Você já se perguntou por que a tecnologia de impressão 3D está ganhando força e substituindo as tecnologias de fabricação tradicionais mais antigas?
Se você tentar listar os motivos pelos quais essa transformação está acontecendo, a lista certamente começará com a personalização. As pessoas buscam a personalização e estão menos interessadas na padronização.
E é devido a essa mudança no comportamento das pessoas e à capacidade da tecnologia de impressão 3D de satisfazer a necessidade de personalização, por meio da customização, que ela consegue substituir as tecnologias de fabricação tradicionalmente baseadas na padronização.
A flexibilidade é um fator oculto por trás da busca das pessoas por personalização. E o fato de existir material flexível para impressão 3D disponível no mercado, permitindo aos usuários desenvolver peças cada vez mais flexíveis e protótipos funcionais, é uma fonte de pura satisfação para alguns.
A moda impressa em 3D e as próteses de braço impressas em 3D são exemplos de aplicações em que a flexibilidade da impressão 3D deve ser valorizada.
A impressão 3D em borracha ainda é uma área em fase de pesquisa e desenvolvimento. Por enquanto, não dispomos de tecnologia de impressão 3D em borracha; até que a borracha se torne totalmente imprimível, teremos que nos contentar com alternativas.
E, de acordo com pesquisas, as alternativas mais próximas da borracha são os elastômeros termoplásticos. Existem quatro tipos diferentes de materiais flexíveis que analisaremos detalhadamente neste artigo.
Esses materiais flexíveis para impressão 3D são chamados de TPU, TPC, TPA e PLA macio. Começaremos apresentando uma breve descrição geral dos materiais flexíveis para impressão 3D.
Qual é o filamento mais flexível?
Escolher filamentos flexíveis para o seu próximo projeto de impressão 3D abrirá um mundo de possibilidades diferentes para as suas impressões.
Com o filamento flexível, você não só pode imprimir uma variedade de objetos diferentes, como também, se tiver uma impressora com extrusora dupla ou múltipla, pode imprimir coisas incríveis usando esse material.
Peças e protótipos funcionais, como chinelos personalizados, cabeças antiestresse ou simplesmente amortecedores de vibração, podem ser impressos usando sua impressora.
Se você está determinado a usar o filamento Flexi na impressão de seus objetos, certamente conseguirá tornar suas ideias o mais próximas possível da realidade.
Com tantas opções disponíveis hoje em dia neste campo, seria difícil imaginar o tempo que já passou na área da impressão 3D sem este material de impressão.
Para os usuários, imprimir com filamentos flexíveis, naquela época, era um verdadeiro pesadelo. O problema se devia a vários fatores que convergiam para um fato comum: esses materiais eram muito macios.
A maleabilidade do material flexível de impressão 3D tornava arriscado imprimi-lo com qualquer impressora; era necessário um equipamento realmente confiável.
A maioria das impressoras daquela época enfrentava o problema do efeito de filamento, então sempre que você empurrava algo sem rigidez através de um bico, o material dobrava, torcia e oferecia resistência.
Qualquer pessoa que esteja familiarizada com o processo de despejar linha de uma agulha para costurar qualquer tipo de tecido pode se identificar com esse fenômeno.
Além do problema do efeito de compressão, a fabricação de filamentos mais macios, como o TPE, era uma tarefa hercúlea, especialmente com boas tolerâncias.
Se você considerar uma baixa tolerância e iniciar a fabricação, há chances de que o filamento produzido apresente detalhes inadequados, entupimentos e problemas no processo de extrusão.
Mas as coisas mudaram. Atualmente, existe uma variedade de filamentos flexíveis, alguns com propriedades elásticas e diferentes níveis de flexibilidade. PLA, TPU e TPE flexíveis são alguns exemplos.
Dureza da costa
Este é um critério comum que você pode ver mencionado pelos fabricantes de filamentos junto ao nome de seu material de impressão 3D.
A dureza Shore é definida como a medida da resistência que um material possui à indentação.
Essa escala foi inventada no passado, quando as pessoas não tinham nenhuma referência ao falar sobre a dureza de qualquer material.
Assim, antes da invenção da escala de dureza Shore, as pessoas precisavam usar suas experiências para explicar a dureza de qualquer material com o qual tivessem experimentado, em vez de mencionar um número.
Essa escala torna-se um fator importante ao considerar qual material de molde escolher para a fabricação de uma parte de um protótipo funcional.
Por exemplo, ao escolher entre duas borrachas para fazer um molde de gesso de uma bailarina em pé, a dureza Shore indicaria que uma borracha com dureza Shore 70A é menos adequada do que uma borracha com dureza Shore 30A.
Normalmente, ao lidar com filamentos, você saberá que a dureza Shore recomendada para um material flexível varia de 100A a 75A.
Nesse contexto, é óbvio que o material flexível para impressão 3D com dureza Shore 100A será mais duro do que aquele com dureza 75A.
O que levar em consideração ao comprar um filamento flexível?
Existem vários fatores a serem considerados na compra de qualquer filamento, não apenas os flexíveis.
Você deve começar por um ponto central que seja o mais importante para você, algo como a qualidade do material que resultará em uma parte esteticamente agradável de um protótipo funcional.
Então você deve pensar na confiabilidade da cadeia de suprimentos, ou seja, o material que você usa uma vez para impressão 3D deve estar continuamente disponível; caso contrário, você acabará usando um estoque limitado de material para impressão 3D.
Após considerar esses fatores, você deve pensar em alta elasticidade e uma ampla variedade de cores. Afinal, nem todo material flexível para impressão 3D estará disponível na cor desejada.
Após considerar todos esses fatores, você pode levar em conta o atendimento ao cliente e o preço da empresa em comparação com outras empresas do mercado.
A seguir, listaremos alguns dos materiais que você pode escolher para imprimir uma peça flexível ou um protótipo funcional.
Lista de materiais flexíveis para impressão 3D
Todos os materiais mencionados abaixo possuem algumas características básicas, como flexibilidade e maciez. Apresentam excelente resistência à fadiga e boas propriedades elétricas.
Possuem extraordinária capacidade de amortecimento de vibrações e resistência a impactos. Esses materiais demonstram resistência a produtos químicos e às intempéries, além de boa resistência a rasgos e abrasão.
Todos eles são recicláveis e possuem boa capacidade de absorção de impacto.
Requisitos da impressora para impressão com materiais flexíveis de impressão 3D
Existem algumas configurações padrão que você deve definir na sua impressora antes de imprimir com esses materiais.
A faixa de temperatura do extrusor da sua impressora deve estar entre 210 e 260 graus Celsius, enquanto a faixa de temperatura da mesa deve variar da temperatura ambiente até 110 graus Celsius, dependendo da temperatura de transição vítrea do material que você deseja imprimir.
A velocidade de impressão recomendada para materiais flexíveis pode variar de cinco milímetros por segundo a trinta milímetros por segundo.
O sistema de extrusão da sua impressora 3D deve ser de acionamento direto e recomenda-se o uso de um ventilador de resfriamento para um pós-processamento mais rápido das peças e protótipos funcionais que você fabrica.
Desafios na impressão com esses materiais
Claro, existem alguns pontos que você precisa levar em consideração antes de imprimir com esses materiais, com base nas dificuldades enfrentadas anteriormente pelos usuários.
-Sabe-se que os elastômeros termoplásticos são mal processados pelas extrusoras da impressora.
-Eles absorvem umidade, então espere que sua impressão aumente de tamanho se o filamento não for armazenado corretamente.
-Os elastômeros termoplásticos são sensíveis a movimentos rápidos, podendo sofrer deformações ao serem extrusados.
TPU
TPU significa poliuretano termoplástico. É muito popular no mercado, portanto, ao comprar filamentos flexíveis, é bem provável que você encontre esse material com mais frequência do que outros.
É famoso no mercado por apresentar maior rigidez e permitir uma extrusão mais fácil do que outros filamentos.
Este material possui resistência razoável e alta durabilidade. Apresenta um alto grau de elasticidade, na ordem de 600 a 700%.
A dureza Shore deste material varia de 60 A a 55 D. Possui excelente imprimibilidade e é semitransparente.
Sua resistência química à graxa e aos óleos naturais o torna mais adequado para uso com impressoras 3D. Este material possui alta resistência à abrasão.
Recomenda-se manter a temperatura da impressora entre 210 e 230 graus Celsius e a mesa de impressão entre a temperatura sem aquecimento e 60 graus Celsius ao imprimir com TPU.
A velocidade de impressão, como mencionado acima, deve estar entre cinco e trinta milímetros por segundo, enquanto que para a adesão à mesa, recomenda-se o uso de fita Kapton ou fita crepe.
A extrusora deve ser de acionamento direto e o ventilador de resfriamento não é recomendado, pelo menos para as primeiras camadas desta impressora.
TPC
A sigla significa copolímero termoplástico. Quimicamente, são ésteres de poliéter que possuem uma sequência alternada de comprimento aleatório de glicóis de cadeia longa ou curta.
Os segmentos rígidos desta parte são unidades de éster de cadeia curta, enquanto os segmentos flexíveis são geralmente poliéteres alifáticos e poliésteres glicóis.
Como esse material flexível para impressão 3D é considerado um material de nível de engenharia, não é algo que você veja com tanta frequência quanto o TPU.
O TPC possui baixa densidade, com uma faixa elástica de 300 a 350%. Sua dureza Shore varia de 40 a 72 D.
O TPC apresenta boa resistência a produtos químicos e alta resistência mecânica, com boa estabilidade térmica e resistência à temperatura.
Ao imprimir com TPC, recomenda-se manter a temperatura entre 220 e 260 graus Celsius, a temperatura da mesa entre 90 e 110 graus Celsius e a velocidade de impressão na mesma faixa que para TPU.
TPA
O copolímero químico de TPE e Nylon, denominado Poliamida Termoplástica, é uma combinação da textura lisa e brilhante proveniente do Nylon com a flexibilidade, que é uma grande vantagem do TPE.
Possui alta flexibilidade e elasticidade, variando entre 370 e 497 por cento, com dureza Shore entre 75 e 63 A.
É excepcionalmente durável e apresenta imprimibilidade no mesmo nível que o TPC. Possui boa resistência ao calor, bem como boa adesão entre camadas.
A temperatura do extrusor da impressora durante a impressão com esse material deve estar na faixa de 220 a 230 graus Celsius, enquanto a temperatura da mesa de impressão deve estar na faixa de 30 a 60 graus Celsius.
A velocidade de impressão da sua impressora pode ser a mesma recomendada para impressão em TPU e TPC.
A adesão à mesa de impressão deve ser à base de PVA e o sistema de extrusão pode ser de acionamento direto ou Bowden.
Data da publicação: 10 de julho de 2023