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DICAS DE DESIGN PARA IMPRESSÃO 3D
Guia de sofwares para modelagem 3D e também dicas de design para obter melhores resultados com a impressão 3D.
Publicado em
6 de Janeiro de 2019
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Com o objetivo que você obtenha melhores resultados com a impressão 3D, esse guia irá lhe orientar sobre como desenvolver o design de seus projetos além de diversas dicas preciosas que lhe ajudarão a conseguir produtos impressos com a melhor qualidade, o máximo de resistência e o menor custo possível. Sempre que for projetar algo para imprimir em uma impressoras 3D, tenha sempre em mente estas dicas e desfrute de todo o potencial dessa maravilhosa tecnologia.

 

 

QUAL PROGRAMA UTILIZAR PARA MEUS PROJETOS EM 3D?

 

Aqui a resposta é bastante simples, qualquer um. Até hoje não encontrei nenhum programa que trabalhe em 3D que não permita a impressão 3D de seus desenhos. Exitem diversas opções no mercado, pagos, gratuitos e livres. Abaixo vamos relacionar algumas das principais opções para lhe ajudar a escolher.

 

TinkerCad

tinkercad

O Tinkercad é uma solução gratuita que roda direto do navegador. Seu foco está na simplicidade e facilidade de uso, ótimo para ensinar crianças no mudo da impressão 3D e para iniciantes, seu uso consiste em basicamente em inserir e modificar figuras geométricas sólidas. Veja mais em https://www.tinkercad.com/

 

Sketchup

O Sketchup possui duas soluções, a Make que é gratuito e com menos recursos e a PRO que é paga e possui todos os recursos do programa. Muito utilizado na arquitetura e indústria móbile. Ele é muito fácil de se aprender e muito poderoso ao mesmo tempo, ainda pode se adicionar plugins que oferecem muito mais recursos ao programa, basicamente é um programa que trabalha com linhas e faces que formam a malha do objeto e algumas ferramentas básicas de sólidos. 

 

Blender

O Blender é uma solução gratuita e open source profissional, com muitos recursos e extremamente versátil e poderoso, utilizado mais para  modelagem livre orgânica para quem quer criar personagens e formas extremamente complexas. Mas toda essa enorme quantidade de recursos pode trazer uma interface mais complexa e confusa, mas que com dedicação e tempo de uso esse obstáculo é vencido, pois possui um enorme conteúdo e tutoriais disponíveis na internet.

 

Solidworks

O Solidworks é um dos principais softwares para modelagem 3D de sólidos pagos do mercado. É uma ferramenta completa e profissional cheia de incríveis recursos que facilitam o seu trabalho, ideal para o desenvolvimento de seus projetos. Essencial para grandes projetos onde é possível desenhar peça a peça, criar montagens e fazer simulações e testes virtuais.

 

Inventor

O Inventor é uma solução da autodesk semelhante ao solidworks, também profissional e pago. Possui vários recursos para desenvolvimento de seus projetos e uma interface um pouco diferenciada do solidworks

 

Fusion 360

O Fusion 360 é uma das mais recentes criações da autodesk, é um software de modelagem de sólidos semelhante ao inventor, mas com uma interface diferenciada, mais fácil e intuitiva, além de oferecer um rápido aprendizado e facilidade de uso ele é muito poderoso em recursos, semelhante aos profissionais, podendo criar esboços, faces, sólidos parametrizados, criações com formas livres, editar malhas, fazer montagens, simulações, render e até mesmo comandos numéricos para criar os protótipos em CNC. Outra vantagem do Fusion 360 está no seu preço, USS 25,00 por mês no pacote anual ou uma licença grátis por 3 anos se você for um estudante/educador.

Existem muitos outras opções de softwares de modelagem 3D no mercado, cada um com o seu foco, alguns são melhores para peças técnicas, outros são melhores para arquitetura e engenharia civil, outros melhores para jóias, outros para criação e animação de personagem e etc? O melhor programa para você será aquele se melhor se adaptar à sua necessidade. Pesquise e teste, é a melhor maneira de encontrar o melhor software para você.

 

 

PROJETANDO DENTRO DOS LIMITES

 

Cada tecnologia de fabricação na impressão 3D possui suas limitações, seja em textura, cores, detalhes, resistência, necessidade de suportes de apoio, espessuras mínimas, etc.. O que você verá abaixo é justamente a respeito das dimensões mínimas e limitações da tecnologia FDM, que é a mais amplamente utilizada.

 

Espessura mínima de parede com apoio

Recomendamos que em seus projetos as paredes com apoio tenham espessura mínima de 0.5mm, mas recomendamos que seja de pelo menos 1 mm para melhores resultados no geral, algumas tecnologias permitem espessuras mais finas, como 0.4mm e 0.1mm. Paredes finas tendem a ser mais flexíveis e quebradiças e quanto mais espessa mais rígida e resistente ela se torna.

 

Espessura mínima de parede sem apoio

Quando as paredes não possuem apoio e servem de sustentação para o restante do modelo é melhor que sejam mais grossas, no mínimo com 1 mm de espessura, recomendado que tenha pelo menos 2 mm para melhores resultados, algumas tecnologias mais avançadas permitem espessuras mais finas como 0.6 e 0.4mm nestes casos. Paredes finas tendem a ser mais flexíveis e quebradiças e quanto mais espessa mais forte ela se torna, da mesma forma como no caso anterior.

 

Comprimento máximo de saliência sem suporte

Uma pequena saliência na horizontal pode ser fabricada sem a necessidade de criação de suportes, mas seu tamanho é limitado, recomenda-se até 0,2mm para melhores resultados, mas pode-se chegar até 1 mm, mas poderá ocorrer pequenas deformações por conta da falta de apoio e contração do plastico, fazendo com que a borda fique arredondada na parte inferior.

 

Angulo de construção sem suporte

É possível produzir partes das peças inclinadas sem a necessidade de suportes, recomenda-se para melhores resultados que as inclinações tenham mais 45°, mas se consegue produzir com ângulos acima de 30° com boa qualidade, ângulos abaixo destes podem ter a qualidade de impressão comprometida e/ou necessitarem da utilização de suportes de apoio.

 

Pontes apoiadas entre suportes

A impressora 3D consegue construir uma ponte de um apoio a outro sem a necessidade de suportes extras por uma pequena distância. Em até 30 mm se consegue bons resultados sem muita deformação, distâncias maiores podem ser possíveis, mas podem se deformar, recomendando o uso de suportes adicionais removíveis para melhor qualidade.

 

Diâmetro de haste vertical

Esse tipo de estrutura são as mais frágeis e delicadas de serem produzidas, recomenda-se fazer a partis de 2 mm de diâmetro para que tenha uma boa qualidade de impressão, porém ainda bastante frágeis, diâmetros acima de 5 mm são mais recomendados, quanto maior o diâmetro da haste ou coluna vertical, mais forte ela se torna.

 

Tamanho mínimo para ressaltos

Recomendamos que os ressaltos tenham pelo menos 1 mm de largura e 0,3 mm de altura, traços mais finos podem ser feitos, porém podem falhar em alguns pontos e ficarem difíceis de serem vistos.

 

Tamanho mínimo para entalhes

Recomendamos que os entalhes tenham pelo menos 1 mm de largura e 0,5 mm de profundidade, traços mais finos podem ser feitos, porém podem falhar em alguns pontos e ficarem difíceis de serem vistos.

 

Espaço entre partes separadas

Peças que possuam um encaixe mais firme entre si, tipo conectores, recomenda-se que tenham uma folga de 0,1mm em todas as direções para facilitar esse encaixe, caso seja um encaixe móvel, como tampas,  recomenda-se uma folga de 0,2mm para deixar o encaixe e remoção ainda mais fácil. Caso as peças sejam impressas juntas, já montadas, recomenda-se uma folga de 0,5mm para evitar que as partes de grudem durante a fabricação.

Abaixo poderá ver um exemplo de uma peça com dobradiça que pode ser impressa as partes juntas já encaixadas. Esse é um dos exemplos de liberdade que a impressão 3D permite.

 

Tamanho mínimo dos furos

Devido à contração do plastico e outros fatores, os pequenos furos podem ficar menores do que o projetado. Uma alternativa é compensar isso no projeto, fazendo furos maiores para se obter o tamanho desejado na peça produzida ou utilizar brocas para ajustar os furos. Recomenda-se que os furos tenham mais de 2 mm de diâmetro.

 

 

Evitar o uso de suportes

 

Dependendo do design de seu projeto, uma estrutura de suportes pode ser necessário para dar apoio a algumas áreas do projeto, após a conclusão da impressão da peça, esses suportes serão removidos, permanecendo apenas o produto final desejado.

 

Porém o uso destes suportes consomem uma grande quantidade de tempo e material que elevam consideravelmente os custos de produção. Abaixo você encontrará algumas dicas que podem ajudá-lo a reduzir os suportes e então obter menor custo, maior resistência e melhor qualidade no acabamento das peças.

 

A primeira coisa que se deve saber é a regra dos 45°, que pode ser bem representado pelas letras T H Y conforme mostradas na imagem abaixo.

Observe que a letra T necessita de apoios para evitar que a parte mais alta de sua estrutura caia enquanto é produzida, na letra H, os suportes são opcionais até certa distância, já que existem dois pontos de apoio no mesmo plano que permitem que o material seja construído como uma ponte. Já a letra Y possui saliências com ângulos de inclinação abaixo dos 45°, que permite que possa ser impresso sem a necessidade do uso de suportes, já que a camada inferior consegue dar apoio suficiente para as outras camadas. Dependendo do material, é permitido inclinações de até 65° sem perca de qualidade, inclinações maiores podem ser necessárias a utilização dos suportes.

Pois bem, essa é a primeira dica, evite saliências com ângulos maiores que 45°, ou pelo menos no máximo 65°. Segunda dica é com relação à orientação de impressão, a forma como a peça será produzida. A regra é simples, desenhar as peças para que possam ser impressas o máximo possível na horizontal, veja o exemplo da imagem abaixo.

No exemplo acima a peça T foi reorientada de modo que não precise mais dos suportes, porém estão sendo produzidas praticamente na vertical. Como as peças são construídas em suscetivas camadas horizontais a resistência da peça se dá pela aderência entre essas camadas.

A imagem acima mostra as mesmas peças, só que agora produzidas deitadas, na horizontal, desse modo, além de evitar o uso de suportes, a  área de aderência entre as camadas é maior, proporcionando uma peça muito mais forte, além disso, ela é mais rápida de ser produzida desta forma, assim ocorre uma redução de custos também.

Observe a imagem acima, ela mostra a simulação de impressão de um pequeno cavalo, observe a grande quantidade de suportes necessários para dar apoio à peça. Além de consumirem material e tempo na impressão, os suportes também prejudicam o acabamento da peça, as áreas suportadas são mais ásperas e rugosas. apresentamdo qualidade de superfície inferior ao restante do modelo.

Para resolver esse problema, o modelo pode ser bipartido de modo que seja impresso com nenhum ou o mínimo possível de suportes, e então, as partes poderão ser coladas. Veja o exemplo na imagem abaixo onde a mesma peça é feita em suas partes e podem ser feitas sem a necessidade do uso de suportes.

Veja abaixo outro exemplo de uma peça que foi separada em duas partes com a inclusão de um pino para orientação da montagem. Desta forma evita-se o uso de suportes, proporcionando uma produção mais rápida e com melhor qualidade.

Abaixo outro exemplo onde se evita o uso de suportes de duas manerias diferentes, uma em partes separadas com um pino guia e outra utilizados chanfros para que a peça seja feita inteira, respeitando a regra dos 45°.

Falando em chanfros, a utilização dos mesmos na base de hastes verticais é altamente recomendável, assim aumenta-se a resistência da peça . Veja o exemplo na imagem abaixo.

Produzir a peça em partes, além de evitar suportes, também é útil para produzir peças maiores que excedam o tamanho da área de impressão disponível. Ao invés de utilizar cortes planos, a utilização de encaixes nas peças tipo o rabo de andorinha é muito útil para amentar a resistência e precisão da montagem. Exemplo na imagem abaixo.

Observando essas dicas você poderá desfrutar de todo o potencial da impressão 3D, com maior qualidade, resistência e menores custos.

Conte conosco para ajuda-lo na orientação do design de seu projeto para obter os melhore resultados.

Tire suas dúvidas nos comentários abaixo ou nos envie um e-mail para [email protected].

 

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