Filamentos para impressora 3D: entenda como funcionam e escolha o melhor para você 3

As impressoras 3D são ferramentas incríveis que permitem transformar um modelo 3D digital em um modelo físico em questão de minutos! Nesta tecnologia, os objetos são construídos a partir de um processo aditivo onde o material é depositado por camadas de acordo com o contorno desejado. Com base nesse princípio, foram desenvolvidos diversos métodos de impressão que exploram várias possibilidades de materiais. Atualmente, a tecnologia mais comum, acessível e versátil no mercado é a FDM, ou ainda, modelagem por fusão e deposição. Este tipo de impressora funciona com a utilização de filamentos, que podem ser feitos dos mais diversos materiais. Neste post vamos entender quais são os principais tipos de filamentos para impressora 3D e como escolher o melhor para o seu projeto. Vamos lá?

Impressoras FDM

Impressora 3D

O funcionamento básico das impressoras FDM (Fused Deposition Modeling) consiste basicamente em fundir um material e depositá-lo sobre uma superfície. Isso é feito através de uma extrusora quente, onde o material fica suficientemente macio para que possa ser colocado com precisão pela cabeça de impressão. Para construir um modelo 3D, a extrusora movimenta-se no eixo XY de acordo com os comandos recebidos em relação  ao modelo digital, e deposita o filamento fundido camada por camada até a materialização completa do objeto.

Embora já existam impressoras da categoria que utilizam materiais como concreto e até chocolate para as impressões, os materiais convencionais utilizados nas FDM são os filamentos termoplásticos.

Tipos de Filamentos para impressora 3D

 

Filamentos para impressora 3D

Filamento ABS

Esse é o insumo termoplástico mais antigo, barato e comum utilizado pela indústria para impressões em 3D. O filamento ABS (Acrilonitrila Butadieno Estireno, em português) é derivado do petróleo, sendo um material de origem não renovável. Devido a sua composição, o processo de impressão resulta na geração de uma pequena fumaça tóxica de odor forte, sendo indicada a impressão em lugar ventilado.

Objetos feitos em ABS são resistentes mecanicamente e levemente flexíveis, tornando-o ideal para a produção de peças que precisem suportar cargas mecânicas e impactos. Também são consideravelmente resistentes à umidade e a temperatura. Por estas características, costumam ser escolhidos para protótipos industriais.

Além disso, por possui uma baixa dureza superficial, são mais fáceis para dar acabamento com lixas e aceitam tratamento com acetona, que deixa a peça com aspecto brilhante.

Filamentos para impressora 3D - ABS acabamento acetona
ABS – Acabamento com acetona

O ABS, entretanto, possui uma característica que dificulta e cria empecilhos para a sua utilização: ele retrai durante o seu resfriamento. Isso pode deformar as peças e representar erros significativos em relação a sua precisão, principalmente em peças maiores. Para conseguir resultados melhores com este material, a impressora deve auxiliar a estabilizar o resfriamento do material. Como por exemplo, possuir mesa aquecida, utilizar materiais aderentes na base, desligar o fan e utilizar gabinetes fechados. 

Filamentos para impressora 3D - Retração ABS
ABS – Deformação das camadas

Filamento PLA

O filamento PLA, ou ainda poliácido láctico, é um material biodegradável e de origens vegetais. Ele pode ser feito de amido de milho, cana-de-açúcar, raízes de tapioca ou amido de batata. Quando utilizado, seu cheiro é suave e atóxico.

A estrutura do PLA é dura e inflexível. Essa dureza torna a peça resistente a atritos, mas também quebradiça à impactos, não sendo sugerida em casos que seja necessária resistência mecânica. 

Ela é esteticamente interessante, sendo produzida em várias cores, podendo ser translucida e possui aspecto levemente brilhante. Entretanto, devido a sua dureza superficial alta, não é ideal para acabamentos, não respondendo bem à lixas. 

O  processo de resfriamento do PLA é mais longo e estável, apresentando pouquíssimo erro na retração e não necessitando de mesa aquecida no controle deste processo. Por este motivo as impressões feitas com PLA apresentam maior precisão e fidelidade nos detalhes. Em contrapartida, o material é mais sensível ao calor e necessita ser guardado em lugares frescos e secos, caso contrário,  fica ainda mais quebradiço e pode apresentar problemas.

Filamento PETG

O PETG é considerado um material nobre para a impressão 3D pelas suas características de alta resistência mecânica, química e à altas temperaturasEste tem a reputação de combinar a funcionalidade do ABS (mais resistente, resistente à temperatura, mais durável) e a confiabilidade do PLA (fácil de imprimir, com menor potencial de deformação ou encolhimento na impressão).  Possui baixa dureza superficial, possibilitando acabamentos tão bons quanto em modelos feitos em ABS.

Ele possui alta resistência química, o que não permite o acabamento com acetona. Entretanto, essa característica possibilita que ele possa entrar em contato com materiais químicos de forma praticamente inerte. Isso também faz dele o único com a documentação de Material Food Safety, sendo indicado para objetos que precisem entrar em contato com alimentos.

O filamento PETG pode ser utilizado em impressoras abertas ou fechadas, com mesa aquecida ou não e não apresenta odor. Assim como o PLA, o PETG é higroscópico, portanto seu armazenamento deve ser em local fresco e seco.

Filamento flexível – TPU

Filamento flexível para impressora 3D - TPU
TPU – Filamento flexível

O TPU, também chamado de poliuretano termoplástico, é o material mais utilizado na categoria de filamentos flexíveis para impressoras 3D. Se fizermos uma analogia, suas propriedades podem ser comparadas a uma combinação entre um plástico duro e o silicone. Ou seja, apresenta uma ótima resistência mecânica, mas também flexibilidade.

As propriedades elásticas deste material permitem que ele suporte um nível considerável de deformação e retorne para seu estado inicial sem ser danificado, sendo resistente à fadiga. Essa é uma característica fundamental para aplicações que exijam resistência à flexão e a impacto. Além disso, têm uma boa resistência ao atrito, dificultando que as peças risquem e aumentando a durabilidade.

Entre os termoplásticos comuns, o TPU é certamente o material mais macio. Entretanto,  existem algumas opções de dureza  no mercado e você pode escolhê-las de acordo com as necessidades da sua aplicação. A identificação de dureza é feita com base em uma escala chamada Shore, quanto maior o número representativo, mais duro é o material.

Filamento para impressora 3D - TPU diferentes durezas
TPU – Diferentes durezas

O TPU é esteticamente interessante. Possui cores vívidas e opções translúcidas, entretanto, costuma desbotar se exposto ao sol. É um material que apresenta pouca retração no processo de resfriamento e é quase tão confiável quanto o PLA. Entretanto, é um material mais complexo para se trabalhar e necessita maior experiência com a impressora 3D.

Este versátil filamento, também apresenta uma boa performance de resistência quanto à temperatura, umidade e raios UV. É uma opção extremamente útil para muitas aplicações. Entretanto, é o mais caro dos filamentos discutidos aqui. Por isso é sempre importante analisar a sua aplicação e escolher qual filamento para impressora 3D melhor atende o seu projeto.

Filamentos para impressora 3D: Comparação 

ABSPLAPETGTPU
RigidezAltaMuito altaMédiaBaixa
FlexibilidadeMédiaMuito baixaBaixaMuito alta
Resistência à impactoAltaBaixaAltaAlta
Resistência a temperatura (°C)até 85Até 60até 70até 80
Resistência químicaBaixaMédiaAltaMuito alta
Contração (warp)Alta BaixaMédiaBaixa
DestinoReciclávelBiodegradávelReciclávelBiodegradável
AcabamentoAltoBaixoMédioAlto
Temperatura de extrusão (°C)220-240 235-255220-250200-220
Mesa aquecida (°C)Obrigatório – 100-110Não obrigatório – 70Não obrigatório – 85Não obrigatório

Aqui abordamos os principais tipos de filamentos para impressora 3D presentes no mercado hoje, existem vários outros. Mas a essência é a mesma e obedece o princípio da tecnologia FDM: Um filamento aquecido, sobreposto em camadas e que, com o seu resfriamento, solidifica-se e constrói objetos. A imaginação não tem limites, existindo impressoras modificadas que utilizam pasta de papel como filamento, concreto para impressão de casas e até chocolates para confeitaria! Gostou do post? Ainda ficou alguma dúvida sobre qual filamento escolher? Deixe seu comentário aqui embaixo e vamos conversar!

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3 Comentários

  1. Boa Tarde.!
    Você que é maker, talvez possa ajudar-me com este projeto de impressora 3d 40x40x40 cm.

    https://www.instructables.com/id/3D-Printer-Working-Area-40x40x40cm/

    Estou procurando todas as partes eletrônicas descritas e também o software marlin para arduino , para fazer funcionar este
    projeto.

    Agradeço a sua atenção.
    Carlos Alberto

  2. O PLA pode ser utilozado em contato com alimentos?

    1. Matheus,

      Pode sim, ele é mais seguro em termos alimentícios que o ABS!

      Abraços!
      Diogo – Equipe FilipeFlop