Filamentos para impressão 3D: o que você precisa saber

Não restam dúvidas sobre o uso da impressora 3D nas mais diversas áreas de atuação: seja na saúde, na engenharia, no design ou no campo da pesquisa acadêmica, a impressão 3D vem se convertendo em um facilitador de processos. Ela otimiza tempo, produz peças e ferramentas mais baratas e permite uma riqueza de detalhes impressionante.  

Ainda que a execução feita em uma impressora 3D possa ser feita utilizando insumo de materiais como areia, metal, resina plástica e cerâmica, a maioria dos equipamentos utiliza filamentos para impressão 3D. O que são, quais suas características e aplicações é o que você saberá hoje, nesse artigo.   

Afinal de contas, o que são filamentos para impressão 3D?

Os filamentos para impressão 3D são materiais especiais produzidos para que impressoras baseadas no método FDM possam imprimir objetos tridimensionais. Eles costumam ser constituídos de termoplásticos e são, para uma impressora 3D, o mesmo que um cartucho de tinta é para a impressora inkjet. Vem em diversas cores e tipos, com alguns desses tipos mais exóticos (como no caso do filamento fotossensível). Comercializados em rolos de 1,75 mm e 3 mm de espessura, eles são derretidos e expelidos pelo extrusor. Dessa forma, a impressora consegue criar a forma tridimensional das peças.

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Principais materiais de filamentos

ABS

Os filamentos para impressão 3D de acrylonitrile butadiene styrene (ou acrilonitrila butadieno estireno, em português) são feitos a partir do petróleo, eles possuem alta resistência e durabilidade, normalmente são indicados para a construção de peças que tendem a sofrer impactos mecânicos, e prototipagens industriais. O ABS é fácil de ser encontrado e o seu uso é feito com o auxílio de uma mesa aquecida entre 95ºC e 120ºC. Já o extrusor deve estar aquecido entre 225ºC e 240ºC. Durante a impressão, ele pode liberar alguns gases, o que traz incômodo para algumas pessoas. Se esse for o seu caso, procure imprimir em locais bem ventilados.

Também é necessário ficar atento ao processo de warp, quando o material acaba encolhendo e passando pelo descolamento de algumas camadas. Provavelmente o material mais antigo utilizado em impressoras 3D, ele possui um uso complexo. Antes da impressão, é necessário efetuar ajustes no equipamento para que a peça tenha as definições corretas. Entretanto, os itens criados com ABS possuem maior resistência à temperatura, maior força e vida útil mais longa do que aqueles feitos com PLA.

PLA

O ácido poliático (ou polylactic acid, em inglês), é um material mais eco-friedly que o ABS, por ser biodegradável e de origens vegetais, de modo renovável. Ele não necessita de uma mesa aquecida para impressão e tão menos de altas temperaturas para a extrusão. Outra vantagem está nos gases emitidos durante o processo de impressão. Eles não possuem o cheiro de plástico queimado, e emitem pouco aroma no ambiente.

Normalmente utilizado para a criação de objetos de protótipos, maquetes, acessórios personalizados, modelos para validação de design, o PLA pode gerar peças de grande complexidade. Mas o principal diferencial desses filamentos para impressão 3D em relação ao ABS é a impressão de peças de grandes volumes, sem a necessidade de um gabinete aquecido. Além disso, ele também possui um tempo maior de resfriamento e, em função disso, as impressoras otimizadas para trabalhar com o PLA possuem uma ventoinha direcional para rapidamente resfriar o material e permitir a impressão da próxima camada. Durante o acabamento, o filamento derivado de amido vegetal também é mais difícil de ser lixado e colado que o ABS. Quem tiver paciência para executar um bom trabalho nessa etapa, terá um produto mais brilhante e suave do que aqueles feitos com ABS. Além disso, o PLA permite que produtos tenham cores translúcidas mais detalhadas e com maior fidelidade.

Leia também: Qual filamento para impressora 3D devo escolher?

Filamento Flexível

Diferente da maioria dos filamentos que costumam buscar resistência e rigidez, existe também filamentos cujo intuito é oferecer maleabilidade e flexibilidade, ideal para juntas, acessórios e peças que requerem movimentação no geral. Um exemplo deste material é o Makerbot Flexible Filament, que possuí como peculiaridade o fato de ser moldável sob o uso de água quente, com isto é possível moldar sua impressão para alcançar um novo formato. Esta maleabilidade trás horizontes interessantes para o ciclo de desenvolvimento de produtos, permitindo uma maior liberdade de criação. O material é baseado em poliéster e portanto seu ponto de extrusão é significantemente mais baixo do que o dos filamentos plásticos, isto adiciona um cuidado extra a ser tomado na impressão, mas com esta vem um resultado moldável, descartando a necessidade de várias iterações de um protótipo por exemplo.

Um outro exemplar de grande nome é o chamado NinjaFlex da NinjaTek. Diferente do último exemplo não necessita de um agente externo para “ativar” sua flexibilidade e é portanto um material de grande versatilidade (flexível) e pode ser empregado em uma infinidade de funções, como é o caso nas juntas da Flexy-Hand 2 (que inclusive a Wishbox já fez), em peças que precisam de movimentação mais livre, selamentos no geral e até mesmo em capas para celular customizadas, como podemos observar abaixo:

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Filamento Solúvel

Auxiliado de uma impressora com duas extrusoras e um outro filamento, o filamento solúvel é utilizado convencionalmente para criar suportes que são facilmente removíveis na água. Isto é de prima importância principalmente na confecção de peças que requerem um nível maior em detalhe, detalhe este que poderia ser comprometido com suportes no material original da impressão, este filamento é considerado por muitos um material de uso avançado, recomendado para usuários mais experientes na área por geralmente necessitar de ajustes em software para operar corretamente. Um exemplo deste filamento é o Makerbot Soluble Filament, que pode ser dissolvido em limoneno, um solvente cítrico e não tóxico extraído de cascas de laranja.

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Qual filamento se adapta melhor ao seu projeto?

Bem, não existe uma resposta definitiva quanto à quais tipos de filamentos para impressão 3D são considerados os melhores, isto se deve ao fato de que cada material possui propriedades únicas que torna viável (e uma decisão inteligente) empregar praticamente todo tipo de filamentos, de acordo com cada projeto.

O PLA é ideal para a maioria das impressões que não possuam diversas peculiaridades, como requerer uma resistência muito elevada ou resistir a grandes temperaturas por uma elevada extensão de tempo, dito isto, possuí como seus maiores atrativos a sua facilidade de impressão, sua taxa de sucesso de impressão (apesar de variar com a experiência do usuário, o PLA tende a obter o resultado esperado com maior facilidade) e o fato de ser suportado por toda máquina FDM no mercado, o que ainda lhe confere diversas variações de filamento, entre uma vasta seleção de cores à até mesmo os filamentos compósitos, que são filamentos que são “mesclados” com outro material, lhe conferindo uma nova propriedade.

Já os filamentos em ABS são ideais para a impressão de objetos que serão utilizados diversas vezes aplicando força (como é o caso com ferramentas e utensílios que devem resistir à temperaturas acima de 60º por períodos estendidos), eles possuem mais requisitos para serem empregados porém, como mesa aquecida por exemplo, e necessitam de certo expertise para garantir uma impressão de qualidade. O mesmo vale para a estrutura do local de impressão: ela deve ser ventilada o bastante para que os gases do processo não prejudiquem a saúde de quem opera a máquina, mas não o bastante para causar mudanças bruscas de temperatura, que podem causar defeitos nas peças, como envergaduras ou mudanças de volume assimétricas.

A próxima revolução da tecnologia

Impressoras 3D são equipamentos complexos. Ao optar por um filamento impróprio ao seu projeto, a sua impressão pode acabar não tendo o resultado esperado. Os mais populares são os de ABS e PLA, que são adequados à maioria das situações, apesar de também haver áreas de aplicação interessantes para filamento flexível. Além disso, existem materiais novos adentrando no mercado, como é o caso do filamento que simula vidro, filamento com madeira, ferro, nylon, dentre outros.

Qual foi sua experiência ao utilizar os filamentos para impressão 3D que citamos? Que filamentos você gostaria de testar? Conte pra gente!