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Impressão 3D: faça você mesmo

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d.r.

As impressoras 3D já começaram a aparecer nas lojas de eletrónica, mas ainda têm uma utilização real limitada para a maioria dos utilizadores. Por outro lado, podem fazer toda a diferença para quem tem o espírito maker

Já são várias as impressoras 3D de secretária disponíveis no mercado. Desde as máquinas fornecidas em kit, que deixam para o utilizador a responsabilidade da montagem e da configuração, até aos modelos “chave na mão”, prontas a utilizar. Um pouco como aconteceu nos primórdios dos computadores pessoais, onde os kits do tipo “faça você mesmo” competiam com os primeiros computadores pessoais para o mercado de consumo.

Para que servem

Quando se fala em impressão 3D é natural deixarmo-nos levar pela imaginação. Mas ainda não é possível imprimir, por exemplo, um drone completo ou um teclado para o nosso tablet. Aliás, apesar da impressão 3D já estar a celebrar as três décadas, a verdade é que está ainda no início. Mas isto não significa que não tenha utilidade real, muito pelo contrário. Há um grande leque de utilizadores que têm vantagens óbvias na compra de uma máquina deste tipo: os arquitetos podem imprimir maquetas dos projetos; os designers e engenheiros podem criar rapidamente modelos das peças; os makers podem produzir elementos à medida das suas invenções. Voltado aos dois exemplos iniciais, não é possível imprimir um drone ou um teclado, mas é possível imprimir peças para construir ou reparar estes aparelhos.

Mesmo numa utilização mais “doméstica”, as impressoras 3D já permitem criar objetos úteis. Aliás, após meses de utilização de diferentes impressoras 3D no nosso laboratório, já criámos e imprimimos de tudo um pouco: várias capas para telemóveis, uma peça para uma máquina de lavar loiça, adaptadores para tripés, vários bonecos, um candeeiro invulgar, caixas organizadoras, carrinhos de todo o tipo e dezenas de elementos para as nossas construções… Provas irrevogáveis que as impressoras 3D são úteis.

Difícil?

A resposta depende sempre do perfil do utilizador e, é claro, da máquina. Se usarmos uma BeeTheFirst ou uma Cel Robox 3D, as duas impressoras 3D mais fáceis de utilizar que já testámos, para fabricar modelos descarregados da Internet, então qualquer utilizador pode fazê-lo. É tão simples quando descarregar o ficheiro de um dos vários sites que disponibilizam os modelos 3D e usar o software da máquina para imprimir. Só temos de escolher parâmetros tão simples quanto a qualidade e a densidade (define se o modelo é “mais ou menos sólido”). Pouco mais difícil do que mandar imprimir um documento de texto num multifuncional jato de tinta.

Por outro lado, as exigências são bem maiores se quisermos usar uma impressora em kit e desenhar os nossos próprios modelos. Para começar, a montagem de uma impressora 3D é uma tarefa apenas ao alcance de quem já tem alguma experiência nestas coisas. E o resultado final pode desiludir, sobretudo no que diz respeito à qualidade de impressão e à fiabilidade do processo – regra geral, estas máquinas exigem configurações e ajustes de pormenor, pouco compatíveis com os utilizadores comuns. O processo de desenhar a 3D também pode ser complexo, dependendo do tipo de modelo criado e do software escolhido. Modelos cheios de pormenores e de grande complexidade podem exigir programas (CAD) avançados, caros e que exigem formação específica. Mas, cada vez mais, há alternativas mais simples e grátis, como o Tinkercad.

Quanto custa?

No mercado nacional já é possível encontrar impressoras 3D fornecidas em kit por menos de 500 euros. Mas os modelos de utilização mais simples e que oferecem melhor qualidade de impressão têm normalmente valores acima dos 1500 euros. É o caso da nossa preferida para ter em casa, a BeeTheFirst, portuguesa.

Mas mais importante que o preço da máquina é o custo total de aquisição, onde o custo de impressão tem, naturalmente, um papel preponderante. A forma mais simples de obter este valor é calcular primeiro o custo por grama do filamento – o consumível que estas impressoras usam – e depois pesar a peça impressa. Por exemplo, se a bobina de filamento custar 30 euros e pesar 1 kg, cada grama custa 3 cêntimos. Uma capa para telemóvel, com cerca de 30 gramas, teria, seguindo estes cálculos, um custo aproximado de 90 cêntimos. Daqui também se conclui que a densidade da peça influi muito neste cálculo. A mesma peça se for impressa com maior densidade terá um custo de impressão mais elevado. Por outras palavras, ao optar-se por dar mais solidez ao objeto estamos também a aumentar o custo do consumível. E, é claro, há filamentos com preços muito diferentes.

Para calcular o custo total de utilização temos de considerar a desvalorização da máquina, a manutenção, outros consumíveis que não o filamento, o consumo energético e até custos de impressões falhadas. De um modo aproximado, pode considerar-se que o custo calculado para o filamento representa cerca de 50% do custo total. Ou seja, seguindo o mesmo exemplo, a referida capa de 30 gramas teria um custo total de cerca de €1,8. Mas atenção, neste valor até está incluída a desvalorização da máquina, ou seja, até leva em conta o preço da impressora.
Em suma, o custo de impressão 3D utilizando a tecnologia de deposição por material fundido está longe de ser elevado. Pelo menos quando utilizar o tipo de filamento mais vulgar, o PLA (um polímero de origem orgânica).

Materiais a utilizar

Já existem muitos tipos de filamentos disponíveis para as impressoras 3D FDM, mas todos são termoplásticos (polímeros que se tornam moldáveis a temperaturas elevadas e sólidos a temperaturas baixas). O primeiro aspeto que é necessário verificar para garantir a compatibilidade é o diâmetro do filamento. O mais comum é 1,75 mm, mas existem também máquinas que usam filamentos de 3 mm. Mas o diâmetro não é o único parâmetro a considerar, já que as propriedades físicas e químicas dos filamentos influem muito no processo, a começar pela temperatura adequada a ser utilizada no extrusor para “derreter” o filamento. Por vezes, a simples mudança de cor do filamento é suficiente para que uma impressão corra ou não bem. Ou seja, ao escolher uma impressora 3D verifique que tipo de filamentos são suportados e prefira adquirir filamentos recomendados pelo fabricante da impressora. Os tipos mais populares são o PLA e o ABS, mas estão a surgir muitos materiais diferentes.

PLA
De origem orgânica, este material permite, em regra, obter modelos com bons acabamentos. Tem a grande vantagem de não precisar de impressoras com cama aquecida. É considerado o filamento mais fácil de trabalhar.

ABS
Derivado do petróleo, em regra permite criar objetos mais resistentes e precisa de uma temperatura mais elevada que o PLA para ficar moldável. Deve ser usado em impressoras com cama aquecida para melhores resultados. O cheiro pode ser incomodativo.

Filamentos flexíveis

Nylon, Filaflex, TPA… Há já várias opções de filamentos que permitem criar objetos flexíveis. No entanto, estes filamentos podem criar problemas em algumas impressoras.

Materiais exóticos

São cada vez mais comuns. Uns assemelham-se a madeira (na imagem), outros são condutores, outros têm mistura de carbono, para dureza extra, outros parecem vidro… Uma vez mais, podem exigir impressoras com características técnicas especiais.

Imprimir plástico

Há muitas tecnologias de fabricação aditiva, uma terminologia mais abrangente e mais antiga do que impressão 3D. Todas têm o mesmo princípio básico: produzir objetos sólidos 3D a partir de modelos digitais. Muitas destas tecnologias só estão disponíveis a nível industrial e exigem investimentos avultados. A impressão 3D de que normalmente se fala no mercado de consumo utiliza a tecnologia Fused Deposition Modeling (FDM). Estas máquinas utilizam como consumível filamento termoplástico, normalmente com diâmetro de 1,75 mm, que é fundido por aquecimento numa cabeça de extrusão e depositado, camada a camada, até formar-se o sólido final.

Os melhores projetos do Thingiverse

O thingiverse.com é o maior repositório de modelos 3D de descarga grátis. Há de tudo um pouco, desde ferramentas úteis até modelos altamente complexos. Aqui ficam três bons exemplos

3D-printed Watch with Tourbillon

São dezenas de peças que têm de ser impressas para criar um relógio funcional que trabalha a corda.

Crossfire 2

Um drone para makers. Todos os elementos estruturais são criados numa impressora e há informações completas sobre o material necessário e instruções pormenorizadas.

Paris Lamp

Um candeeiro original que mostra como a impressão 3D pode ser usada de um modo mais artístico.