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Nem todo filamento forte garante uma impressão resistente, e os materiais mais difíceis podem exigir hardware melhor.
Quem procura um único vencedor deve ter em mente que uma impressão 3D pode ser «forte» de diferentes maneiras. Um suporte rígido precisa resistir à flexão, enquanto uma peça sujeita a impactos pode durar mais se conseguir flexionar e recuperar a forma em vez de quebrar. Este artigo foca na rigidez e nos materiais adequados para peças estruturais.
O náilon reforçado com fibra de carbono (PA-CF) e o policarbonato (PC) estão entre os materiais práticos mais resistentes para impressoras 3D de filamento acessíveis ao maker médio. Ambos suportam funções exigentes, temperaturas mais elevadas e tratamento bem mais brusco que o ácido polilático (PLA) ou o tereftalato de polietileno glicol modificado (PETG). Existem materiais especiais mais fortes e caros, mas a comparação aqui se limita ao náilon com fibra de carbono versus policarbonato.
O náilon reforçado com fibra de carbono combina náilon com fibras curtas de carbono, o que torna o material acabado mais rígido e resistente à flexão sob carga.
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O náilon já lida bem com peças funcionais exigentes, e as fibras adicionadas aumentam a rigidez e a resistência à flexão sob carga. No teste de estado seco da Bambu Lab, o náilon 6 reforçado com fibra de carbono (PA6-CF) alcançou 151 megapascals (MPa) de resistência à flexão. Sua temperatura de deflexão térmica é de 186 graus Celsius, ou seja, resistiu à deformação sob uma carga especificada até cerca dessa temperatura. Esses números explicam por que o náilon com fibra de carbono é usado em suportes, fixações e outras peças funcionais, e não apenas em itens decorativos.
No entanto, um filamento forte não significa necessariamente uma impressão forte. A orientação do objeto na mesa de impressão, a espessura das paredes, o preenchimento e o formato da peça podem alterar significativamente a quantidade de abuso que o projeto suporta. A Bambu Lab não afirma que o resultado de 151 MPa se aplica a todas as impressões finais. O preço também é um fator: a Polymaker lista um carretel de 1 kg de seu Fiberon PA6-CF20 a 52,99 dólares no momento da redação.
Há ainda cuidados com o hardware. As fibras de carbono são abrasivas, então um bico de latão comum pode não durar muito. A Bambu recomenda um bico de aço endurecido, exige que o PA6-CF seja secado antes do uso e indica uma temperatura do bico de 260 a 290 graus Celsius com uma impressora fechada ao usar esse material.
O Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional (NIOSH) afirma que impressoras desktop de filamento fundido podem emitir irritantes respiratórios e partículas ultrafinas, tornando a ventilação ou filtração adequada uma consideração importante.
Diferente dos compósitos de fibra de carbono, o policarbonato produz peças fortes sem fibras picadas. É um plástico de engenharia rígido com boa resistência ao calor, adequado para carcaças, suportes e outras peças que precisam suportar mais que uso leve. Antes de decidir se o PC é o filamento mais forte para você, considere equipamento e espaço de trabalho. Semelhante ao PA-CF, a Polymaker recomenda uma temperatura do bico de 250 a 270 graus Celsius, uma cama aquecida de 90 a 105 graus Celsius e uma impressora fechada. A empresa diz que peças grandes e densas exigem uma câmara aquecida, que ajuda a reduzir resfriamento desigual e empenamento. Boa ventilação ou exaustão no local de trabalho é recomendada.
Quanto à resistência, a direção da impressão também importa. A Polymaker mediu 69,1 MPa de resistência à tração através das camadas impressas e 52,8 MPa entre elas. A resistência à flexão do PC ficou em 106 MPa, uma queda em comparação aos 151 MPa registrados para o PA-CF.
A grande diferença entre PC e PA-CF é o preço. A Polymaker lista o PolyLite PC a 29,99 dólares por um carretel de 1 kg e o PolyLite PLA a 19,99 dólares no momento da redação. O maior ponto problemático pode ser a impressora, já que modelos de baixo custo podem ter dificuldade em manter as temperaturas que o PC prefere.
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