As impressoras 3D de consumo não estão mais restritas a filamentos ABS e PLA. A popularidade da tecnologia de manufatura aditiva levou ao influxo de muitos plásticos de engenharia. Embora o ABS e o PLA permaneçam populares, muitos entusiastas da impressão 3D mudaram para materiais mais novos.
Então, aqui está tudo o que você precisa saber sobre diferentes filamentos de impressão 3D e como escolher um para suas necessidades específicas.
Como escolher um filamento de impressão 3D
A impressão 3D é diferente da maioria dos hobbies comuns. Envolve robôs sofisticados criando objetos complicados usando materiais exóticos. Como todos os empreendimentos de engenharia avançada, a impressão 3D depende da capacidade dos usuários de ler e seguir as fichas técnicas. Saber dar sentido a esses documentos é fundamental para saber qual filamento de impressão 3D usar para aplicações específicas.
Não há necessidade de se preocupar com isso se suas necessidades de impressão 3D estiverem restritas a impressões cosméticas, porque o PLA é tudo o que você precisará. A impressão de peças funcionais, no entanto, precisa de uma compreensão de vários parâmetros de filamento, como resistência à tração, tenacidade/flexibilidade, resistência ao calor, durabilidade, fluência e deformação.
Então, quais são os melhores filamentos de impressão 3D, e quando você deve usar um sobre o outro?
1. PLA (Ácido Polilático)
O ácido polilático é para a impressão 3D o que as rodinhas são para as bicicletas. É incrivelmente fácil imprimir até mesmo nas impressoras 3D mais baratas. Com temperaturas de impressão começando tão baixas quanto 180°C, você não precisa de um hot end todo em metal para imprimir este filamento com segurança. O PLA nem sequer requer uma cama aquecida, desde que a temperatura ambiente seja mantida acima de 20°C.
O material praticamente não se deforma e pode se unir muito bem se você fornecer resfriamento adequado das peças. Não tem certeza do que todos esses termos significam? Confira nosso Guia de atualização do Ender-3 para saber mais sobre hot ends totalmente metálicos e segurança de impressoras 3D.
Conclusão: é incrivelmente difícil arruinar uma impressão PLA. Isso permite que os iniciantes aprendam gradualmente os muitos aspectos complicados da impressão 3D sem bater na parede de tijolos de falhas repetidas de impressão. Como iniciante, aderir ao PLA facilita a compreensão dos fundamentos da adesão ao leito, calibração da primeira camada, saliências e pontes. O PLA é a maneira ideal de testar os limites da impressão 3D sem precisar adivinhar a calibração da impressora e as configurações do slicer.
Propriedades do Filamento PLA
- Capacidade de impressão: Excelente
- Seleção de cores: Excelente
- Resistência ao calor: Pobre
- Resistência à tracção: Excelente
- Dureza: Pobre
- Resistência UV: Excelente
- Resistência à umidade: Excelente
- Resistência à fluência: Pobre
Quando você deve usar o filamento de impressão 3D PLA?
O PLA é ótimo para impressões 3D cosméticas, mas não tanto para qualquer outra coisa. Apesar de sua alta resistência à tração, falta tenacidade porque o material é muito difícil de flexionar. Isso o torna quebradiço e suscetível a rachaduras em aplicações que exigem resistência ao impacto e flexão. Sua capacidade de impressão em baixa temperatura também se traduz em baixa resistência ao calor. As impressões em PLA deformam-se quando expostas à luz solar direta ou às condições do carro devido à baixa temperatura de transição vítrea do material de 57°C.
A tendência do PLA de se arrastar ou de se deformar permanentemente sob carga à temperatura ambiente o torna inviável para qualquer impressão funcional que use fixadores ou sirva a qualquer finalidade de suporte de carga. Consequentemente, a maioria dos entusiastas da impressão 3D migra para outros materiais depois de dominar as configurações do slicer e o ajuste da impressora 3D com o PLA.
2. PETG (Polietileno Tereftalato Glicol)
O PETG deve, idealmente, ser seu segundo desafio de filamento depois de dominar o PLA. É bastante semelhante ao plástico encontrado em garrafas de água e recipientes de alimentos, exceto pela adição de glicol para melhorar a impressão. PETG é melhor que PLA nos parâmetros mais importantes. É um pouco mais resistente, significativamente mais resistente ao calor, apresenta excelente resistência à fluência e, portanto, é adequado para impressão 3D funcional.
No entanto, também é um pouco mais difícil de imprimir. Isso não é totalmente ruim. Embora seja praticamente impossível para uma impressora bem ajustada atrapalhar as impressões PLA, acertar o PETG requer uma melhor compreensão do software de fatiamento e da calibração da primeira camada. Isso torna o filamento uma maneira segura de aprender esses conceitos, que são vitais para dominar outros filamentos de impressão 3D tecnicamente desafiadores.
O PETG também é bastante higroscópico, portanto, é necessário secá-lo antes da impressão se você mora em uma área úmida. As impressões em si não são propensas à absorção de umidade, mas um filamento úmido causará problemas de extrusão e qualidade de impressão. O material pode se unir permanentemente à maioria Superfícies de impressão 3D se a primeira camada for impressa muito perto da superfície de construção.
A natureza pegajosa e viscosa do filamento fundido também o torna uma má escolha para pontes e saliências íngremes. No entanto, isso também se traduz na melhor adesão da camada, apesar de sua baixa temperatura de impressão.
Propriedades do Filamento PETG
- Capacidade de impressão: Bom
- Seleção de cores: Bom
- Resistência ao calor: Média
- Resistência à tracção: Bom
- Dureza: Bom
- Resistência UV: Excelente
- Resistência à umidade: Pobre
- Resistência à fluência: Bom
Quando você deve usar o filamento de impressão 3D PETG?
PETG é o compromisso perfeito entre PLA e os filamentos ABS muito superiores. Embora não tenha a resistência à temperatura mais alta do ABS, ainda é bom o suficiente para impressões a serem usadas ao ar livre ou em interiores de carros. Também é consideravelmente mais resistente que o PLA e ideal para aplicações onde a resistência ao impacto é desejada. A resistência do PETG à fluência também o torna ideal para impressões funcionais e componentes de impressora 3D.
3. TPE/TPU/TPC (elastômero termoplástico/poliuretano/copoliéster)
O TPE compreende vários plásticos com propriedades semelhantes à borracha. Tais filamentos são usados em aplicações onde a flexibilidade é desejada. Os filamentos flexíveis regulares comercializados como TPE estão disponíveis em várias durezas Shore, o que é uma medida de flexibilidade. Na verdade, o TPE incorpora uma ampla categoria de filamentos, incluindo TPU à base de uretano, que é um pouco mais rígido para melhorar a capacidade de impressão. TPC é uma variante à base de copoliéster com melhor resistência ao calor, UV e agentes químicos.
A impressão com TPE e suas variantes é um desafio devido à flexibilidade inerente do filamento. Esses filamentos são particularmente difíceis de imprimir com extrusoras Bowden, pois a falta de rigidez dificulta a passagem do filamento pelo bocal. Portanto, extrusoras de acionamento direto, com um caminho de filamento curto entre as engrenagens da extrusora e o bico, são recomendados para impressão confiável.
A tendência do filamento para comprimir e alongar também torna as retrações não confiáveis. Isso leva a um encadeamento excessivo nas impressões, o que requer experiência para mitigar. Recomenda-se também imprimir esses filamentos flexíveis em leito não aquecido, preferencialmente com um agente desmoldante, como cola em bastão ou spray de cabelo. A falha em fazer isso geralmente resulta na aderência permanente das impressões à superfície de construção.
Propriedades do filamento TPE
- Capacidade de impressão: Média
- Seleção de cores: Média
- Resistência ao calor: Média
- Resistência à tracção: Média
- Dureza: Excelente
- Resistência UV: Bom
- Resistência à umidade: Pobre
- Resistência à fluência: Bom
Quando você deve usar o filamento de impressão 3D TPE/TPU/TPC?
Esses filamentos flexíveis são excelentes em aplicações onde a resistência ao impacto, dobrabilidade, desgaste e aderência são mais desejáveis do que a rigidez. TPE e TPU são usados regularmente para gaxetas de impressão 3D, capas de telefone e pulseiras para dispositivos vestíveis. O TPC é uma alternativa mais cara que oferece resistência adicional à temperatura e química adequada para ambientes agressivos.
4. ABS (Acrilonitrila Butadieno Estireno)
O ABS, em seu avatar moldado por injeção, é encontrado na maioria dos produtos de consumo na forma de painéis de automóveis e aparelhagem, brinquedos, conexões de tubos e como o chassi da maioria dos bens de consumo duráveis. Não surpreendentemente, sua familiaridade, preço e disponibilidade o tornaram o material de escolha para a indústria de impressão 3D comercial. É um material fantástico com uma relação preço-desempenho inigualável e boa resistência ao calor.
Sua resistência ao calor o torna incompatível com os hot ends baratos revestidos de PTFE. A maioria dos filamentos de ABS requer temperaturas de bico em torno de 250°C. Isso torna obrigatórias as extremidades quentes de metal para impressão segura. O filamento também libera VOCs (compostos orgânicos voláteis) prejudiciais, como o estireno, que são conhecidos por impactar negativamente a saúde. Saiba como o ABS se compara ao PLA em nosso ABS vs. Comparação de PLA.
A tendência do filamento ABS de deformar dificulta a impressão, a menos que você possua uma impressora com um gabinete aquecido, como o Série Voron de impressoras 3D DIY. A delaminação, adesão ao leito e deformação são problemas persistentes em impressões ABS grandes em impressoras não fechadas. Dito isto, a maioria das misturas de filamentos ABS modernos imprimem bem, desde que você mantenha o volume de construção fechado e use a cama aquecida como uma fonte de calor passiva. Os filamentos compostos ABS reforçados com fibra de carbono e fibra de vidro atenuam em grande medida esses problemas.
Propriedades do Filamento ABS
- Capacidade de impressão: Média
- Seleção de cores: Média
- Resistência ao calor: Bom
- Resistência à tracção: Bom
- Dureza: Bom
- Resistência UV: Média
- Resistência à umidade: Bom
- Resistência à fluência: Excelente
Quando você deve usar o filamento de impressão 3D ABS?
O ABS apresenta boa resistência à tração e tenacidade, o que o torna ideal para impressões funcionais e até mesmo algumas aplicações de engenharia. O material pode ser usado em aplicações de alta temperatura, como componentes hot end de impressora 3D e impressões funcionais para interiores de automóveis. Qualquer cenário de engenharia que exija resistência ao calor, impacto e desgaste pode ser atendido de forma barata com o ABS.
5. ASA (acrilonitrila estireno acrilato)
ASA é uma forma modificada de ABS que é mais fácil de imprimir e apresenta uma resistência melhorada aos raios UV. Impressões grandes em ASA são mais fáceis graças à sua tendência a deformar menos que o ABS. A maioria dos filamentos ASA também tende a liberar menos VOCs durante a impressão.
E tudo isso é alcançado mantendo a força, tenacidade e resistência à temperatura comparável ao ABS. Não vemos razão para escolher o ABS se você puder pagar o pequeno prêmio comandado pelos filamentos ASA.
Propriedades do Filamento ASA
- Capacidade de impressão: Bom
- Seleção de cores: Média
- Resistência ao calor: Bom
- Resistência à tracção: Bom
- Dureza: Bom
- Resistência UV: Excelente
- Resistência à umidade: Bom
- Resistência à fluência: Excelente
Quando você deve usar o filamento de impressão 3D ASA?
O ASA pode ser usado para as mesmas aplicações que o ABS, com a versatilidade adicional de manter a durabilidade e a integridade da cor, apesar da forte exposição à luz solar.
6. PA (poliamida ou nylon)
A poliamida, mais conhecida como sua marca Nylon, é encontrada em bens de consumo duráveis na forma de engrenagens, dobradiças e componentes - basicamente em qualquer aplicação que exija extrema resistência ao desgaste, baixo atrito, excelente tenacidade e algum grau de tolerância à temperatura. O PA é indispensável em processos de impressão 3D sinterizados em pó empregados em impressoras 3D SLS comerciais.
O nylon também existe no espaço de impressão 3D FDM em várias misturas, oferecendo diferentes compromissos entre resistência ao calor, tenacidade, durabilidade e resistência à fluência. Este último é importante porque o material exibe uma tendência à fluência pelo calor em seu estado natural. Portanto, a maioria das aplicações de engenharia requer PA misturado com fibra de carbono ou vidro para melhorar a resistência à tração, resistência à fluência e tolerância à temperatura.
A alta temperatura de transição vítrea do material e uma tendência inata de deformar dificultam a impressão em impressoras baratas e não fechadas. Além disso, a tendência crônica do PA de absorver umidade requer secadores de filamentos que possam manter de forma confiável as temperaturas da câmara de 80°C. De fato, a impressão bem-sucedida também exige que o filamento seja encaminhado através de uma caixa seca durante a impressão. É um grande filamento de engenharia que exige uma impressora capaz e um operador experiente.
Propriedades do Filamento PA
- Capacidade de impressão: Pobre
- Seleção de cores: Pobre
- Resistência ao calor: Bom
- Resistência à tracção: Bom
- Dureza: Excelente
- Resistência UV: Média
- Resistência à umidade: Pobre
- Resistência à fluência: Média
Quando você deve usar o filamento de impressão 3D PA?
As impressões PA funcionais funcionam bem como peças mecânicas, como engrenagens, dobradiças e alavancas. O material também é resistente o suficiente para ser usado na fabricação de ferramentas e protótipos personalizados que exigem peças de malha fortes sujeitas a atrito e impacto. Várias misturas de fibra de vidro e fibra de carbono também podem ser usadas para modificar a rigidez e a flexibilidade do material para atender a diferentes demandas de engenharia.
6. PC (policarbonato)
O PC é um dos filamentos de impressão 3D mais fortes acessíveis às impressoras 3D de consumo. Quão forte, você pergunta? Bem, o material é usado para fabricar tudo, desde vidro à prova de balas até copas de caças. O PC pode suportar temperaturas de até 110°C, com algumas misturas até superando esse número impressionante.
O PC tem a distinção única de exibir alta resistência à tração e, ao mesmo tempo, ser extremamente resistente a impactos. Isso lhe dá a distinção de se destacar em aplicações onde até o Nylon fica aquém. No entanto, essas propriedades físicas tornam o PC difícil de imprimir. Não é incomum que algumas misturas de PC exijam temperaturas do bico de 300°C, com o leito aquecido mantido acima de 100°C.
O material também é propenso a deformação excessiva e só adere bem a superfícies de construção de policarbonato ou fita de poliimida. No entanto, como o Nylon, o PC está disponível em várias misturas, tornando-o mais imprimível.
Propriedades do filamento de PC
- Capacidade de impressão: Pobre
- Seleção de cores: Pobre
- Resistência ao calor: Excelente
- Resistência à tracção: Excelente
- Dureza: Excelente
- Resistência UV: Excelente
- Resistência à umidade: Pobre
- Resistência à fluência: Excelente
Quando você deve usar o filamento de impressão 3D do PC?
O PC é empregado em várias aplicações industriais, automotivas e elétricas, especialmente aquelas que exigem alta resistência e resistência à temperatura. A clareza óptica inerente do material também o torna ideal para impressões transparentes, desde que a espessura da parede seja mínima.
Escolha seu filamento de impressão 3D com sabedoria
Agora que você tem um meio prático de comparar várias propriedades físicas e parâmetros de desempenho de filamentos, escolher o correto é uma questão de avaliar quais parâmetros são mais adequados para o seu formulários.
Se você é novo na impressão 3D, recomendamos começar com PLA e se graduar em PETG antes de assumir materiais mais desafiadores, como ABS e Nylon.