O volume de construção na impressão 3D FDM

Actualmente, podemos encontrar no mercado impressoras FDM 3D com volumes de construção muito variados. Desde impressoras com bases de 15 x 15 cm até bases de 50 x 50 cm. Há uma crença geral de que quanto maior for o volume de construção, melhor. Isto deve-se ao raciocínio de que tudo o que pode ser impresso numa impressora pequena pode ser feito numa grande, mas não o contrário.

Embora isto seja correcto em princípio, e pareça que uma impressora de grande volume não tem qualquer desvantagem em relação a uma pequena, um olhar mais atento aos aspectos técnicos de cada uma revelará algumas contrapartidas importantes que podem fazer pender o equilíbrio a favor de impressoras FDM 3D de pequeno volume.

Imagem 1: Creality CR10 S5 com 50 cm de base. Fonte: Creality

Antes de mais, é necessário analisar a base de fabrico. As bases de pequenas dimensões têm graus de planicidade muito mais elevados do que as maiores, devido ao facto de serem mais fáceis de produzir. Além disso, para evitar deformações, quanto maior for o tamanho da base, maior deve ser a sua espessura, o que nem sempre é o caso. Isto significa que enquanto o nivelamento de uma base de 20 x 20 cm é muito simples, em bases de 30 x 30 cm ou 40 x 40 cm é comum que haja diferenças significativas de altura entre o centro e os cantos. Isto é especialmente perceptível em bases de alumínio quando aquecidas, uma vez que tamanhos maiores implicam também maiores deformações.

Tudo isto torna mais difícil obter uma primeira camada de impressão de qualidade, o que é essencial para assegurar uma adesão adequada com certos materiais. Algumas impressoras profissionais de grande formato, como a Raise3D Pro2 e Pro2 Plus, incluem pontos de ancoragem adicionais para além dos que se encontram nos cantos para compensar estas deformações e melhorar a planicidade.

Imagem 2: Vista traseira da base de construção de uma Raise3D Pro2. Fonte: Filament2Print

No entanto, os problemas das impressoras de grande formato em comparação com as impressoras de pequeno formato não se limitam à menor planicidade da base. Um tamanho de base maior significa também viagens mais longas da cabeça de impressão, o que se traduz em cintos e guias mais longos. Correias de transmissão mais longas estão também associadas a uma perda de precisão de posicionamento, enquanto guias ou carris mais longos são susceptíveis a deformações e defeitos de linearidade.

Para compensar isto, impressoras de formato maior exigiriam desenhos específicos e componentes de maior qualidade e tolerâncias de fabrico mais baixas. No entanto, isto raramente acontece, pelo que se poderia dizer que a precisão de uma impressora FDM 3D decresce em função do seu tamanho.

Imagem 3: Zortrax M200 Plus impressora industrial de pequeno formato. Fonte: Zortrax

Outra crença generalizada é que embora as peças produzidas sejam pequenas em tamanho, uma impressora 3D com uma base maior permitirá que mais peças sejam feitas de cada vez. Isto é correcto, mas tem mais desvantagens do que vantagens. Os tempos de impressão na impressão em FDM 3D são proporcionais ao número de cópias que são impressas simultaneamente. Isto significa que a diferença no tempo entre fazer uma produção de 10 peças e fazer duas de 5 peças é insignificante, aumentando apenas no tempo necessário para remover as primeiras peças e lançar a segunda produção. No entanto, tem uma desvantagem importante: a probabilidade de fracasso aumenta com a duração do trabalho. A probabilidade de fracasso numa produção de 12 horas é sempre maior do que no caso de uma produção de 6 horas. Além disso, no caso de requisitos de produção mais elevados, é sempre uma solução melhor adquirir duas pequenas impressoras a trabalhar em paralelo do que uma impressora de grande formato, uma vez que os tempos e as perdas em caso de falha são reduzidos para metade.

Ao seleccionar uma impressora FDM 3D não deve utilizar o critério de escolher o tamanho maior que se enquadre no orçamento, mas o tamanho mais pequeno que satisfaça os requisitos mais comuns do tamanho da peça do utilizador. Se 95% das peças podem ser fabricadas sobre uma base de 20 x 20 cm, seria aconselhável considerar a possibilidade de adquirir um equipamento de pequenas dimensões e fabricar as peças maiores em peças e depois montá-las.