Frete Grátis acima de R$400,00 (exceto regiões norte e nordeste) - Não se aplica a Impressoras 3D

Se você está querendo entrar no mundo da impressão 3D mas não sabe por onde começar, ou mesmo o que perguntar, este é o artigo certo para você! Vamos aqui fazer um tour pelos conceitos básicos da impressão 3D, desde a apresentação da operação mínima requerida para uma impressora, passando pela configuração do processo de impressão até ter a impressora pronta para imprimir.

IMPRESSORAS_3D_FDM_E_SLA

Uma das perguntas mais comuns de iniciantes é: com que impressora começar? Para o nosso objetivo aqui, o mais importante é apresentar as tecnologias disponíveis, ao invés de passar pelos diferentes modelos que há no mercado (isso é, em si, assunto para um outro artigo). Para impressão 3D pessoal, há fundamentalmente duas tecnologias: impressão FDM (Fusion Deposition Modeling, ou modelagem por deposição por fusão) e SLA (StereoLithogrAphy, ou estereolitografia). Em ambos os casos, a ideia fundamental é imprimir cada camada do objeto desejado em um anteparo, chamado mesa de impressão. Após a impressão de uma camada, a mesa é movida verticalmente e uma nova camada pode ser impressa (ah, mas já existem impressoras que imprimem em diversos ângulos, como as impressoras de esteira, como a CR-30 3DPrintMill). Repetições sucessivas desse processo definem a impressão 3D.

Impressoras 3D FDM

Impressoras FDM talvez sejam as mais conhecidas, e são aquelas que fazem a impressão 3D por meio do derretimento, ou da fusão, de um material plástico. Após derretido, esse material é forçado para fora de um bico extrusor, responsável por depositar o material em locais preprogramados, compondo, assim, o objeto final.

Passos da Impressão 3D tipo FDM

Vamos entrar em alguns detalhes com relação a impressão 3D com impressoras FDM: o filamento, que fica armazenado em formato de rolo, num carretel, fica pendurado em um suporte apropriado na impressora e passa por dentro de um tubo guia (normalmente feito do material PTFE), sendo, assim, levado até o extrusor. Este, por sua vez, é composto por ponta quente (ou hot end) e bico extrusor. Um motor força o filamento para dentro da ponta quente, e é aí que o material é derretido, tendo como próximo destino o bico extrusor, de onde ele sai para ser depositado. Assim uma camada é impressa, e a mesa de impressão se move para baixo após a finalização da camada (ou, dependendo do modelo da impressora, o extrusor se move para cima).

Quanto tempo leva uma impressão 3D?

Devido a essas características de operação, o processo de impressão 3D não é dos mais rápidos: uma peça do tamanho de uma lata de refrigerante pode demorar em torno de 10 horas para ser impresso, enquanto um objeto do tamanho de uma peça de xadrez pode levar 40 minutos. Há excessões, pois objetos com certas características podem se beneficiar de técnicas para impressão mais rápida: por exemplo, objetos em formato de vaso, ainda que maiores que uma lata de refrigerante, podem ser impressos em aproximadamente 40 minutos.

Impressoras 3D SLD / DLP / LCD

Já as impressoras SLA fazem a impressão 3D por meio da cura de uma resina líquida por luz ultravioleta. A mesa de impressão é mergulhada na resina (que fica em um recipiente na base do equipamento) e a luz, vinda de uma fonte na parte de baixo da impressora, projeta uma imagem (que é a camada do objeto) na superfície da primeira. Assim, a parte da resina exposta à luz se solidifica (a exposição dura, normalmente, cerca de sete segundos) e adere à mesa de impressão. A mesa se move para cima e a próxima camada é impressa sobre a que acabou de ser curada, e esse processo se repete até que a peça esteja finalizada. Note que isso implica que impressoras em resina possuem apenas um eixo de movimento, que é o eixo vertical. Impressoras FDM, por sua vez, movem o extrusor em três eixos (as três dimensões espaciais).

Algumas observações interessantes: note que, no caso da impressora em resina, a complexidade geométrica da camada sendo impressa não altera o tempo de impressão. Já no caso das impressoras FDM, essa dependência é forte, já que o extrusor tem que percorrer todo o caminho definido pela camada enquanto deposita o material. Com relação a espessura de camada, o usual em impressoras FDM é 0,2mm por camada (mas chega a 0,1mm com muito boa qualidade), enquanto em impressoras SLA, o usual é 0,05mm. Ou seja, impressoras em resina oferecem uma resolução significativamente melhor do que impressoras FDM, embora as últimas também sejam capazes de realizar impressão 3D com excelentes resultados.

Qual impressora é melhor para você

A este ponto, você provavelmente já deve ter se perguntado qual dos tipos de impressora é melhor para você. Naturalmente, essa resposta depende totalmente do tipo de aplicação em que você tem mais interesse. Se você curte impressões em que altos níveis de detalhes são exigidos, como bonecos de personagens diversos, e tem disposição para lidar com material líquido para impressão (que, em comparação com um simples carretel de filamento plástico, é mais trabalhoso), você deve investir em uma impressora de resina. Por outro lado, se esse nível de detalhe não é demandado e você tem foco em impressões mais aplicáveis e menos artísticas, utilize uma impressora FDM para ter bons resultados com mais praticidade. E note que esse é apenas um dos muitos parâmetros existentes para a escolha de uma impressora 3D (muitos deles, talvez você somente descubra após um considerável tempo de experimentação com impressão 3D).

Quanto custa a impressão 3D?

Outro parâmetro importante para a escolha do tipo de impressora é, obviamente, o custo da sua impressão 3D. Considerando-se primeiro a resina, o litro do material pode ser adquirido na 3D Fila a partir de R$ 249,00. Frequentemente, você encontrará esse material com descontos que fazem o preço cair para R$ 179,00, por exemplo. No caso das impressoras FDM, o preço é definido por kg de material. Os mais comuns são ABS (R$ 89,00), PLA (R$ 103,00) e PETG (R$ 113,00) – preços usualmente praticados pela 3D Fila.

Note que os valores acima não informam quanto de material será usado para suas impressões habituais. Portanto, não se deixe impressionar pelos preços por unidade de medida – suas impressões podem gastar pouco material, e cada aquisição, embora exija um dispêndio relativamente alto, pode durar bastante. Por exemplo, um vaso impresso em PETG, do tamanho de uma garrafa de cerveja, pode utilizar somente 10g de material (equivalentes a menos de R$ 1,15). Consequentemente, com um carretel de filamento de 1kg, você pode imprimir 100 desses vasos!

RESINA OU FILAMENTOS 3D, QUAL O INVESTIMENTO MAIS BARATO

No que se refere ao preço da impressora em si, há grande variação de preços tanto para SLA como para FDM. Para ambos os tipos, você pode encontrar bons modelos de entrada dentro de uma faixa de R$ 1.200,00 a R$ 1.700,00 (como as SLA Longer Orange 10 e Qidi Shadow 5.5S e as FDM Creality Ender 3 e Longer LK4 Pro). Os diferentes tipos de impressora também tendem a utilizar diferentes quantidades de energia elétrica para uma determinada impressão 3D. Tipicamente, as impressoras FDM gastam um pouco mais.

O que é preciso para fazer uma impressão 3D?

Apresentadas características básicas das impressoras, vamos então ao próximo passo, que é muito importante para uma boa experiência no mundo da impressão 3D: como colocar a impressora para imprimir uma peça? Para isso, teremos que utilizar o computador. Mais especificamente, existe uma classe de softwares que se chama fatiador (em inglês, slicer), os quais são responsáveis por transformar o arquivo de um objeto em 3D em outro formato, este sim compreendido pela impressora. Essa não é a única função dos fatiadores – eles também são responsáveis por definir uma série de parâmetros de impressão, fazer pequenas modificações no modelo 3D (redimensionar, incluir preenhcimento, definir espessura de camada, etc.) .

Curiosidade: o nome fatiador vem do fato de que uma das funções do software é dividir o modelo 3D em fatias, sendo cada fatia uma camada a ser impressa. No caso de impressoras SLA, demonstraremos o fatiador Chitubox, e no caso das FDM, o fatiador será o Ultimaker Cura. Ambos os softwares são gratuitos.

O Fatiador Cura

Comecemos com o Cura, software bastante usado para impressão 3D. Após abrir o software, o primeiro passo é adicionar a sua impressora. Para isso, basta clicar no menu Preferences > Configure Cura e selecionar Printers na coluna da esquerda da janela que se abre. É possível incluir uma impressora que está conectada à rede, mas não é o caso deste exemplo. Clique Add a non-networked printer e uma lista com diversos fabricantes e modelos de impressora será mostrada, onde você pode procurar o modelo do seu equipamento e selecionar. No caso de o modelo da sua impressora não estar na lista, existe a opção Custom, que veremos mais adiante. Após adicionada a impressora, clicando no botão Machine Settings, na parte direita da janela, é possível visualizar e editar os parâmetros básicos necessários para a adição de uma impressora.

No caso de ser necessário utilizar a opção Custom, esses parâmetros estarão todos com valores que provavelmente não fazem sentido para o seu equipamento, e você deverá inseri-los manualmente, de acordo com suas características. Esses parâmetros são características gerais da plataforma de impressão (volume, formato da mesa de impressão, possibilidade de aquecimento da mesa, etc.), da cabeça de impressão 3D (coordenadas limite dos eixos x e y, número de extrusores, etc.) e do bico (tamanho da abertura de extrusão, diâmetro do filamento no carretel, presença de ventoinha, etc.).

Inserindo-objeto-no-CURA

Inserir o modelo para impressão 3D na tela do Cura não poderia ser mais simples: arrastar e soltar na tela o arquivo do modelo (formato .stl). Ao clicar no modelo inserido, algumas opções são habilitadas no lado esquerdo da tela. Essas opções permitem mover, girar, espelhar e redimensionar o objeto nos três eixos, inclusive não sendo necessário preservar as proporções originais.

Clicando no ícone do lápis no canto superior direito da tela, você terá acesso aos parâmetros para o fatiamento propriamente dito. Inicialmente, estará selecionado o perfil Draft – perfis são configurações predefinidas para o fatiamento, que você pode selecionar. No perfil Draft, a espessura de camada selecionada é 0,2mm, a porcentagem de infill (preenchimento da peça com material) é 10% (normalmente, suficiente para diversas peças), possibilidade de utilização de suportes selecionada (impressões de material a serem removidas no final, necessárias para partes da peça sem apoio durante o processo de impressão 3D) e a aplicação de adesão da peça à mesa também selecionada. Clicando em Slice no canto inferior direito da tela, a ferramenta realiza o processo de fatiamento, seguindo as configurações descritas. Quando o processo de fatiamento é terminado, o Cura mostra o tempo estimado de impressão, assim como consumo de material em g e o custo decorrente.

Na barra superior do Cura, clicando em Preview, é possível visualizar interativamente uma simulação do processo de impressão 3D, podendo-se inclusive navegar pelas várias camadas que serão impressas. Movendo o seletor de camadas para a primeira camada, a primeira coisa que você pode notar é que ela é totalmente preenchida com material. Além disso, note que há um material excedente nas bordas – isso é a estrutura de adesão, utilizada para manter a peça na mesa de impressão durante o processo, já que a base pode ser estreita o suficiente para permitir movimentação da peça e consequente prejuízo no resultado final. Deslizando a barra de rolagem até a quarta camada, note o mesmo padrão de impressão das camadas.

A partir da quinta camada, a impressão muda. Primeiramente, note que um padrão quadriculado aparece no interior da forma da camada. Esse é o chamado infill, que procura preencher o interior da peça de uma forma otimizada para que ela tenha uma certa resistência, possa passar seguramente pelo processo de impressão 3D e utilize, para isso, o mínimo possível de material.

Deslizando ainda para uma camada bem acima, digamos, a camada de número 200, note que o padrão de infill se mantém e, além disso, a casca do modelo possui 3 camadas de espessura. Navegando pela barra de rolagem, note que, em alguns momentos, determinadas regiões da peça passam a ser 100% preenchidas, ocupando o lugar do padrão de infill. Essas são as chamadas camadas de topo (em inglês, top layers), e elas são totalmente preenchidas para evitar impressões no vazio (chamadas comumente de overhangs), algo que acontece facilmente nas partes de cima de uma peça. Isso é visível quando levamos a barra de rolagem à parte mais superior da peça – note a presença de quatro camadas totalmente preenchidas.

Um pouco sobre infill de impressão 3d

A título de curiosidade sobre impressão 3D, veja o que acontece se alterarmos o infill de 10% para 20% na janela Print Settings. Clicando em Slice, o Cura faz o fatiamento novamente, e note que o padrão quadriculado fica mais denso – resultado do aumento do infill. Em contrapartida, se configurarmos o infill para 0%, veja que o padrão some e o objeto fica oco. No entanto, não podemos imprimir esta peça com 0% de infill – deslizando a barra de rolagem para o topo do modelo, veja que as top layers seriam depositadas no vazio, e não teríamos um peça satisfatoriamente impressa. Preparamos um artigo somente sobre infill e shell. Não deixe de conferir aqui.

10% de infill
20% de infill
0% de infill

De volta à janela Print Settings, vamos clicar em Custom. Abre-se um grande número de opções e parâmetros de impressão 3D que podemos alterar para o perfil corrente (Draft). Para cada perfil, é possível selecionar dentre um número ainda maior de parâmetros (que são todos os disponíveis na ferramenta), para determinar quais aparecerão quando clicarmos em Custom. Para isso, clique novamente em Preferences > Configure Cura e selecione Settings na coluna da esquerda. A parte principal da janela mostra todos os parâmetros que a ferramenta oferece, e os que estão marcados aparecerão como opção Custom do perfil. E aproveitando que estamos falando de perfis, selecionando Profiles na coluna da esquerda, você pode gerenciar seus perfis de impressão.

Após clicar em Slice no Cura, note que o botão Save to File aparece no cando inferior direito da tela. Clique nesse botão para salvar o arquivo no formato apropriado para a impressora FDM, que é o G-Code. Basta então copiar esse arquivo para o cartão de memória que vem com a impressora e o arquivo estará pronto para a impressão 3D!

Fatiador Chitubox para Impressão de Resina 3D

Fatiador Chitubox

Vamos agora ao Chitubox para ver como configurar uma impressão 3D em resina. Aberto o software, clique em Settings na coluna da direita, para adicionar uma impressora (de forma semelhante à que fizemos no Cura). Na janela Settings, clique no ícone de folha em branco no canto superior esquerdo. Uma lista de impressoras preconfiguradas é mostrada. Para inserir os parâmetros de uma impressora Custom, basta clicar em Cancel para voltar à tela inicial da janela Settings, que contém os parâmetros para definição de uma impressora Custom (aba Machine). Note que esse processo é ainda mais simples para impressoras SLA, contendo apenas cinco parâmetros numéricos, dois de marcação e um de seleção em lista (parâmetro Mirror).

Para incluir o modelo 3D na ferramenta, o processo é igual ao do Cura: arraste e solte o arquivo .stl no Chitubox. Também de forma semelhante ao Cura, na parte esquerda da tela, temos opções para mover, girar, redimensionar e espelhar o modelo. Clicando novamente em Settings e selecionando agora a aba Print, temos os parâmetros disponíveis para realizar o fatiamento. Note que é uma quantidade muito menor do que no caso do Cura (menos de 15 parâmetros), portanto, mais simples. Clicamos em Slice, abaixo do botão Settings, e o Chitubox faz o fatiamento do modelo.

Assim como no Cura, temos a barra de rolagem à direita na tela, que podemos usar para navegar pelas camadas geradas pelo processo de fatiamento. Selecione uma camada e note a parte branca que aparece à direita do modelo. O que a impressora SLA vai fazer é projetar essa parte branca como uma imagem na resina, com luz ultravioleta, por 8s para cada camada (como você pode conferir na aba Print da janela Settings).

Na parte direita da tela, vemos algumas estatísticas da impressão 3D: volume de resina da peça, peso, preço estimado e tempo de impressão. Na parte superior da janela, clique no segundo botão da direita para a esquerda: essa é a opção Hollow, que transforma um modelo sólido numa peça oca, que gastará muito menos material para ser impressa. Em Wall Thickness, podemos configurar a espessura desejada da parede do objeto oco em mm. Clicando em Slice, o fatiamento é feito novamente pelo Chitubox e você pode ver uma redução de 67% no uso de material, em g.

No Chitubox, uma vez feito o fatiamento, o botão Save aparece na coluna da direita. Clique nele para salvar o arquivo no formato apropriado para a impressora (note que no caso de impressoras SLA, esse formato não é o G-Code) e copie o arquivo para o cartão de memória.

Tanto no caso das impressoras SLA como FDM, para iniciar a impressão 3D de fato, basta inserir o cartão de memória no equipamento e “pressionar play”. No entanto, precisamos realizar alguns passos simples antes iniciar a impressão. Primeiramente, é importante que a mesa de impressão esteja nivelada. Não cobrimos esse processo neste artigo, mas uma busca rápida pela internet te levará a ótimos tutoriais sobre como nivelar sua mesa de impressão.

Iniciando a Impressão 3D

Para impressoras FDM, temos ainda alguns passos adicionais (impressoras de resina são mais simples neste aspecto específico), e como este artigo parte do princípio de que você está iniciando na impressão 3D, vamos mostrar o processo de colocação do filamento no extrusor. É necessário aquecer o bico de extrusão, para que ele derreta o plástico. Para fazer isso na Ender 3, pressione o botão giratório para acessar o menu. Selecione Temperature, pressione o botão e selecione Nozzle (bico em inglês). Ajuste a temperatura de acordo com o material que você vai usar, por exemplo, selecionamos 200 graus Celsius para PLA.

Utilize novamente o botão giratório para voltar para Main, clique, selecione Info Screen e clique novamente. Na parte superior esquerda, é exibida a temperatura alvo do bico, e mais abaixo, a temperatura corrente (note que ela aumentará progressivamente). No lado direito, é mostrada a temperatura da mesa. Acesse novamente o menu, selecione Temperature e, agora, Bed, para configurar a temperatura da mesa. Configuramos 63 graus Celsius, já que estamos utilizando PLA.

Uma vez que o bico tenha sido aquecido à temperatura alvo, pegue a ponta solta do seu filamento e, com um alicate de corte, faça um chanfro (isso facilitará a inserção do filamento no bico) e posicione o carretel no suporte apropriado da impressora. O extrusor possui uma alavanca com mola; acione essa alavanca para que o filamento possa correr livremente e vá inserindo-o com a mão. Num determinado momento, você sentirá uma resistência ao movimento de inserção, o que significa que o filamento alcançou o bico e está sendo derretido e extrudido. Dê uma olhada no bico, e você deverá ver um pouco de material saindo por lá. Isso significa que sua impressora já está pronta para apertar aquele botão Play, portanto, tire essa pequena porção de material extrudido com uma pinça ou alicate e coloque o equipamento para fazer a impressão 3D!

Acesse novamente o menu, selecione Int. Media e clique o botão. Selecione Print from media e clique. Você verá na tela os arquivos que se encontram no cartão de memória, dentre eles, o que você acabou de gerar no fatiador. Selecione o arquivo e clique, selecione Print e clique. Pronto! Sua mesa de impressão começará a se aquecer e, assim que atingir 63 graus Celsius, a impressão 3D começará!

Os modelos 3d para baixar

Já sabemos características básicas de impressão 3D, equipamentos e softwares. No entanto, onde obter modelos (os arquivos de extensão .stl) para impressão? Um dos sites mais utilizados para isso é o Thingiverse. O site possui uma imensa coleção de arquivos .stl para download, muitos deles gratuitos. Basta selecionar um dos modelos do site e clicar em Download All Files. Veja aqui os principais sites para baixar modelos 3d.

Ufa! Passamos por muitos passos aqui, e isso é apenas o básico. Como pode ver, o mundo da impressão 3D é enorme, e tempo e dedicação te levarão a fazer melhor proveito dessa tecnologia. Esperamos que este artigo tenha sido informativo para você! Boas impressões, e continue nos acompanhando para se manter informado no mundo da impressão 3D. Um abraço!

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