Isto
vai ser um post longo, mas confiem que vai valer a pena. No fundo, vai ser um
estudo da influência da velocidade de impressão, temperatura e nozzle na
impressão de uma peça de teste. A peça de teste permite verificar a acuidade na
impressão de um circulo na vertical e na horizontal, para além o overhangging
de um traço à vertical. Para além disso, foram sujeitas a um esforço de torção
com uma chave inglesa e a compressão com um torno. Os ensaios foram feitos numa
Tenlog Tl-D3, em modo mirror, onde de um lado tinha um bico de latão e do outro
um de aço inox sem qualquer isolamento. Ambas as cabeças foram limpas,
instalados bicos de aço inox e isoladas com silicone de alta temperatura e as
impressões repetidas com o mesmo filamento e com outro filamento
"problemático".
Condições de impressão:
base
a 65ºC, 2 top-bottom layers, 2 shell, 5% infill.
Condutividade térmica dos metais (W/m
K)
Alumínio - 230/238
Cobre - 380/400
Bronze - 111/120
Aço
temperado - 43/50
Aço
inoxidável -11/15
(De
https://www.engineeringtoolbox.com/thermal-conductivity-metals-d_858.html)
1) qualidade de
impressão
Estas
peças foram impressas com 5% de infill e 2 top/bottom layers, por isso, era
previsível que houvesse algumas imperfeições. Nota-se que apenas a troca do
bico de latão para inox provoca logo a falta de material, que é corrigida assim
que se isola o bico. Também é visível que é parcialmente mitigado ao usar uma
temperatura mais elevada: 225ºC. Pensa-se que isto acontece pq o filamento não
sai a uma temperatura suficiente para q possa criar a estrutura suspensa. De
facto, estamos numa situação extremamente desfavorável, onde o filamento
problemático só mitiga parcialmente com uma velocidade mais baixa. De um modo
geral, menor temperatura reflecte-se em melhor qualidade e maior preenchimento
da superfície suspensa.
Nos
círculos verticais é onde se nota mais a presença de defeitos causados pela velocidade
superior e menor temperatura. nota-se que a esquina do circulo nem sempre está
em ângulo recto. Devido à perspectiva da fotografia, também é visível a maior
distorção na base do cubo devido ao arrefecimento heterogéneo. Nota-se mais no
Inox não isolado e no filamento problemático.
No
traço vertical não se nota grande diferença nas várias amostras, excepto no
inicio.
2)Testes de torção
Nestes
testes há grandes variações, e é visível como a troca do bico de latão para
inox provoca logo menor adesão das camadas. A menores temperaturas e a
velocidade mais elevada a base descolou e nota-se que a deformação não se
propagou ao resto do cubo, houve descolamento das camadas. Uma temperatura mais
elevada, no bico de aço inox não isolado diminuiu esse efeito. A presença do
isolamento alterou drasticamente o resultado, sendo mais parecido ao do bico de
latão. Por isso, pode-se por a hipótese que a menor condutividade do aço inox
influenciou o aquecimento do filamento, sendo necessário um isolamento térmico.
Curiosamente, o filamento problemático teve resultados razoáveis a 225ºC, mas
210ºC não são suficientes para ele.
3)Testes de compressão
Nestes
testes temos a influência de vários factores, sendo difícil isolá-los. Temos a
adesão entre as camadas e temos a adesão do infill. O que se pode ver é que com
o bico de latão a deformação das paredes propagou-se abaixo da linha onde foi
aplicada a tensão: isto é, não houve um grande descolamento das camadas,
excepto a baixa temperatura. Curiosamente, de um modo geral, menor velocidade
parece ter levado a menor adesão entre camadas. É possível que ao demorar mais
tempo a imprimir haja um maior diferencial de temperatura entre cada camada, o
que leva a maior contracção e tensões internas. Isto pode ser mitigado se as
impressoras tiverem dentro de um espaço fechado e com temperatura estável, sem
ser só a base aquecida.
Como
foi verificado antes, maior temperatura no bico de inox, sem isolamento,
permite obter resultados próximos aos do bico de latão.
O
"filamento problemático" não mostra ter grande adesão entre camadas,
mesmo a 225ºC.
Conclusões
De
facto uma troca aparentemente inócua reflecte-se e muito na qualidade e
resistência das peças. Não podemos esquecer que do bico de latão para o de
inox, a diferença na condutividade térmica é quase de 1 para 10, o que implica
que demora mais tempo e necessita de mais energia para aquecer. Isso é visível
ao colocar um isolamento térmico, que leva logo a melhores resultados. Por
outro lado, a velocidade parece ter maior efeito no aspecto e na distorção da
peça, mas se demorar muito tempo a imprimir (de 25min -para 1h10 min) pode
também trazer outro tipo de consequência em termos de resistência mecânica.
