Impressão em ABS: Problemas e Soluções

A impressão em ABS, apesar de ser um material mais barato, na comunidade mundial é um pouco preterido em favor do PLA devido as características que o tornam um pouco difícil de lidar.

Porém, depois de ter aprendido muitas lições, consegui chegar a uma fórmula onde consigo acertar 100% das impressões utilizando esse material. Inclusive, agora, pela sua resistência, é o material que prefiro para impressão.

Listo abaixo os problemas mais comuns e as soluções que empreguei.

Objeto impresso não gruda na mesa / entorta nas pontas

 

Embora, a maior incidência desses problemas ocorra em impressões com ABS, o problema não é exclusivo deste material. Para os outros materiais, porém, as soluções podem não ser, necessariamente, as mesmas.

A principal causa do problema é o resfriamento de diferentes camadas do material impresso em velocidades diferentes. Assim, as camadas que esfriam mais rápido (as que ficam mais longe da fonte de calor) se contraem e puxam, em direção a elas, as camadas que não esfriaram / contraíram. A incidência maior desse problema no ABS é justamente devido ao fato dele possuir um coeficiente de contração muito alto e precisar de uma temperatura elevada para ser impresso (comparado com PLA, por exemplo, que é impresso a uma temperatura menor).

Utilizar “Brim

Brim” é o termo utilizado para definir uma borda, de apenas uma camada de altura, impressa ao redor do objeto (grudada a ele). O objetivo do brim é aumentar a superfície de contato com a mesa de impressão. Quanto maior a superfície de contato, maior será a aderência do objeto à mesa, e menor será a chance do objeto descolar dela.

Este recurso é particularmente importante quando se está imprimindo objetos horizontalmente finos / estreitos (relativo à mesa), pois eles têm pouca superfície de contato. Para objetos largos, como caixas, por exemplo, o brim não chega a fazer tanta diferença. Eu acabo imprimindo todos os objetos utilizando brim, mais por conveniência do que por necessidade (no caso dos objetos largos).

De qualquer forma, esse é apenas um dos métodos a serem combinados, pois, por si só, como a primeira imagem acima deixa explícito, ele não resolve o problema.

Sua utilização deve ser definida no fatiador, podendo, inclusive, configurar-se a largura do brim (eu utilizo 5mm).

Mesa aquecida

A segunda solução é ter uma mesa aquecida. Vale lembrar que algumas impressoras, desenhadas para imprimir em PLA, apenas, podem não estarem equipadas com mesas aquecidas.

Mesa Aquecida Cobre/Vidro Mesa Aquecida Alimínio

Existem alguns tipos de mesa aquecida: As de cobre (primeira imagem), que necessitam utilizar um vidro sobre ela, como base da impressão (por não serem completamente planas); As de alumínio (segunda imagem), uma evolução das anteriores, não necessitam do vidro.

O ideal é optar por uma mesa de alumínio, pois com ela, é desnecessária a utilização do vidro (como citei acima). O alumínio conduz calor muito melhor do que o vidro, portanto, ele consegue manter a temperatura do objeto mais estável, evitando que a contração, pelo resfriamento, faça o objeto dobrar nas pontas (o famoso warping).

Calibragem da Mesa

Uma mesa mal calibrada, que está muito próxima ou muito distante do bico de impressão (poucas frações de milímetro já são suficientes) podem fazer com que o material não fixe na mesa, ou mesmo que seja “raspado” pelo próprio bico.

Calibragem da MesaUma boa calibragem deve resultar em uma distância igual, do bico até a mesa, em todas a sua área. Pode-se fazer isso, com razoável precisão utilizando-se um cartão de visitas (que possui gramatura maior que uma folha de papel normal), posicionar a cabeça de impressão em cada um dos quatro cantos e, para cada um deles, baixar o carrinho até que ela encoste no cartão sem prendê-lo. O ajuste, caso necessário, deve ser feito girando o parafuso que prende a mesa (com a mola) no suporte inferior. A distância ideal pode variar um pouco, assim, é aconselhável realizar alguns testes: se o filamento der a impressão de ter ficado largo, na mesa, ou começa a extravasar para os lados (formando pequenas rebarbas), é sinal de que ficou muito próxima. Se, por outro lado, não estiver fixando na mesa, deve estar muito distante.

Auto Calibragem da MesaAlgumas impressoras já contam com o recurso de auto-calibragem, onde um sensor ou uma micro-chave, antes da impressão, são baixados, em vários pontos da mesa até que sejam ativados. Isso indica, para o firmware controlador da impressora, qual a altura exata da mesa naquele ponto específico. Dessa forma, a impressora é capaz compensar a inclinação da mesa através do posicionamento da cabeça. Neste caso, a calibragem manual da mesa não necessita ser tão precisa.

Mesmo que uma determinada impressora / kit não tenha vindo com esse recurso, desde que ela seja baseada na RepRap e utilize o firmware Marlin, é possível instalar um sensor deste tipo. É claro que isso envolve algumas modificações no carrinho que carrega a cabeça de impressão, para que possa ser acoplado o sensor, bem como alguma alteração no firmware. Em outra ocasião, este processo será abordado em um artigo neste blog.

“Cola”

Mesmo com mesa aquecida a 100C, muitas vezes o filamento saindo do bico não gruda na mesa. O que fazer?

Passar algum tipo de substância “aderente” ajuda bastante no processo de fixação do objeto na mesa. Já testei 3 opções diferentes. Todas elas funcionaram +/- bem. Listo abaixo, da pior para a melhor.

Cola bastão: Colas tipo “Pritt”, que devem ser espalhadas em camadas muito finas sobre a mesa. É muito barato, mas deixa bastante resíduo na mesa (sem cheiro) e no objeto impresso.

Spray Fixador de cabelos: Qualquer spray fixador de cabelos encontrado em supermercados e farmácias (Karina, por exemplo). Funciona melhor que a cola bastão, é mais fácil de aplicar. Tem um cheiro mais forte que a cola (o do fixador) e deixa um resíduo branco na mesa. Confesso não saber se faz alguma diferença, na fixação do objeto, usar spray normal ou extra-forte.

Spray Adesivo Cliever: Um spray vendido pela empresa Cliever, desenvolvedora de impressoras. Foi o que obteve os melhores resultados até agora. Tem pouco odor e deixa muito pouco resíduo na mesa (transparente). Um pouco caro, mas vale a pena.

Na minha impressora, os sprays funcionaram melhor, além de terem a vantagem de que são mais fáceis de aplicar (a cola bastão, após a aplicação, geralmente necessitava recalibrar a altura da mesa). Porém, novamente, é necessário testar p/ ver qual funciona melhor. Sugiro iniciar pela cola bastão, uma vez que é mais barata e quase todo mundo tem em casa. Além disso, em geral só é necessário reaplicar no lugar onde o objeto foi impresso.

Controle do Ambiente

Outra questão que afeta as impressões em ABS é a temperatura do ambiente e possíveis correntes de ar. O inverno é uma péssima época para impressões em ABS se o ambiente não puder ser controlado, pois a temperatura do ar pode diminuir a temperatura do objeto e fazê-lo contrair. Péssimo.

Uma possível solução para isso é colocar a impressora dentro de uma caixa (papelão, MDF, …), com acrílico ou vidro na frente, a fim de manter a temperatura próxima ao objeto o mais constante possível.

Além disso, deixar o objeto esfriar naturalmente (sem abrir a caixa, caso a impressora esteja dentro de uma) influi um pouco na contração do material. Então, adicione um pouco mais de paciência e aguarde alguns minutos (ou até a temperatura da mesa chegar aos 40C).

 

Objeto racha em alguns lugares


Rachaduras nos objetos ocorrem, em geral, quando duas camadas se contraem em velocidades diferentes, o que resulta em um descolamento delas (o encontro entre duas camadas é o ponto mais fraco de um objeto). Para resolver isso, é necessário: Que a mesa esteja aquecida na temperatura correta; Que a mesa esteja calibrada corretamente, de forma que as camadas fiquem o mais “coladas” possível (sem extravasar para os lado); O ambiente seja controlado para evitar que correntes de ar resfriem a peça de forma não uniforme; Adicionalmente, dá p/ tentar aumentar a densidade das camadas, diminuindo-se um pouco a sua altura (configuração a ser realizada no “fatiador”).

De qualquer forma, mesmo que essas questões estejam cobertas, ainda é possível ocorrer rachaduras, embora a chance seja bem menor.

 

Objeto fica menor do que deveria

Novamente, um problema derivado do alto coeficiente de contração do ABS. Apesar de parecer complicado, existe uma receita que resolve na maioria dos casos:

Antes de iniciar a impressão, escale o objeto de forma a ficar 1.01 vezes o tamanho do original. Esse macete compensa a contração do ABS, que é aproximadamente 0.8%, além de compensar imperfeições na impressão.

Infelizmente, isso não resolve 100% dos problemas. Considerando que os bicos de impressão mais comuns tem diâmetro de 0.4mm (melhor custo/benefício), a extrusão do material não é perfeita. Assim, quando se trabalha com furos de diâmetro próximo a 1-2mm, eles acabam não ficando com o diâmetro correto. Neste caso, deve-se utilizar uma broca do diâmetro desejado.

 

Por fim…

Logo que adquiri minha impressora, mais precisamente no primeiro e segundo mês, o meu aproveitamento para objetos impressos não devia chegar a 50%. De uma forma ou outra, eu perdia metade dos objetos impressos (nem contabilizo aqueles cuja impressão ficou ruim, um pouco dobrado nas pontas, mas ainda com possibilidade de uso).

Depois de implementar os processos citados neste artigo, meu aproveitamento é de 100%, ou seja, todos os objetos que imprimo ficam como o modelo previa.

Foi um longo e doloroso caminho até aqui, mas valeu a pena.

 

Autor

Fábio Lutz

Bacharel em Ciência da Computação pela UFRGS / Brasil; 18 anos de experiência profissional no desenvolvimento de software (Delphi/Pascal, Java, ...
Sobre o Autor

Data de Publicação: 07/01/2017