Suas impressões 3D falham porque você está usando o material errado e o culpado é o PLA

Cada impressora 3D de mesa vendida hoje promete as mesmas alegrias não escritas de produzir qualquer coisa que você possa moldar a partir de qualquer material diretamente de um carretel de plástico. No entanto, por eficiência de custos e outras razões inexplicáveis, você verá apenas um rolo de ácido polilático ou PLA fornecido como filamento de teste para a maioria das novas impressoras. É acessível, inodoro e funciona bem em uma cama de vidro sem produzir gases tóxicos. A facilidade de uso tornou-o o padrão universal para impressão após impressão, com base na suposição perigosamente incorreta de que se parecer sólido em uma placa de impressão, a impressão terá um bom desempenho em condições reais.

Apesar de sua atenção aos detalhes e às melhores práticas para produzir impressões funcionais sem defeitos, o PLA não é o melhor material para montagens funcionais, acessórios automotivos ou hardware personalizado complexo projetado para suportar cargas estruturais. Nos últimos anos, minha bancada de trabalho se tornou um cemitério aberto de suportes deformados, placas estruturais quebradiças e invólucros derretidos. Já vi horas de modelagem CAD virar pó ou deformar sem possibilidade de reparo. Me rendi à comodidade de imprimir com PLA padrão, mas há hora e local para cada material, e você não precisa esperar uma peça falhar para encontrar um limite de impressão se escolher desde o início o melhor material para cada trabalho.

5 filamentos que são melhores que o PLA para projetos sérios de impressão 3D

Embora o PLA certamente atenda às necessidades de impressão 3D para muitos projetos, outros materiais de filamento são melhores para projetos mais sérios

Uma fraqueza do PLA

Material perfeito, mas apenas quando você começa

O PLA é um ótimo ponto de partida se você é novo na impressão 3D ou apenas experimenta dimensões e tolerâncias antes de se comprometer com uma maratona de impressão. No entanto, a limitação mais direta e punitiva é a temperatura de transição vítrea incrivelmente baixa, que gira em torno de insignificantes 55°C. Para colocar isso em perspectiva, este é um teto térmico que pode ser facilmente hackeado em carros e em fornos de micro-ondas.

Aprendi essa lição da maneira mais difícil, depois de imprimir um pequeno enfeite de painel. Tudo correu bem por uma semana, até que deixei o veículo em um estacionamento aberto por algumas horas. Quando voltei, o efeito estufa do estande fechado havia deixado a impressão turva, como bala derretida. Além do seu incrível desempenho térmico, o PLA é muito implacável sob fadiga estrutural contínua ou impactos repentinos e bruscos. Encontrei essa deficiência quando decidi construir uma caixa de teclado mecânico totalmente personalizada, optando por imprimir em massa a moldura a partir de um carretel PLA genérico.

Da cama, o plástico parecia rígido o suficiente para evitar que o deck flexionasse e criasse um perfil acústico nítido quando as teclas batiam. Na verdade, a pressão externa constante na estrutura proveniente do projeto de montagem da gaxeta sublinhou diretamente a adesão da camada do eixo z e, combinada com o ciclo térmico ambiente moderado, a pegada dobrou em um ano e desmoronou em dois.

Se você levar suas impressões para fora de casa, a umidade acelera bastante a degradação ambiental. Em um país tropical ou estado costeiro como a Flórida, com brisa marítima e calor, a exposição aos raios UV e à umidade quebra as cadeias do polímero PLA, causando fragilidade que você não notará até que um dia pequenas peças como filamentos se desfaçam. Não me esqueça, o PLA não é seguro para alimentos devido à sua arquitetura de superfície porosa que retém bactérias nas linhas de lona e aos aditivos químicos utilizados pelos fabricantes.

Vá para alternativas melhores

Escolha sabiamente com base na aplicação pretendida

Se você precisa de uma impressão para sobreviver em ambientes do mundo real, o tereftalato de polietilenoglicol (PETG) é usado como base de durabilidade. PETG oferece um grande equilíbrio entre flexibilidade e resistência ao impacto que envergonha os frágeis padrões do PLA para começar. Seu maior peso molecular e composição química significativamente diferente proporcionam flexibilidade sob estresse físico sem fratura catastrófica repentina. Essa flexibilidade torna o PETG melhor para a fabricação de carcaças de encaixe rápido, clipes de montagem funcionais e componentes de ferramentas estruturais que precisam flexionar levemente sob carga sem comprimir.

Quimicamente, o PETG é um poliéster, mas a sua fórmula modificada deixa menos ligações éster vulneráveis ​​ao ataque da humidade ambiental do que uma impressão PLA do mesmo tamanho. Isso elimina os modos de falha que vi na caixa do teclado. Na verdade, o chamado PLA de seda dura um pouco mais que o PLA básico, mas herda o teto térmico baixo de seu material base, o que significa que o PETG puro continua sendo uma solução extremamente superior para a sobrevivência ambiental a longo prazo.

Se você precisar de estabilidade térmica além de integridade estrutural, poderá imprimir facilmente ao trabalhar com Acrilonitrila Butadieno Estireno (ABS). Esta impressão funcional pode suportar temperaturas ambientes de até 100°C antes de amolecer, tornando-a ideal para criar peças internas de automóveis, tampas de compartimentos de motor ou utensílios de cozinha que podem ser lavados na máquina de lavar louça. Meu charme no painel teria sobrevivido se fosse feito de ABS. Esta é uma temperatura de transição vítrea mais alta do que PETG para resistência ao impacto semelhante. Ele sofre uma pequena deformação cosmética não destrutiva, em vez de se quebrar em fragmentos, como acontece com o frágil PLA.

O ABS também oferece incríveis benefícios de pós-processamento que são populares entre os fabricantes avançados. Você pode fundir novamente a camada externa para suavizar as linhas em um banho de vapor de acetona e, em seguida, lixar, aplicar primer e pintar a peça para se parecer com os painéis da carroceria do carro. Essa versatilidade é ótima para criar adereços de cosplay funcionais ou gabinetes eletrônicos elegantes. O PLA não se compara, mesmo com horas de esforço.

Deve-se observar que boas impressões em ABS requerem um corpo de impressora aquecido uniformemente e exaustão adequada para compostos orgânicos voláteis (VOCs) liberados durante a impressão. As correntes de ar frio podem causar encolhimento térmico e as camadas deformam, levantam ou se separam da placa estrutural.

PLA não é uma causa perdida

As bobinas mais usadas da indústria têm um verdadeiro lar

No entanto, descartar o PLA como um polímero inútil seria uma grande chatice, pois sozinho democratizou a indústria de impressão desktop. Continua sendo um excelente filamento para calibrar hardware, testar a adesão do substrato e prototipagem rápida antes de usar materiais personalizados. Ao modelar uma montagem mecânica de múltiplas peças altamente complexa com tolerâncias restritas, você não quer queimar um carretel caro de filamento de engenharia especializado apenas para descobrir que os furos dos parafusos estão meio milímetro errados.

Como o PLA praticamente não apresenta contração térmica quando curado no substrato, ele mantém bem sua forma e é extremamente rígido e resistente a problemas de controle de fluxo, como falha de ponte, encordoamento e absorção. Esses parâmetros tornam muito adequado para iniciantes extrair padrões complexos e geometricamente perfeitos imediatamente. Como mencionei anteriormente, as impressões PLA podem não resistir ao calor ambiente, mas são menos propensas à degradação pela umidade durante o armazenamento do que as alternativas.

O PLA é indulgente em condições de armazenamento mais adversas, mas materiais avançados como o PETG são mais higroscópicos, o que significa que absorvem a umidade do ambiente e exigem ciclos de secagem para evitar bolhas e explosões no meio da impressão. No entanto, mesmo camadas de tinta acrílica não podem salvar o PLA da degradação ao longo do tempo. A tinta não protege as cadeias poliméricas internas da degradação estrutural ao longo do tempo se as impressões viverem em umidade contínua.

Não desista do seu hobby se houver um filamento melhor

É claro que o PLA supera o ABS em simplicidade operacional, sem dúvida. O ABS está associado a problemas de desempenho e o PETG é mais difícil de montar perfeitamente. Independentemente do filamento, sua escolha deve depender exclusivamente do caso de uso pretendido, independentemente da impressão. Às vezes, o esforço extra e o investimento de capital em fios melhores valem a pena no longo prazo.

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