoras fechadas ou com câmara calefactada ativa.

Imagem 1: Impressora 3D aberta. Fonte: Prusa3D

As impressoras abertas estão recomendadas principalmente para a impressão de PLA, PETg e filamentos flexíveis.

Impressoras fechadas ou com câmara calefactada passiva

As impressoras fechadas são aquelas cujo área de impressão se encontra completamente fechada. Alguns fabricantes usam a denominação câmara calefactada passiva, já que tendem a acumular o calor gerado pela plataforma de impressão.

A temperatura interior que podem alcançar estas impressoras varia em grande parte de uma impressora a outra em função do material com o que estejam feitas, o seu volume, a temperatura da plataforma de impressão, a qualidade do isolamento e a temperatura da sala onde estejam localizadas. De modo geral, as de melhor qualidade são capazes de proporcionar temperaturas dentre 45 ºC e 65 ºC no melhor dos casos.

Embora estas temperaturas não são muito elevadas, se acercam à Tg de materiais como o Nylon, o ABS ou a ALÇA, facilitando a sua impressão e permitindo produzir peças de maior tamanho. Embora este tipo de impressoras melhoram substancialmente a impressão deste tipo de materiais, podem falhar com peças de grande volume. Este tipo de impressoras recomendam-se para a impressão de peças de tamanho pequeno e médio em PETg, ABS, ALÇA, Nylon ou HIPS.

Imagem 2: Impressora 3D com câmara calefactada passiva. Fonte: Raise3D

De modo geral, não é recomendável empregar PLA neste tipo de impressoras quando se encontram completamente fechadas, já que o calor gerado pode superar a Tg do filamento, provocando que este se reblandezca no interior do hotend e provoque um atasco.

Impressoras fechadas com câmara calefactada ativa

Trata-se de aquellas impresoras 3D capaces de controlar la temperatura en el interior de la cámara. Suelen ser equipos más complejos y con coste superior a los anteriores. Se caracterizan por incorporar, además, hotends de alta temperatura (400 ºC - 500 ºC) y sistemas de refrigeración líquida.

Trata-se daquelas impressoras 3D capazes de controlar a temperatura no interior da câmara. Costumam ser equipas mais complexos e com custo superior aos anteriores. Caracterizam-se por incorporar, além disso, hotends de alta temperatura (400 ºC - 500 ºC) e sistemas de referigeração líquida.

Existem dois tipos: as de alta temperatura e as de baixa temperatura.

Câmara calefactada de baixa temperatura

As impressoras com câmara calefactada ativa de baixa temperatura costumam permitir temperaturas máximas controladas dentre 80 ºC e 120 ºC. Trata-se de impressoras orientadas à produção de peças de ALÇA, ABS, Nylon ou PC de alta qualidade e grande tamanho.

Imagem 3: Impressora 3D com câmara calefactada de baixa temperatura. Fonte: 3ntr

Embora este tipo de impressoras 3d se publicitan em ocasiões como compatíveis com PEEK, não costumam ser compatíveis com todos os tipos de PEEK, unicamente com alguns PEKK de baixa temperatura, e sempre limitado a peças de pequeno tamanho.

Este tipo de impressoras 3D são as ideais para produzir peças em ABS, ALÇA, Nylon e PC que requeiram boa estabilidade dimensional e baixas deformações, pelo que são a melhor opção à hora de produzir peças técnicas ou componentes funcionais com estes materiais.

Câmara calefactada de alta temperatura

De modo geral permitem controlar temperaturas na categoria dos 160 ºC - 180 ºC. Trata-se de impressoras orientadas especificamente à produção de peças em PEEK, PEKK e PEI, pelo que não é habitual empregar outro tipo de materiais. Trata-se de equipas com um custo elevado e que requerem pessoal especializado e formado para o seu uso.

Imagem 4: Impressora 3D com câmara calefactada de alta temperatura. Fonte Dynamical3D

À hora de selecionar um tipo de impressora, é muito importante determinar previamente que tipo de peças e daí materiais empregar-se-ão.

Neste script tratam-se os conceitos de forma geral e sem focar em uma marca ou modelo concreto, embora possam-se mencionar em algum momento. Podem existir diferenças importantes nos procedimentos de calibragem ou ajuste entre diferentes marcas e modelos, pelo que se recomenda consultar o manual do fabricante antes de ler este script.