O campo da impressão 3D já não é bem o que era, na sua maioria para melhor. Hoje em dia, temos impressoras SLA de secretária, impressoras 3D com características mais inteligentes, e opções de filamento extravagantes. Apesar da vasta gama de filamentos que estão facilmente disponíveis aos utilizadores, o ABS continua a ser um dos materiais de filamento mais populares.
Uma palavra de aviso se estiver prestes a começar a imprimir usando ABS: é conhecido por ser um dos materiais de filamento mais complicados para trabalhar. Neste artigo, vamos ajudá-lo a enfrentar um dos maiores desafios ao imprimir com ABS – a temperatura da cama. Porque é que a temperatura de cama é tão importante quando se imprime com ABS? A que temperatura deve definir a sua cama aquecida?
O que é ABS?
ABS significa acrylonitrilo butadieno-estireno, um terpolímero que é composto por três monómeros diferentes. Cada um destes monómeros contribui para as propriedades físicas e químicas do ABS. O acrilonitrilo proporciona estabilidade química e térmica; o butadieno proporciona tenacidade e resistência ao impacto, enquanto que o estireno proporciona um acabamento liso e brilhante ao produto final. Ao alterar a proporção de cada monómero, o ABS pode ser personalizado para criar produtos com características variáveis.
ABS foi desenvolvido pela primeira vez nos anos 50 como uma versão melhorada da borracha sintética padrão, mas foi logo utilizado numa vasta gama de indústrias como polímero de engenharia. Para o mercado principal, o ABS é mais comumente encontrado como o material em tijolos Lego.
Em termos de características físicas e químicas, o ABS situa-se algures entre plásticos de base e plásticos de engenharia de alto desempenho. Devido à dureza, resistência eléctrica e química, e acabamento brilhante dos produtos em ABS, estes tornaram-se altamente valorizados numa gama diversificada de aplicações. A versatilidade e fiabilidade do ABS tornaram-no um dos termoplásticos de engenharia mais vendidos.
Por que é o ABS tão popular como um filamento de impressão em 3D?
Durante a utilização do PLA, o ABS é um dos dois filamentos mais populares no campo da impressão em 3D. Esta popularidade desce tudo até ao preço. O ABS é um dos produtos de filamento de impressão em 3D mais baratos. Pode provavelmente encontrar um carretel de 1 kg de filamento de ABS por menos de $20, embora mais opções premium possam custar o dobro do preço.
ABS tem sido o material de ponta para os profissionais da impressão 3D que precisam de criar objectos com boa durabilidade, resistência, longevidade, e resistência química e térmica. Embora outros filamentos possam ter melhor desempenho do que o ABS em algumas áreas, são tipicamente mais caros. Desde que o ABS se tornou tão popular, guias e vídeos sobre como imprimir com ABS tornaram-se incrivelmente comuns. Os fabricantes de impressoras 3D e acessórios de impressão 3D também introduziram características que tornaram a impressão com ABS mais fácil. Assim, a impressão com ABS não é tão intimidante como costumava ser.
Um outro benefício da utilização do ABS é o facto de se dissolver facilmente em acetona. Isto proporciona aos profissionais da impressão em 3D a oportunidade única de criar impressões perfeitamente suaves utilizando a técnica de acabamento em banho de vapor de acetona. Isto é feito colocando a impressão acabada dentro de uma câmara fechada que é preenchida com vapor de acetona. Isto derrete uma camada muito fina de plástico ABS na superfície exterior da impressão, o que remove todas as arestas ásperas. Após algumas horas de lenta dissolução da acetona, a impressão em ABS terá um acabamento perfeito e consistentemente liso.
Sendo um método passivo, o acabamento usando um banho de vapor de acetona é um dos métodos mais fáceis de alisar e produz grandes resultados. O PLA não oferece tais benefícios e a obtenção do mesmo nível de qualidade com o PLA exigirá muito mais trabalho.
Por que necessitarei de uma cama de impressão aquecida quando trabalhar com ABS?
Uma característica distinta do ABS é que tem uma temperatura de transição vítrea elevada. Isto significa que terá de ajustar a temperatura do bocal da extremidade quente entre 220 e 250 °C, o que é muito mais elevado do que outros filamentos de impressão 3D como o PLA. Embora isto faça com que a impressão com ABS seja um processo de grande potência, também aumenta a temperatura de aquecimento e a aderência da camada do produto final.
Felizmente, a alta temperatura de impressão do ABS também introduz um par de complicações no processo de impressão. O primeiro e mais importante problema é a deformação. A deformação é o resultado da contracção do material plástico à medida que este arrefece. Nas impressões feitas com ABS, a deformação torna-se mais pronunciada uma vez que o filamento é extrudido a temperaturas muito mais elevadas.
A curva de arrefecimento acentuado assim que o filamento extrudido sai do bico da extremidade quente e é colocado na plataforma de construção resulta num acúmulo de tensão térmica em áreas particulares da impressão. A deformação é mais aparente nos bordos e na camada inferior, onde toda a tensão tende a acumular-se. O resultado é uma impressão com bordas e cantos que têm a aparência de serem “dobrados”
A solução primária que as impressoras 3D encontraram para resolver o problema do empenamento é utilizar uma cama aquecida. Uma cama aquecida pode ser feita de alumínio ou vidro borosilicato e tem um elemento de aquecimento que corre ao longo do fundo. O alumínio é mais barato e mais fácil de encontrar, mas o vidro borosilicato proporciona uma melhor aderência da primeira camada por um preço ligeiramente superior.
Uma cama aquecida funciona mantendo a primeira camada da impressão a uma temperatura elevada. Isto tem o efeito tanto de aumentar a aderência da primeira camada ao leito de impressão como de reduzir o stress térmico que a impressão é forçada a suportar à medida que arrefece. À medida que a impressão avança, as camadas mais afastadas do leito de impressão são menos afectadas pelo seu calor. Contudo, estas camadas superiores são também menos propensas a empenar.
Campos aquecidos têm produzido consistentemente bons resultados na impressão de filamentos a altas temperaturas, mesmo aqueles que necessitam de temperaturas de impressão mais elevadas e são ainda mais propensos ao empenamento do que o ABS. Hoje em dia, um leito de impressão aquecido de alta qualidade é praticamente um grampo no conjunto de acessórios que qualquer profissional de impressão 3D deve ter. Os leitos de impressão aquecidos estão agora disponíveis em todas as formas e tamanhos, mesmo os circulares utilizados nas impressoras delta.
Que configurações devo utilizar para o leito de impressão aquecido?
A temperatura recomendada para o leito de impressão com ABS é de 110 °C. Isto está muito ligeiramente acima da transição vítrea da temperatura, assegurando que o material do filamento permanece macio e maleável, mas ainda sólido. Certifique-se de que deixa o leito aquecer até ao fim para não acabar p com temperaturas desiguais em todo o leito de impressão.
Outras considerações
Felizmente, as complicações da impressão com ABS não terminam aí. A simples utilização de um leito de impressão aquecido à temperatura certa não é uma garantia de que a sua primeira camada será impressa sem um engate. Seguem-se mais alguns conselhos para que possa obter os melhores resultados da sua impressão com ABS.
Level a sua cama de impressão
Profissionais de impressão 3D experientes conhecem o valor de uma boa primeira camada. Se não conseguir acertar na primeira camada, mais vale raspar a impressão e começar de novo. No caso do ABS, um leito de impressão que não esteja completamente nivelado resultará em lacunas, camadas irregulares, ou má aderência ao leito. Tudo isto pode acontecer apesar da utilização de uma cama de impressão aquecida e pode resultar em empenos pesados.
A maioria das impressoras 3D modernas vêm com características de nivelamento automático ou semi-automático da cama. Se tal característica não estiver disponível na sua impressora 3D, não se preocupe. O nivelamento manual de uma cama de impressão é fácil e pode ser feito usando material de escritório simples.
Se estiver a fazer o nivelamento manual, então tudo o que realmente precisa é de uma única peça de um cartão ou cartão de índice. Comece por definir a altura do bico na sua posição de casa ou zero. Depois é necessário “correr” o bocal à volta do leito de impressão, verificando sempre se o pedaço de cartão desliza entre o bocal e o leito de impressão com apenas um pouco de resistência. Em pontos onde o ajuste é demasiado apertado ou demasiado solto, pode então ajustar a altura da cama de impressão usando qualquer um dos parafusos de ajuste da cama.
Dependente da sua impressora, a sua cama pode ter três ou quatro parafusos. Ao fazer o processo de ajuste manual, poderá descobrir que o ajuste de um canto afecta todos os outros cantos. Isto significa que poderá ter de contornar a cama de impressão várias vezes antes de a conseguir acertar. Seja paciente, pois os resultados valem a pena. Verificamos que o método de nivelamento manual, quando feito correctamente, produz uma cama nivelada de forma mais consistente do que qualquer método automático.
Utilizar um bom adesivo
Simplesmente manter o ABS num estado parcialmente derretido não é frequentemente suficiente para manter a primeira camada da impressão colada à cama de impressão. Para resultados mais garantidos, vai ter de aumentar o leito de impressão aquecido com um adesivo. Ironicamente, o adesivo mais eficaz para o ABS é também o ABS, especificamente o ABS que foi dissolvido em acetona para criar uma pasta de ABS.
Se derreter o seu precioso filamento soa demasiado desperdício, então uma alternativa que funciona quase tão bem é a fita Kapton. A fita de Kapton é um pouco cara até às fitas adesivas, mas mantém a sua eficácia mesmo em temperaturas elevadas. Alguns utilizadores têm relatado obter melhores resultados com a fita Kapton quando utilizam camas de impressão aquecidas a alumínio. Uma vantagem da fita Kapton é que torna as impressões muito mais fáceis de remover do leito de impressão quando o processo de impressão tiver sido concluído. Contudo, aplicar uma nova camada de fita Kapton cada vez que se inicia uma nova impressão pode ficar velha depois de algum tempo, especialmente porque é necessário certificar-se de que não existem lacunas ou sobreposições de fitas.
Definir a extrusora à altura correcta
Seu trabalho para nivelar o leito de impressão e aplicar um adesivo irá tudo para o lixo se não colocar a extrusora na altura de início adequada. Dependendo da sua configuração, obter o Z-offset perfeito pode levar um pouco de tentativa e erro. Para referência, a altura inicial do bico não deve ser demasiado baixa para causar deformação da primeira camada mas não demasiado alta para que o filamento arrefeça antes de chegar à plataforma de construção. Contudo, um pouco de “esmagamento” é desejado, uma vez que ajuda a primeira camada a aderir à cama de impressão.
Como saberá se o bico está na altura correcta? Quando comprada recentemente, a maioria das impressoras 3D chegará com o bico pré-ajustado à altura mais ideal. Esta é a oportunidade perfeita para ver como deve ser uma primeira camada adequada. Com o tempo, este offset Z tende a derivar e vai exigir que o corrija manualmente.
Felizmente, a única forma fiável de saber se tem o offset Z correcto é imprimir as primeiras camadas de teste e avaliá-las visualmente. Isto levará algum tempo e consumirá algum filamento, mas não é provável que tenha de fazer frequentemente.
Não use uma ventoinha de arrefecimento
Uma ventoinha de arrefecimento é normalmente útil na impressão 3D como forma de reforçar a durabilidade da impressão à medida que esta está a ser construída. Este não é o caso para as impressões em ABS. Quando se trabalha com ABS, o arrefecimento é o inimigo, pois pode promover a deformação. A maioria dos peritos aconselha que se comece a utilizar uma ventoinha de arrefecimento apenas depois de se ter construído várias camadas inferiores.
O nosso conselho? Basta renunciar ao arrefecimento e terminar a sua impressão de ABS sem ligar a ventoinha de arrefecimento. É ainda melhor utilizar uma caixa de impressora 3D para abrandar o processo de arrefecimento.
Imprimir uma aba ou jangada
Imprimir um desenho com uma base grande, como uma pirâmide, torna-o mais propenso a empenar. Isto porque existe uma maior quantidade de material que se contrai à medida que arrefece, resultando num maior stress térmico nos cantos da impressão. Quando se trabalha com ABS, é frequentemente aconselhado imprimir um desenho numa orientação que reduz o tamanho da sua base, o que reduz as hipóteses de empenamento.
No entanto, o recurso a esta solução leva a outro problema: haverá muito pouco material na primeira camada a aderir ao leito de impressão. Para remediar esta situação, pode facilmente adicionar uma borda ou jangada ao seu desenho utilizando o seu software de corte. Uma borda ou jangada estende a pegada da sua construção, dando-lhe uma superfície maior para aderir ao leito de impressão.
Imprimir uma borda ou jangada é também uma solução eficaz se ainda se deparar com problemas de deformação, apesar de utilizar um adesivo. Tenha em mente que terá de remover essa jangada mais tarde, o que pode ser mais difícil do que pensa.
Pensamentos finais
Embora a popularidade do ABS, não há dúvida de que é um dos filamentos mais difíceis de imprimir. Com tantos problemas potenciais, o ABS pode parecer um material intimidante para principiantes. Embora não refutemos que trabalhar com ABS seja de facto difícil, o ABS tornou-se tão comum agora que se encontram inúmeros guias online sobre a melhor forma de o utilizar.
Contrair-se confortável com ABS é apenas um passo para ser um especialista em impressão 3D. A maioria das técnicas usadas para lidar com as peculiaridades do ABS também pode ser usada para outros materiais de filamentos ainda mais finos.