Quem dá os primeiros passos nesse fantástico universo tridimensional, pode se surpreender com a quantidade de material para impressão 3D.

Afinal, existem diversos tipos de material para impressoras 3D, como em forma de pó, de resina líquida, de filamentos, entre outros, dependendo da tecnologia utilizada.

Dentre elas, a FDM (ou FFF) é uma das mais usadas no mundo — com 66% de adesão segundo relatório da 3D Hubs de 2018 — e tem os filamentos como principal insumo para a impressão.

Com as mais variadas composições, cores e pesos, os filamentos tornam possíveis criar peças incríveis em áreas diversas.

Neste artigo, vamos explicar a fundo o que são filamentos, quais os tipos e a sua importância para uma impressão 3D de qualidade.

Siga acompanhando para saber mais!

Para que serve uma impressora 3D?

Hoje em dia, a impressão 3D se popularizou muito e a tecnologia está acessível para os mais distintos públicos.

Assim, os equipamentos têm sido utilizados para criar maquetes, protótipos em geral e testes de produtos antes de encaminhar para a produção em massa.

As impressoras facilitaram muito esse processo, barateando e agilizando o que costumava ser caro e demorado.

Isso tornou possível comprar uma impressora 3D e realizar projetos mesmo para micro e pequenas empresas.

Para além dos protótipos, os equipamentos também têm sido utilizadas para produzir objetos personalizados, itens de vestuário, peças para outras máquinas, entre outros itens.

Como funciona uma impressora em 3D?

As impressoras 3D funcionam com uma mecânica relativamente fácil de entender.

Tudo começa pelo projeto 3D feito no computador em um Software CAD.

A próxima etapa é o processamento em uma Software de impressão 3D, que irá gerar os códigos de comando para a impressora 3D, de fato.

O filamento, por sua vez, é o insumo que será utilizado pela máquina.

É um material plástico em forma de fio próprio para impressoras 3D FDM.

Quando manipulado por temperatura, ele se funde em uma pasta que é então despejado sobre a mesa de impressão.

O objeto é construído em camadas, de baixo para cima, que segue as dimensões especificadas no projeto com precisão, e consumindo somente o material necessário.

O mercado de filamentos para impressão 3D

Os filamentos para impressão 3D são compostos de polímeros termoplásticos (plásticos que atingem um estado pastoso quando aquecidos) e são produzidos na forma de um fio contínuo que é enrolado em um carretel para venda.

Esse fio de plástico contínuo alimenta a impressora 3D e depois é derretido e expelido pelo extrusor, vindo a formar o objeto final.

Diâmetro

Os principais padrões na indústria de filamentos para impressão 3D são os diâmetros de 1,75 mm ou 2,85 mm de espessura, dependendo do padrão da impressora 3D a ser utilizada.

• Dica: Alguns fabricantes de filamentos não conseguem manter a constância no seu diâmetro ao longo de toda a extensão do fio. Você pode conferir isso auferindo o diâmetro com um paquímetro em diversos pontos. Se houver uma grande variação seu resultado final será comprometido!

Cores

Existe uma grande variedade de cores de filamentos para impressão 3D no mercado, sendo as mais comuns Branco, Preto, Cinza, Amarelo, Azul, Verde e Vermelho Laranja. Mas também existem outras como prata, dourado, cores pastéis, neon, translúcidas e por aí vai…

• Dica: Alguns fabricantes de filamentos não conseguem manter a mesma tonalidade da cor em lotes diferentes. Sendo assim, o branco que você comprar hoje, poderá não ser o mesmo branco de amanhã. Tome cuidado se você pretende trabalhar com um padrão nas suas impressões!

Peso

Os filamentos são embalados em forma de carretéis (rolos) e seu peso de comercialização, em geral, varia de 750g a 1kg, e em alguns casos, em carretel XXL que podem chegar a 5kg.

• Dica: Algumas marcas anunciam o peso total do produto, ou seja, o peso do filamento + o peso do carretel. Nesse caso, um insumo anunciado como 1kg pode conter apenas 950g, sendo 50g respectivas ao carretel, por exemplo. Importante é você saber pelo o que está pagando.

Tipos de filamentos para impressoras 3D

Agora, vamos trazer detalhes sobre os principais tipos de filamentos utilizados na impressão 3D.

Acompanhe as características, diferenciais e aplicações de cada um.

ABS

Os filamentos para impressão 3D de ABS – Acrilonitrila Butadieno Estireno (Acrylonitrile Butadiene Styrene, em inglês) são feitos a partir do petróleo.

Esse insumo é o mais antigo utilizado pela indústria para essas impressões 3D. Por ser derivado do petróleo emite um cheiro mais forte e é recomendado ser impresso em local ventilado.

Para imprimir filamento ABS, é necessário estar atento ao processo de warp (empenamento), quando o material encolhe e descola algumas camadas.

Para evitar que isso aconteça, nós da Wishbox indicamos manter a mesa de impressão sempre limpa e na temperatura indicada pelo fabricante.

Os itens impressos em ABS possuem boa resistência, durabilidade e são indicados para a construção de peças que possam sofrer impactos mecânicos.

Dados para utilização do ABS:

• Temperatura da mesa: Aquecida entre 95ºC e 120ºC.
• Temperatura do extrusor: Aquecido entre 225ºC e 240ºC.

PLA

O PLA – Ácido Poliático (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.

Dessa forma, tem uma tendência menor a entupir a extrusora ou sofrer um empenamento, o que é propício para impressão de grandes peças.

Além disso, uma outra vantagem do PLA é que não emite cheiro forte ou gases nocivos.

Por possuir um tempo maior de resfriamento, as impressoras otimizadas para trabalhar com esse insumo possuem uma ventoinha direcional, para rapidamente resfriar o material e permitir a impressão da próxima camada.

Outra característica do PLA é que permite que filamentos deste material tenham cores translúcidas, o que pode ser bom se você precisa de uma peça semi transparente..

O PLA possibilita peças bem detalhadas com ótima resolução, e que são mais brilhantes e do que as feitas com ABS, por exemplo.

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

TPU – Filamento Flexível

Diferente da maioria dos filamentos que costumam buscar resistência e rigidez, existem também filamentos TPU que são mais flexíveis.

Seu intuito é oferecer maleabilidade e flexibilidade, ideal para juntas, vedações e peças que requerem movimentação no geral.

Verifique a especificação shore de dureza do material para saber seu grau de maleabilidade.

No caso do TPU Ultimaker o shore é 95A.

Filamento Solúvel – PVA

A partir do uso de uma impressora 3D com duas extrusoras, o filamento solúvel é utilizado para criar suportes para o material principal.

Eles são facilmente removíveis dissolvendo-se na água, trazendo maior eficiência na confecção de peças detalhadas que poderiam ser comprometidas com suportes de material original da impressão.

Filamento destacável – Breakaway

O breakaway também é utilizado para impressão de suportes em uma impressora 3D com duas extrusoras.

É um material fácil de ser removido e não precisa de pós- processamento. Devido a essas propriedades, mantém um acabamento de qualidade na peça.

Filamentos de engenharia

Além dos insumos citados acima, existe hoje uma variedade maior (e crescente) de tipos de filamentos disponíveis para impressoras 3D de uso avançado.

Materiais já conhecidos pela indústria agora são possíveis para impressoras 3D, tal como PP (polipropileno), PC (policarbonato), Nylon e CPE (copoliéster).

Outra tendência do setor são os novos materiais com compostos de fibras, por exemplo os com carga de fibra de carbono ou fibra de vidro, que conferem suas propriedades à peça final.

Esses filamentos possuem propriedades específicas e são usados, em muitos casos, para aplicações finais, não apenas para protótipos.

Filamento PETG

Com nome oficial de Polyethylene Terephthalate, o PETG nada mais é do que aquele material que costumamos ver em garrafas de água e refrigerante.

Por conta das bebidas, inclusive, o PETG é copolímero mais conhecido e utilizado como filamento para impressão 3D.

Criado em 1941, o PET é um derivado do petróleo que veio para substituir as fibras de algodão até então utilizadas.

O PETG, por sua vez, surge pela copolimerização do PET.

Na impressão 3D, ele tem propriedades parecidas com o ABS: boa resistência ao calor e pressão, tendo como resultado da impressão um material duradouro e resistente.

Além disso, o PETG tem boa aderência e quase não deforma durante a impressão, o que faz dele muito mais estável do que o PET comum.

Outra variação desta família de material também pode ser encontrada no mercado como CPE.

Filamento de madeira

Conhecido como filamento de madeira, esse é um material que geralmente é produzido a partir de PLA com acréscimo de pó de madeira.

Na impressão 3D, ele é usado para criar peças decorativas com acabamento com aspecto de madeira.

O material apresenta uma forma rústica assim que sai da impressora, com uma variação nas tonalidades da madeira, o que garante um visual bem interessante ao objeto.

Sua finalidade é mesmo a estética. Importante destacar que a carga de madeira não confere resistência extra ao material e além disso causa grande desgaste ao bico extrusor, se fazendo necessária a troca após algum tempo de uso.

Filamento de nylon

Isso mesmo, o Nylon que você conhece. O nylon é um polímero muito conhecido e utilizado para diversas finalidades, e que adaptou-se muito bem para a impressão 3D.

Com nome técnico de poliamida, o material é bastante conhecido e utilizado na indústria plástica.

O filamento é procurado muito por conta de suas características físicas, como a alta resistência térmica oferecida.

Outras de suas especificações de destaque são ainda sua alta resistência ao atrito, baixa fricção e flexibilidade.

Assim, é possível fazer uma grande variedade de peças funcionais com o nylon.

Na hora de imprimir, a temperatura de extrusão deve estar entre 235 e 270ºC e ele aguenta uma alta velocidade de impressão.

É preciso ficar atento ao fato de que o nylon tem alta absorção da umidade atmosférica e uma maior dificuldade de adesão na mesa.

Recomendamos a utilização de fita de adesão na mesa para ajudar.

Resinas para Impressão 3D

São basicamente dois os tipos de técnicas que oferecem a impressão 3D com resinas: o SLA (estereolitografia) e DLP (processamento de luz digital).

Em ambos os métodos, a resina entra na máquina em forma líquida e é endurecida por um feixe de laser, camada por camada, até formar o objeto.

As peças feitas com SLA e DLP podem ser utilizadas como protótipos, acessórios bijuteria, modelos odontológicos, entre outros.

Nos dois casos, a impressão ocorre com a aproximação da plataforma na altura de uma camada e extrusão do filamento, que é fotossensível, e por isso se endurece com a exposição à luz.

Assim que uma camada está completa, a impressora reposiciona seu extrusor para imprimir na camada superior.

Depois de finalizado, o objeto vai ainda à cura para o acabamento que vai secar e endurecer sua superfície.

Filamento de metal

As impressoras 3D capazes de produzir peças em metal, normalmente tem seu insumo em forma de um pó de metal, como no caso das tecnologias SLM e DMLS que são das mais caras e sofisticadas tecnologias de impressão 3D.

Contudo hoje já existem alternativas de filamentos de metal para impressoras 3D FDM compatíveis, o que possibilita um custo de operação muito mais acessível para peças em metal.

Esses filamentos são compostos de aço inoxidável (podendo ser em torno de até 80%) e polímero, podendo se processados em impressoras 3D desktop compatíveis com suas configurações de temperatura.

É necessário o pós processamento com queima em forno industrial para evaporação do polímero e sinterização da carga metálica, formando uma peça de metal resistente.

Ah, importante destacar que também existem filamentos plásticos com colorações metálicas. Se a estética metálica for tudo o que você procura, um filamento PLA com cores metálicas será muito mais barato e fácil de usar.

A importância de um filamento para impressão 3D de qualidade

Para obter sucesso na sua impressão e atingir seu objetivo, recomendamos que você utilize insumos de qualidade, que sejam originais ou de fornecedores de confiança.

Um filamento de qualidade deve possuir

• Um alto grau de pureza em sua composição;
• Pigmentos compatíveis; otimizados para impressora 3D e com padrão de tonalidade;
• Ter diâmetro constante em toda extensão do carretel.

Na maioria dos casos, a economia na compra de um insumo de qualidade inferior, não compensa o prejuízo que ele pode trazer devido à entupimentos parciais, carbonização e danos permanentes na extrusora.

Além disso, uma menor taxa de sucesso de impressão 3D irá gerar perda de tempo e atrasar processos, gerando prejuízos ainda maiores.

A Wishbox dispõe de toda a linha de filamentos originais da Ultimaker que têm padrões de qualidade internacional comprovados.

Também existem outras alternativas de qualidade no mercado brasileiro.

O importante é você estar atento a todos os cuidados e não desperdiçar tempo nem dinheiro.

Como escolher o melhor filamento para o seu projeto?

Decidir sobre qual material escolher requer um pouco de pensamento.

O que você está projetando? Será usado dentro de casa ou fora de casa?

Você gostaria que fosse flexível ou rígido? É um formato complexo que precisa de suporte adicional para imprimir?

Essas são todas perguntas que podem influenciar na sua decisão.

Por exemplo, se você quer imprimir algo para mostrar como uma peça de conceito provavelmente não vai ser necessário requerer um filamento que possa aguentar muito desgaste.

Já em um protótipo funcional como uma ferramenta ou peça de reposição, você deve considerar um filamento para impressora 3D que suporte uma quantidade maior de desgaste.

Procurando algo para demonstrar um conceito como uma nova embalagem? Um material que vem em uma variedade de cores pode ajudar a sua equipe a visualizá-lo melhor e distinguí-lo de versões de protótipos.

Filamento para impressora 3D para uma fácil impressão

Se você está apenas começando ou precisa de alguma coisa que imprima rapidamente e de forma consistente sempre, você deve começar com um filamento como PLA (ácido polilático) ou PLA Tough (rígido).

Para impressões maiores, o PLA é o mais confiável e serve para uma vasta gama de aplicações, como modelos de conceito e protótipos funcionais.

Ele também imprime rapidamente, sendo útil no caso de você precisar de um retorno de impressão veloz ou precisar de várias iterações.

Filamento para impressora 3D rígido e durável

Por causa das suas boas propriedades mecânicas, o ABS (acrilonitrila butadieno estireno) é um dos filamentos mais populares para impressões que requerem rigidez.

Mais durável que PLA, o ABS oferece outras qualidades, como resistência a calor até 85ºC, na qual pode ser útil caso a impressão seja usada em operações no dia-a-dia.

Quando a resistência a calor não é importante, o PLA Tough é uma boa alternativa.

O ABS também pode ajudar um pouco no pós-processamento de impressão, assim você pode lixá-lo e pintá-lo se necessário.

Outro filamento que deve ser explorado por sua durabilidade é o nylon.

Com uma alta relação entre peso e força, propriedades anti-corrosivas e baixas taxas de atrito, é ideal para aplicações como ferramentas e peças de uso final.

Filamento para impressora 3D resistente ao calor

Ser capaz de resistir à altas temperaturas é uma propriedade requerida por muitas aplicações diferentes, como manufaturas auxiliares, e existe um número de filamentos que apresenta isso.

Apesar do ABS ter boa resistência ao calor, ele é limitado e pode estar propenso a ser sensível a raios UV.

Se a impressão vai ser exposta a luz do dia e temperaturas maiores que 85ºC, você deve considerar algo como PC (policarbonato), na qual resiste a temperaturas de até 110ºC.

A família do CPE (co-poliéster) é outro grupo de filamentos com uma boa resistência ao calor (até 70ºC para o CPE e 100ºC para o CPE+), e tem o benefício adicional de resistência a produtos químicos.

Leia mais: Conheça o case onde o setor automobilístico ganhou premiação por causa da impressão 3D!

Filamento para impressora 3D com melhor apelo visual

Para impressões 3D que possuem alto apelo visual, algo com uma extensa coleção de cores dá a você várias opções de escolhas.

O PLA tem uma ampla gama de cores e pode imprimir detalhes complexos necessários em protótipos funcionais.

Outro filamento útil para isso é o CPE, na qual oferece a translucidez como propriedade – isso é especialmente relevante para itens que vão ser usados em lugares iluminados.

Possui a capacidade de imprimir superfícies detalhadas com uma grande qualidade de acabamento.

PP (polipropileno) também é translúcido e, como sendo um dos plásticos mais amplamente utilizados no mundo, é o filamento obrigatório para aplicações de desenvolvimento de produtos.

Filamento para impressora 3D forte, porém flexível

O PP é também um filamento semi-flexível e, com uma alta resistência a fadiga, é excepcionalmente usado em criar coisas como dobradiças, especialmente aquelas sobre garrafas.

Ao longo do tempo, o uso contínuo pode enfraquecer o material, mas o PP retém a sua estrutura de qualidade.

No entanto, se você requer algo que tem a mesma força e flexibilidade do que uma borracha, uma alternativa é o TPU 95A.

Esse filamento para impressora 3D tem um durômetro shore de dureza de 95 e vai até 580% de alongamento no seu máximo.

É versátil o suficiente para se adequar para maioria das necessidades de uma manufatura em curto prazo, servindo assim para criar ferramentaria e guias para ajudar você no seu negócio.

Filamento para impressora 3D para fazer geometrias complexas

A impressão 3D amplia as possibilidades na construção de peças e estruturas, pois ela permite que você empurre os limites do design e venha com soluções alternativas.

Geometrias complexas podem ser fáceis de se criar usando o software CAD, mas a realidade é que a impressão pode ser limitada.

É aí que materiais de suporte podem desempenhar um grande papel.

O PVA é um material que é solúvel em água para suportar grandes saliências e cavidades profundas.

Imprimir usando dupla-extrusão, faz com que se dissolva com maior facilidade na água, deixando você com uma parte impressa finalizada que é precisa e suave.

Funciona melhor para partes delicadas que não podem resistir a muito pós-processamento de impressão.

Para uma impressão que é mais durável, outra opção é o Breakaway.

Ele imprime mais rápido que o PVA e pode ser mais fácil de remover usando um conjunto de alicates.

O seu design específico dá a você mais liberdade e alta qualidade de acabamento na sua impressão.

Conclusão

Como você viu, escolher o filamento certo para impressora 3D pode ser a diferença entre uma aplicação de sucesso e um teste mal-sucedido.

Hoje, algumas impressoras 3D desktop de alta qualidade como as da Ultimaker já são compatíveis com uma ampla gama de materiais para diversas aplicações de engenharia e com perfis de impressão testados e otimizados diretamente no Slicer Cura.

Se você gostaria de ter acesso a alguma destas propriedades nas suas peças impressas, entre em contato com a Wishbox para solicitar seu equipamento ou os melhores insumos do mercado.

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Para saber ainda mais sobre filamentos, confira o guia completo preparado pela Wishbox sobre o assunto: Download do Guia de filamentos Ultimaker.