Encolhimento (Warping)

Tudo sobre Encolhimento e Impressão 3D

A deformação (warping) das peças é praticamente inevitável se você não entende o material ou a máquina que está usando. Warping é quando cantos ou partes inteiras da peça se curvam para cima devido ao resfriamento desigual ou à adesão inadequada à mesa de impressão.

Não podemos sugerir o suficiente que todos verifiquem a página "Ciência dos Materiais" para que saibam por que o warping está ocorrendo – pois isso pode ajudá-lo a diagnosticar e corrigir o problema sem ler esta página.

Entenda a “Peças Não Adesivas à Mesa de Impressão” Página

Você precisa entender completamente esta página para sequer começar a tentar corrigir seus problemas de warping. Uma impressão terá uma chance exponencialmente maior de deformar quando parte da peça, ou toda a peça, estiver muito distante da mesa de impressão ou não estiver devidamente aderida.

Isto é bastante fácil de entender porque quanto mais distante o bico da mesa de impressão, menos adesão à mesa está envolvida, maior a chance de enrolar mais tarde na impressão.

Você precisará de um brim em qualquer material que tenha alta taxa de encolhimento e alto nível de tensões internas, como o ABS. Para impressões ABS grandes e não circulares você precisará de uma mistura (slurry) de ABS se não conseguir manter uma temperatura ambiente em torno de 45°C.

Entenda o material que está usando e possivelmente use uma alternativa

Quase nunca você terá problemas de warping ao usar um material como PLA, porque o PLA tem baixa taxa de encolhimento e menos tensões internas (embora, para entender melhor, consulte a página “Ciência dos Materiais”). Peças muito grandes e muito densas em PLA devem usar uma mesa aquecida e um brim, mas é muito incomum ocorrer warping com PLA em uma mesa nivelada.

ABS é um assunto totalmente diferente, sendo um termoplástico amorfo com muita tensão interna durante a extrusão. Como o ABS também requer uma temperatura mais alta para sua mesa de impressão devido à sua maior temperatura de transição vítrea, o diferencial entre a cama e o ar ambiente também é aumentado.

Embora o ABS seja ótimo pelo custo e funcionalidade, esse fator pode tornar impossível conseguir certas peças na sua máquina sem warping. Por isso é importante entender os fatores e características que você procura na sua impressão e se pode usar um material alternativo.

Se você precisa de funcionalidade mecânica e baixo custo, mas não se importa com acabamento por vapor de acetona ou uma alta temperatura de transição vítrea, costumávamos sugerir tentar PETG. Agora, com a nova linha de PLA da Polymaker, sugerimos conferir nosso Polymax PLA ou o PLA Pro deles. Ambas as opções têm propriedades mecânicas muito fortes e podem substituir a necessidade de usar ABS, contanto que resistência ao calor não seja um fator.

Certos materiais de nylon que não têm uma alta temperatura de transição vítrea ainda terão alta probabilidade de warping. Isso ocorre porque são semi-cristalinos com estruturas que ocupam menos espaço quando estão alinhadas (à temperatura ambiente) do que quando estão caóticas (extrudadas). Nylon está essencialmente cristalizando na sua mesa de impressão e causando warping. Dito isto, implementamos nossa tecnologia Warp Free nos nylons que oferecemos, o que significa que você não deve experimentar esse problema. Você pode saber mais em "Ciência dos Materiais" página.

Para policarbonato e misturas de policarbonato, preferimos usar o produto PC da Magigoo para uma adesão adequada à mesa.

Imprima mais devagar e aumente a temperatura de impressão

Isto pode não funcionar para todos os materiais, mas para ABS e ASA você pode ajudar a reduzir seus problemas de warping extrudindo mais devagar e a uma temperatura mais alta. Como cobrimos em nossa página “Ciência dos Materiais” , imprimir mais devagar dá ao material mais tempo para liberar sua tensão. Isso significa que uma velocidade de extrusão menor reduzirá seus problemas de warping.

O mesmo vale para a temperatura de extrusão. Aumentar a temperatura de extrusão significa mais movimento dentro do material. Mais movimento + mais tempo para liberar tensão = menos warping. Imprimir ABS o mais devagar possível na sua máquina, junto com temperaturas de impressão de até cerca de 250–260°C, pode ajudar a reduzir essas tensões internas e, assim, reduzir o warping.

Imprimir em um ambiente fechado

Quando você está imprimindo uma peça em uma mesa aquecida, você está automaticamente trabalhando em um ambiente com temperaturas ambientes desiguais. Quando a sala está em torno de 30°C e sua mesa aquecida está a 110°C, há uma rápida mudança de temperatura para as peças próximas à mesa. Embora tensões internas possam ser a maior razão para o seu warping, essa diferença extrema de temperatura também causará problemas de warping.

Imprimir em uma máquina fechada permite que o ar ambiente permaneça um pouco mais quente, devido à retenção do calor liberado pela mesa. Isso significa que o ar ambiente fica mais próximo da temperatura de transição vítrea do ABS, permitindo mais movimento no material e dando mais tempo para liberar a tensão. Sugerimos um ar ambiente de pelo menos 50°C ao imprimir ABS ou ASA.

Você pode comprar uma impressora que seja fechada, ou parcialmente fechada, o que funciona muito bem se puder pagar. Você também pode construir um invólucro DIY com acrílico cortado a laser e algumas peças impressas. Ou pode encontrar outra construção cuja instrução alguém tenha postado online.

Ao imprimir uma peça com alta probabilidade de warping em uma máquina fechada, você deve deixar a cama na sua temperatura de impressão por cerca de 5–10 minutos para permitir que o ar ambiente aqueça. Uma boa temperatura ambiente para ABS seria 50°C, e ideal até 65°C. Obviamente você não desejaria imprimir PLA nesse tipo de ambiente, já que isso está em torno ou acima de sua temperatura de transição vítrea.

Muitos problemas podem surgir quando você permite que o ar ambiente suba tão alto. Motores de passo e outros eletrônicos podem superaquecer e causar mau funcionamento da impressora. Por isso você precisará ter sua fonte de alimentação e placa fora da câmara fechada, se possível, ter dissipadores de calor suficientes espalhados e manter um ventilador ativo sobre qualquer componente que esteja aquecendo demais.

Mesmo assim você ainda pode experimentar problemas, então certifique-se de entender alguns princípios básicos de dinâmica térmica e engenharia mecânica antes de elevar o ar ambiente para 60°C ou mais.

Certifique-se de que a mesa de impressão não esteja perdendo calor no meio da impressão

Se sua placa está superaquecendo ou você está tendo problemas de conectividade com sua mesa aquecida, a temperatura pode cair no meio da impressão. Se você só vigiar o início da impressão e voltar quando ela terminar, pode nem notar que isso está acontecendo além de retornar a uma peça deformada.

Delaminação de camadas

Você pode não considerar essa falha como “warping”, mas ela tem quase todas as mesmas razões para ocorrer. Por isso não está incluída na “Adesão de Camadas Fraca” página.

Deslaminação

Se você tem uma adesão à mesa incrível, como quando usa uma mistura de ABS (slurry), mas está imprimindo uma peça grande em um ambiente aberto - você pode experimentar delaminação em vez de warping.

Delaminação é quando duas camadas se separam uma da outra, mesmo tomando todas as precauções de adesão entre camadas. Isso se deve aos mesmos gradientes de temperatura e tensões internas explicados anteriormente, mas ocorre quando as camadas inferiores estão extremamente bem presas à mesa.

A parte inferior da sua impressão pode não se curvar para cima levando toda a peça com ela, mas sim a adesão entre camadas se tornar o ponto de ruptura para esse encolhimento/tensões internas.

Se isto está acontecendo com você, você precisará verificar as configurações do seu fatiador ou alterar drasticamente o ambiente/material que está sendo usado.

Nós só experimentamos delaminação em impressões PLA muito grandes quando o ar ambiente está bastante frio, enquanto pode ser inevitável em impressões ABS altas fora de um ambiente fechado.

Suas configurações podem ser ajustadas para ajudar a evitar essa delaminação. Quanto mais densa sua peça for por dentro, mais provável isso acontecerá, então tente imprimir sua peça com menos preenchimento (infill) e algumas paredes (shells) a mais. Imprima mais devagar e mais quente para também ajudar a retardar a liberação de tensões do material e aumentar o movimento. Você pode aumentar o diâmetro do bico para ajudar a aumentar a quantidade de entrelaçamentos entre camadas. O mais importante, porém, é um invólucro que mantenha a temperatura ambiente alta.

Nossa Tecnologia Warp-Free™:

Esta tecnologia é usada pela Polymaker em sua família PolyMide™ (material à base de Nylon). Já aprendemos muito sobre problemas de warping e possíveis causas raiz mais cedo nesta página. Esta tecnologia resolve uma das causas raízes dos problemas de warping: a cristalização.

De fato, o Nylon é conhecido por ser desafiador de imprimir devido ao seu comportamento de warping, porque ao imprimir, a rápida formação de cristais dentro de cada camada criará muito estresse interno - resultando em deformação da peça.

A tecnologia da Polymaker não apenas reduz esse estresse, como também aumenta as propriedades mecânicas da peça. A tecnologia desacelera a taxa de cristalização do polímero, o que evita que ele forme rapidamente pequenos cristais dentro de cada camada enquanto são impressas. Em vez disso, permite que o polímero construa lentamente grandes cristais através das camadas, já que múltiplas camadas têm tempo de ser impressas antes da formação dos cristais. Esses cristais entre as camadas também aumentarão significativamente a adesão entre camadas. Essa é também a razão pela qual a Polymaker recomenda temperar a peça após o processo de impressão. A têmpera garante que a peça tenha alcançado seu mais alto grau de cristalinidade, proporcionando as melhores propriedades térmicas e mecânicas.

Resumo de Correções e Precauções • Leia a “Ciências dos Materiais” página neste site antes de ler esta página. Isso ajudará você a entender por que o warping está realmente ocorrendo. • Certifique-se de que sua cama esteja nivelada e que a altura Z esteja correta ao iniciar sua impressão. • Use seu método preferido de adesão à mesa. Nós acabamos gostando muito da linha Magigoo de adesão à mesa. • Imprima devagar e quente para dar ao material mais tempo para liberar tensões e aumentar o movimento dentro do material. • Imprima com brim. • Conheça as configurações de impressão apropriadas para o material que você está usando. • Tente usar um material com menor taxa de encolhimento e tensões internas para aplicações semelhantes (Polymax PLA, PLA Pro, PETG, CFR-ABS, PolyMide CoPA, etc.). • Use uma impressora 3D fechada ou construa um invólucro para sua máquina, mas entenda a possibilidade de superaquecimento de peças. • Certifique-se de que a mesa de impressão esteja mantendo sua temperatura durante toda a impressão. • Delaminação ocorre em peças mais altas que têm boa adesão à mesa. Você precisará reduzir a densidade da sua peça, imprimir em um ambiente fechado ou usar um material diferente para resolver esse problema. • Imprima com um bico de diâmetro maior para mais entrelaçamentos de camadas.