Existem muitos parâmetros a ter em conta para garantir o sucesso da sua impressão 3D. As impressoras 3D FDM ou FFF utilizam bicos para extrusão de filamentos para fabricar suas peças 3D. Aqui veremos o essencial do que você precisa saber sobre bicos de impressão 3D.
Materiais para bicos de impressora 3D
bicos de latão
Os bicos de latão são os bicos mais utilizados na impressão 3D porque são baratos e podem ser usados com a maioria dos filamentos como PLA, ABS, ASA, PETG, nylon etc…
Os bicos de latão também são ideais porque o latão tem uma condutividade térmica muito boa, mas se desgasta rapidamente e, portanto, não é recomendado o uso de bicos de latão para imprimir filamentos abrasivos, como filamentos carregados com fibras de carbono.
Temperatura máxima dos bicos de latão: 300°C
Vantagens dos bicos de latão:
Desempenho térmico e preço baixo
Desvantagens bicos de latão:
Baixa resistência ao desgaste e não adequado para materiais abrasivos
Bicos de aço inoxidável
Os bicos de aço inoxidável permitem a impressão 3D de filamentos corrosivos (não confundir com abrasivos) e também a impressão de peças para a área alimentícia ou médica, pois os bicos de aço inoxidável não contêm chumbo como os bicos de latão. Eles também são adequados para filamentos abrasivos para pequenos usos.
Permitem também um bom compromisso em termos de preço entre latão e aço temperado.
Como o aço inoxidável tem uma condutividade térmica menor que o latão, você precisará aquecer um pouco mais o bico. Também é preferível diminuir ligeiramente a velocidade de impressão para uma utilização ideal.
Temperatura máxima dos bicos de aço inoxidável: 350°C
Vantagens dos bicos de aço inoxidável:
Melhor resistência ao desgaste que o latão e pode ser usado para filamentos de alimentos
Desvantagens dos bicos de aço inoxidável:
Menor condutividade térmica do que os bicos de latão e menor resistência ao desgaste do que os bicos de aço endurecido.
Bicos de cobre niquelado
O cobre é um metal com altíssima condutividade térmica. Comparado a um bico de latão, o cobre oferece três vezes mais condutividade. O cobre oferece melhor estabilidade de temperatura durante a impressão e a proteção de níquel reduz a aderência do filamento dentro do bocal. Os bicos de cobre niquelados também atingem temperaturas de impressão de 500°C.
Temperatura máxima dos bicos de cobre/níquel: 500°C
Vantagens dos bicos de cobre/níquel:
Alta condutividade térmica, versatilidade, resistência ao desgaste superior aos bicos de latão.
Desvantagens dos bicos de cobre/níquel:
Dureza inferior à do aço endurecido e não é adequado para uso regular com filamentos abrasivos
Bicos de aço temperado
Os bicos de aço endurecido permitem a impressão de filamentos carregados, como filamentos com fibras de vidro, fibras de carbono ou fibras de Kevlar. Os bicos de aço endurecido têm dez vezes a resistência de um bico de latão.
O aço tem baixa condutividade térmica, será necessário aumentar a temperatura de impressão.
Temperatura máxima de um bico de aço temperado: 500°C
Vantagens dos bicos de aço temperado:
Alta resistência ao desgaste e durabilidade com filamentos abrasivos
Desvantagem dos bicos de aço temperado:
A baixa condutividade térmica e a qualidade de impressão podem diminuir
Bicos de Rubi
Os bicos Ruby, cuja ponta do bico é feita de rubi, oferecem uma resistência ao desgaste muito elevada e uma condutividade térmica muito boa graças ao seu corpo em latão.
O bocal rubi com corpo em latão é um bocal muito interessante para filamentos abrasivos oferecendo uma relação condutividade térmica/durabilidade muito boa.
Temperatura máxima do bico rubi: 500°C
Vantagens dos bicos de rubi:
Boa condutividade térmica, alta resistência ao desgaste e resistência a altas temperaturas de impressão.
Desvantagens dos bicos de rubi:
Preço Alto
Os diâmetros dos bicos de impressão 3D
Existem bicos de impressão 3D com diferentes diâmetros de 0,2 mm a 1,2 mm. Essas diferenças de diâmetro permitirão impressões com diferentes precisões e velocidades de impressão.
Bicos de 0,2 a 0,4 mm
Os bicos de pequeno diâmetro permitem impressões 3D com muito boa precisão. A desvantagem é que os bicos de pequeno diâmetro são usados com alturas de camada baixas para aumentar a qualidade de impressão, o que aumentará o tempo de impressão, embora este parâmetro também dependa das configurações do seu software de fatiamento.
Bicos de 0,5 e 0,6 mm
Os bicos com diâmetro de 0,5 e 0,6mm permitem resultados satisfatórios em termos de qualidade de impressão e também economizam tempo de impressão.
Bicos de 0,8 mm
Bicos com diâmetro de saída igual ou superior a 0,8mm permitem impressões mais rápidas mas levam a uma diminuição na precisão dos detalhes das suas impressões 3D.
Estes bicos de grande diâmetro destinam-se a impressão 3D de grandes volumes e não têm o objetivo de fabricar peças estéticas.
O caso dos bicos Volcano e Super Volcano
Os bicos do tipo Volcano ou super Volcano são bicos mais longos e seu design permite que uma maior quantidade de filamento seja aquecida e, portanto, sejam usados com velocidades de impressão mais rápidas do que os bicos padrão.
euAlturas das camadas em função do diâmetro do bico
Para fazer uma peça sólida é necessário que a adesão entre as camadas seja perfeita.
Para fazer isso, você precisa calcular a altura mínima ou máxima da camada dependendo do diâmetro do seu bico.
A regra é muito simples, a altura mínima da camada é 25% do diâmetro do bico e a altura máxima da camada é 80%.
Exemplo para um bico de 0,4 mm de diâmetro:
Altura máxima da camada: 0,4 x 0,8 mm = 0,32 mm
Altura mínima da camada: 0,4 x 0,25 mm = 0,1 mm
A espessura da casca das impressões 3D
A espessura da casca (contorno, camadas sólidas superiores e camadas sólidas inferiores) da sua impressão 3D será necessariamente um múltiplo do diâmetro de saída do seu bico.
Para a maioria das aplicações 3D, uma espessura de casca de 0,8 mm será suficiente, ou seja, 2 contornos com um bico padrão de 0,4 mm de diâmetro. Mas se você usar um bico com diâmetro de 0,8 mm você economizará muito tempo de impressão porque o bico só precisará passar uma vez!
Para aplicações mecânicas é necessário utilizar uma espessura mínima de casca de 1,2 mm e brincar com a porcentagem de enchimento interno para obter a peça mais resistente possível.
Exemplo real de velocidade de impressão em função do diâmetro do bico, altura da camada e espessura da casca
Exemplo com um cubo de calibração 50x50x50mm
1é teste: bico padrão de 0,4 mm e espessura de camada de 0,2 mm (casca 0,8 mm) (Velocidade 40 mm/s) preenchendo 25%
Tempo de impressão 3D (Simplify 3D): 4 horas e 51 minutos
2º teste: bocal padrão de 0,8mm e espessura máxima de camada de 0,64mm
Tempo de impressão 3D (Simplify 3D): 56 minutos
3º teste: bico vulcão de 0,8 mm e espessura máxima de camada de 0,64 + velocidade aumentada em 50% ou 60 mm/s
Tempo de impressão 3D (Simplify 3D): 39 minutos