10 anos de Lay Filaments

Cada invenção começa como uma experiência e é considerada revolucionária até certo ponto. A fabricação de aditivos não é diferente a este respeito, e o aspecto experimental e revolucionário dos novos materiais e tecnologias na impressão 3D é sempre muito marcante e excitante. Isto deve-se ao facto de a impressão em 3D ser relativamente nova mas estar a desenvolver-se a um ritmo verdadeiramente impressionante, principalmente devido ao facto de cada vez mais sectores e empresas decidirem entrar na Indústria 4.0 com a ajuda da AM. Isto significa uma imensa variedade de necessidades a satisfazer.

Dez anos produtivos no mercado da impressão 3D

Há 10 anos atrás, quando o mercado de impressão 3D só tinha PLA e ABS para oferecer, um engenheiro alemão Kai Parthy lançou o seu primeiro filamento chamado LayWoo-D3. Nessa altura, foi o primeiro filamento de madeira no mercado e o próprio inventor despertou interesse na comunidade de impressão em 3D. A sua próxima invenção LayBrick encorajou outros fabricantes a começarem também a fazer experiências com filamentos de madeira e cerâmica. A partir de hoje pode dizer-se com segurança que Kai Parthy não ficou desapontado, uma vez que não deixou de fornecer filamentos de impressão 3D e outras invenções, tais como um hotend de cor dupla ou soluções anti-warping.

O catálogo de Lay Filaments

O catálogo de Lay Filaments consiste em mais de 10 filamentos inovadores (alguns deles com variações) com propriedades interessantes, muitas vezes ainda inigualáveis no mercado da impressão 3D. Os filamentos Lay têm utilizações muito únicas e práticas e, na maioria das vezes, produzem um objecto que não parece de todo impresso em 3D, o que em certas aplicações pode ser uma vantagem. Todos os filamentos da Kai Parthy são produtos de alta qualidade sujeitos a testes extensivos antes de serem lançados no mercado. Alguns dos filamentos Lay mais inventivos são GrowLay, a série LayWood, LayBrick, LayCeramic, Reflect-o-Lay, SoLay, MoldLay, a série PoroLay e a série LayAway.

GrowLay

Na altura do seu lançamento, o filamento GrowLay era um material nunca antes visto na impressão 3D. É um filamento microcapilar biodegradável que pode absorver água, fertilizante líquido, sementes e substrato, razão pela qual pode servir como estrutura para o cultivo de plantas, fungos, líquenes, musgo e até mesmo queijo.

Imagem 1: Peças 3D impressas com o filamento Brown e White GrowLay. Fonte: Lay Filaments.

Vem em duas opções - Brown GrowLay e White GrowLay. Ambas podem ser tingidas com corantes alimentares e esterilizadas (nunca termicamente), o que o tornou muito popular entre centros de investigação, instituições farmacêuticas e até chefs criativos.

Video 1: How to 3D print with the Brown GrowLay filament. Source: RucklerSaga.

While the Brown GrowLay contains natural wood cells in its composition, the White GrowLay does not, which translates into lower tensile strength and stiffness. This makes it slightly more difficult to 3D print and for that reason it is recommended to those who have experience with the Brown GrowLay.

The LayWood series

O LayWoo-D3 é o filamento com que tudo começou em 2012. Este filamento é composto por 40% de fibras de madeira e o seu acabamento superficial é semelhante ao da madeira. Pode ser lixado e pintado e muda de cor dependendo da temperatura de extrusão, o que o torna perfeito para a impressão de peças decorativas em 3D, tais como decoração doméstica ou molduras de madeira.

Imagem 2: LayWoo-D3 (direita) e LayWood Flex (esquerda) por Lay Filaments. Fonte: Lay Filaments.

O Laywood Flex foi criado a partir do LayWoo-D3 através da adição de componentes flexibilizadores. É composto por 35% de fibras de madeira, um ligante de polímero e um flexibilizante. Tal como o Laywoo-D3, pode ser lixado e pintado, e a temperatura de extrusão muda a sua flexibilidade e cor, o que pode ser utilizado para recriar o efeito de anéis de crescimento anual.

LayBrick e LayCeramic

LayBrick é composto por grés e um ligante de polímero, e o seu acabamento superficial assemelha-se a pedra ou cerâmica, embora não seja um filamento cerâmico em termos das suas propriedades. A sua rugosidade aumenta ou diminui em função da temperatura de extrusão. Tal como o LayWood, o LayBrick é perfeito para a impressão de peças decorativas 3D, ou para a impressão de modelos arquitectónicos.

Imagem 3: Os filamentos LayBrick (esquerda) e LayCeramic (direita) de Kai Parthy. Fonte: Lay Filaments.

A LayCeramic, por outro lado, é um filamento com propriedades cerâmicas reais. Um objecto 3D impresso com este filamento necessita de ser sujeito a um processo de desbobinagem e sinterização, a fim de remover o ligante de polímero para tornar a peça totalmente cerâmica. Em seguida, a peça pode ser processada posteriormente (por exemplo, esmaltada) para lhe dar uma aparência de cerâmica.

Reflect-o-Lay

Reflect-O-Lay é um filamento feito de PLA semi-flexível e contas retrorreflectoras, outra das invenções de Kai Parthy. O filamento é preenchido com milhões de pigmentos reflectores que brilham intensamente quando iluminados por uma lanterna ou luzes de carro, independentemente do ângulo. 

Vídeo 2: A teoria por detrás do filamento Reflect-O-Lay. Fonte: Lay Filaments.

O Reflect-O-Lay pode ser utilizado para imprimir acessórios de bicicleta em 3D ou sinalização passiva para visibilidade e segurança do tráfego, ou acessórios de brilho fresco no escuro. As peças 3D impressas com Reflect-O-Lay são flexíveis e laváveis, pelo que podem ser coladas ou costuradas em roupa e lavadas sem o risco de perder as propriedades reflectoras.

SoLay

Solay é um filamento tão elástico como a borracha (dureza Shore 90A) e destina-se a ser utilizado de forma semelhante à borracha, por exemplo em solas de sapatos, cintos ou braceletes. Foi desenvolvido tendo em mente o sector têxtil mas pode ser utilizado noutras indústrias, tanto para protótipos como para peças de uso final de impressão 3D. É perfeito para a impressão 3D de calçado experimental uma vez que pode ser pintado (tanto o filamento como a peça estampada) com tintas à base de álcool. 

Imagem 4: Tingimento de uma peça impressa em 3D com o filamento Solay. Fonte: Lay Filaments.

É fácil de imprimir em 3D e é recomendado fazê-lo numa impressora 3D com extrusor directo (melhor para filamentos flexíveis), como a impressora Raise 3D Pro2 ou a impressora Creality CR-10.

MoldLay

MoldLay é o mais recente lançamento da aKai Parthy. É um filamento com propriedades semelhantes às da cera. Foi concebido para imprimir moldes 3D para fundição de cera perdida, bem como moldes permanentes para metais. Manifesta quase nenhuma tensão e não requer um leito de calor para a impressão em 3D. No método de fundição por cera perdida, o molde é rodeado por betão e o modelo de filamento funde no interior, deixando uma forma a ser preenchida com o metal fundido desejado.

Vídeo 3: Fundição de cera perdida com o filamento MoldLay. Fonte: Lay Filaments.

Uma vez terminada a peça, o betão restante pode ser removido submergindo a peça num banho de ácido cítrico durante algumas horas. O MoldLay torna o processo de moldagem mais simples, mais acessível e mais rápido do que a tradicional fundição em cera perdida. Não emite fumos tóxicos quando derretido e não requer qualquer equipamento especializado uma vez que o MoldLay pode ser cintado num forno de cozinha comum.

A série PoroLay

Lay-Fomm e Gel-Lay são dois filamentos muito singulares da família PoroLay. Os materiais da família PoroLay foram concebidos para impressão em 3D de objectos microporosos, flutuantes e extensíveis, semelhantes a espuma, de borracha ou de couro.

Lay-Fomm, disponível em duas opções: LayFomm 40 (dureza Shore 40A) e LayFomm 60 (Shore 60A), é altamente poroso e parcialmente solúvel. É feito de um polímero e PVA, um material solúvel. O objecto impresso em 3D é rígido e forte mas, quando colocado em água, o PVA dissolve-se e fica um objecto de borracha elástica microporosa. É ideal para a impressão 3D de objectos elásticos tipo esponja, por exemplo, uma simulação da vida marinha. Quanto maior for o tempo de imersão, mais flexível se torna o objecto. Além disso, peças impressas em 3D com LayFomm podem ser molhadas com outros líquidos tais como óleo, glicerina, tintas, soluções salinas, líquidos iónicos ou ser electricamente condutoras.

Vídeo 4: Uma esponja 3D impressa com o filamento LayFomm. Fonte: Lay Filaments.

GelLay, por outro lado, imita a gelatina quando entra em contacto com a água. É composta por um elastómero TPE e um PVA solúvel. É muito útil para a impressão 3D de objectos macios para aplicações onde o contacto com a água e a flutuabilidade são necessários, por exemplo em biomecânica. 

Vídeo 5: Impressão 3D com filamento GelLay de Kai Parthy. Fonte: Lay Filaments.

L'objet imprimé en 3D est solide et rigide mais une fois rincé ou immergé dans l'eau, le PVA du GelLay est dissous et l'objet acquiert des propriétés gélatineuses. De même que le filament LayFomm, le filament GelLay peut être humidifié avec des liquides autres que l'eau, tels que l'huile, la glycérine, les encres, les solutions salines, les liquides ioniques ou pour être électriquement conducteur.

A série LayAway

A série LayAways é uma família de materiais de suporte da kai Parthy e é formada por EthyLay, High-T-Lay (anteriormente conhecida como Chamberlay), LayCloud e LayPVA. Os materiais de apoio ajudam a obter estruturas complexas e intrincadas quando se imprime em 3D com a tecnologia FDM. Assim que o objecto é impresso em 3D, o suporte é removido manualmente ou por dissolução. Para a impressão 3D com materiais de apoio, uma impressora 3D com extrusor duplo, como a impressora BCN Epsilon W27 ou a impressora Raise3D E2.

HighT-Lay, anteriormente Chamberlay, é um filamento de suporte de alta temperatura solúvel em água para materiais com uma temperatura de amolecimento elevada. Pode ser combinado com materiais técnicos como PC ou POM, bem como filamentos padrão como o ABS, graças à sua temperatura de extrusão de 240 ºC e poder suportar temperaturas de câmara de cerca de 100 ºC durante períodos de tempo prolongados. A High-T-Lay pode ser dissolvida em água, o que significa que não requer uma área de trabalho ventilada, o que é o caso quando se trabalha com D-Limonene, um solvente necessário quando se trabalha com outros materiais de apoio, tais como HiPS.

Imagem 5: O material de suporte de High-T-Lay para materiais a altas temperaturas. Fonte: Lay Filaments.

LayCloud é o primeiro material de suporte no mercado especificamente concebido para utilização com filamentos flexíveis ou semi-flexíveis, tais como TPU e TPE. Pode ser impresso a temperaturas até 240°C e dissolve-se tanto em água quente como fria, embora a água quente acelere o processo. Por ser solúvel em água, oferece uma vantagem prática para suportar materiais como o HiPS que requerem D-Limonene como solvente, uma substância que precisa de ser utilizada em áreas bem ventiladas com equipamento de protecção. 

Imagem 6: Os materiais de suporte LayCloud da série LayAway. Fonte: LayCloud: Lay Filaments.

LayPVA é outro filamento solúvel de Kai Parthy. O PVA (acetato de polivinilo) é um material solúvel em água frequentemente utilizado como material de suporte. Não emite fumos tóxicos, é incolor e pode ser dissolvido tanto em água quente como fria e, à semelhança do LayCloud, a água quente dissolve o LayPVA mais rapidamente. É ligeiramente mais rígido do que outros filamentos de PVA, o que facilita a impressão. Foi concebido para ser utilizado com PLA, ABS e Nylon. O LayPVA foi concebido para ser mais resistente à distorção térmica e à degradação térmica dentro da extrusora, o que tende a ser um problema com outros filamentos de PVA. Por conseguinte, pode ser utilizado com impressoras 3D com uma cama aquecida e ainda aderir bem.

Materiais de impressão 3D únicos e visionários

Kai Parthy é um criador de material extremamente criativo e próspero. Ele introduz um novo filamento inimaginável todos os anos aproximadamente, tendo agora cerca de uma dúzia de materiais originais e inigualáveis na sua carteira.

Os filamentos Lay são filamentos muito versáteis e podem ser utilizados em muitos sectores, por utilizadores com diferentes graus de habilidade, e para numerosas aplicações tais como moldes, suportes, bases de cultivo de plantas, artigos decorativos de madeira e cerâmica, têxteis, acessórios de segurança rodoviária ou esponjas e objectos gelatinosos.

A comunidade de impressão 3D espera impacientemente pelo próximo material engenhoso da Kai Parthy. Que os próximos 10 anos do seu trabalho tragam mais filamentos de vanguarda para as novas necessidades que surgem diariamente no fabrico de aditivos.