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Se você nunca ouviu falar de impressoras 3D de correia, é porque elas não existem há tanto tempo. A primeira geração surgiu com a impressora Blackbelt em 2017.
Desde então, muitas novas empresas, bem como amadores, estão explorando a ideia de uma impressora 3D que utiliza uma cama de cinto. Fóruns de impressão 3D e outras plataformas de mídia (como o YouTube) também ajudaram a espalhar essa ideia.
Usar um cinto como cama significa que você pode imprimir em 3D continuamente, seja para produzir muitos modelos de tamanho normal ou uma peça extremamente longa. Essa é a ideia básica, de qualquer maneira.
Como funciona?
Imprimir por um período infinito de tempo parece inacreditável, então vamos desmistificar alguns componentes-chave que tornam as impressoras 3D de esteira únicas.
Tecnologia
As impressoras 3D de correia usam modelagem de deposição fundida (FDM) para imprimir, mas esta não é sua impressora retilínea, delta ou mesmo polar padrão: é uma técnica relativamente única que não tem outro nome senão “impressora 3D de correia”.
Dois princípios básicos tornam possível a impressora 3D de correia: inclinar o bico e substituir a cama por uma correia. Em teoria, o primeiro poderia pegar qualquer configuração retilínea existente e incliná-la, mas o que é mais comum é um sistema de movimento cartesiano-XY-cabeça com a parte inferior do ‘H’ (formado pelos cintos) girado para baixo em direção à cama.
Eixos
Considerando que a extremidade quente é suspensa em uma estrutura inclinada em forma de caixa, os eixos se tornam um pouco mais complicados. Os eixos X, Y e Z devem estar sempre perpendiculares um ao outro, mas a estrutura da impressora de correia não é mais perpendicular à cama!
Então, a qual componente anexamos o sistema de coordenadas, a estrutura ou a cama? Matematicamente, qualquer um deles está bem (é tudo abstrato de qualquer maneira), mas como as impressoras de correia têm um “eixo Z infinito”, vamos com o quadro.
O que isso significa é que o plano horizontal ou XY é considerado alinhado com o campo de movimento do bico, enquanto a correia (novamente, em relação à estrutura) se move nas direções Y e Z.
Então, como é possível imprimir em 3D infinitamente? As impressões não cairão do cinto? Bem, contanto que você tenha algum tipo de suporte, seja um conjunto de rolos no final da mesa de impressão ou uma plataforma na altura da impressora, você pode, teoricamente, imprimir infinitamente. A ideia é evitar que a gravidade puxe uma longa impressão do cinto se ela ultrapassar a “extremidade” da cama. Confira este vídeo de uma impressora 3D de cinto imprimindo algo mais longo que a cama:
As impressoras 3D de esteira também permitem a produção em massa de peças menores. Eles são capazes de fazer isso, desde que um método seja empregado para remover automaticamente as impressões digitais da correia. (Ou eles podem cair naturalmente).
Adesão à cama
A adesão da cama para esse tipo de impressora pode ser um pouco complicada, pois as camas de esteira transportadora totalmente aquecidas não são uma coisa a partir de agora. No entanto, fita adesiva ou cola em bastão funcionam bem. Ou você pode procurar camas revestidas de PTFE especializadas encontradas em impressoras como a IdeaFormer IR3, que fornecem uma superfície agradável e pegajosa para melhor aderência da cama.
Como isso se compara?
Como você provavelmente já descobriu, as impressoras 3D de esteira estão principalmente em uma categoria própria. Mecanicamente, eles não são muito diferentes de outras impressoras retilíneas, mas usá-los é marcadamente diferente.
Devido às suas características únicas, as impressoras 3D de correia são especialmente adequadas para produção automatizada ou semiautomatizada. Tecnicamente, eles também têm a maior capacidade de volume de impressão para uma impressora 3D por causa do “eixo Z infinito”.
De um modo geral, uma impressora de correia ocupa muito espaço. A máquina deve ser grande o suficiente para acomodar uma correia, rolos de correia, a estrutura inclinada e os outros componentes associados a uma impressora 3D de correia, como estruturas para suportar impressões mais longas que a cama.
Prós e contras
As impressoras 3D de correia têm alguns benefícios importantes, mas também têm algumas desvantagens.
Prós
- Oferecer impressão 3D “infinita” para produção em massa ou peças muito longas
- Compatível com PLA e PETG
- Ofereça remoção automática e indolor de impressão
- Pode suportar camas parcialmente aquecidas
- Pode manter velocidades médias de impressão
Contras
- Mais caro em média
- Requer estruturas de suporte adicionais para impressão infinita
- Incompatível com muitos materiais, incluindo ABS
- Não é possível suportar camas aquecidas padrão
- Não é possível suportar camas de impressão de vidro
- Não é possível manter altas velocidades de impressão
- Muitas vezes produzem impressões de qualidade inferior
- Ainda em desenvolvimento
- Pouco apoio da comunidade para máquinas compradas
Faixa preta
Nosso primeiro exemplo de impressora de correia é a famosa Blackbelt, pioneira da impressão 3D FDM de correia. Foi produzido pela Blackbelt 3D, uma empresa holandesa cujo objetivo declarado é incentivar a inovação na impressão 3D.
A Blackbelt é considerada a melhor impressora de correia que existe, mas também tem um preço para mostrá-la, custando mais de US $ 10,000. No entanto, algumas pessoas, ou mais provavelmente empresas, acham que o preço vale a pena devido aos muitos recursos de alta qualidade do Blackbelt.
Por exemplo, o Blackbelt tem uma grande área de construção XY com uma configuração opcional para colocar a impressora em uma configuração de tabela. Os componentes eletrônicos, como a placa-mãe e a fonte de alimentação, também estão localizados em uma caixa separada, tornando a estrutura da máquina ainda maior. Para acomodar o movimento suave do cabeçote de impressão para impressões grandes, a impressora vem equipada com trilhos lineares e toneladas de ventiladores.
- Prós: Extremamente bem desenvolvido, parece ótimo, produz impressões de alta qualidade, grande área de impressão, altas temperaturas de impressão, cama semi-aquecida
- Contras: Estrutura extremamente cara, pesada e grande
IdeaFormer IR3 V2
A IdeaFormer pode não ser tão conhecida na indústria de impressão 3D quanto marcas como a Creality. No entanto, eles são especializados em impressoras de correia, o que lhes permite dedicar seus esforços ao aperfeiçoamento dessa tecnologia de nicho. Essa abordagem focada os torna um forte concorrente no mercado de impressoras de correia.
Após o IR3 V1, o IR3 V2 teve uma campanha bem-sucedida no Kickstarter.
A segunda versão desta impressora usa trilhos lineares para os eixos X e Y e possui um sistema de movimento Core-XY. Combinando-os com o firmware Klipper, que é conhecido por suas capacidades de corrida, o IdeaFormer afirma velocidades de impressão de até 400 mm/s com uma aceleração de 20.000 mm/s2. Isso o coloca quase no mesmo nível de muitas impressoras modernas que possuem velocidades semelhantes.
O hot end todo em metal vem com um bico especial personalizado para o ângulo de impressão de 45° – o que significa que não pode ser facilmente substituído. Dito isso, duas substituições estão incluídas e, quando se trata de desempenho, pode chegar a 300 °C. A impressora possui uma cama aquecida (até 90 °C) feita de PEI, que fornece adesão adequada para a primeira camada.
O volume máximo de construção é de 250 mm x 250 mm x qualquer comprimento que você tenha em mente. Ou seja, a menos que você queira fazer uso das altas temperaturas de impressão para materiais como ABS e náilon, para os quais você precisará de um gabinete – que a IdeaFormer também vende.
Entre as maiores melhorias em relação ao V1, o V2 inclui nivelamento automático da cama, o que torna a experiência geral mais amigável e fácil. Por fim, o IdeaFormer IR3 V2 vem com os recursos modernos padrão, como tela sensível ao toque, sensor de esgotamento de filamento e controle remoto por Wi-Fi com monitoramento de feed de câmera ao vivo.
- Prós: Impressão de alta velocidade, sistema de movimento Core-XY com trilhos lineares, esteira PEI com cama aquecida, tela sensível ao toque, Wi-Fi, monitoramento de câmera ao vivo
- Contras: A câmera incluída não vem com um suporte, não tem uma grande comunidade de usuários
O Cavaleiro Branco
Em seguida, o White Knight é um projeto de impressora 3D de correia de código aberto desenvolvido pela NAK3DDesigns, que também ajudou a criar o agora descontinuado 3DPrintMill (CR-30) da Creality. A impressora usa muitas peças impressas em 3D e outros hardwares, o que reduz seu custo (cerca de US $ 2.000) e ainda oferece uma estrutura muito grande e resistente, entre outros recursos.
Como um projeto DIY, você terá que reunir todas as peças e montá-las você mesmo. Embora não seja um passeio pelo parque, há uma grande comunidade por trás do projeto que pode ajudar no seu processo de construção.
Alguns dos recursos do White Knight incluem trilhos lineares para movimento super suave da cabeça de impressão, uma extrusora BondTech para fluxo consistente de filamento e uma extremidade quente de alta temperatura. Infelizmente, sabe-se que é muito difícil nivelar a cama, que também não é aquecida. Sem recursos de temperatura da cama, você provavelmente ficará restrito a imprimir apenas filamentos de PLA.
- Prós: Muito desenvolvido com muito apoio da comunidade, estrutura robusta, grande largura e altura de impressão
- Contras: Sem cama aquecida, opções mínimas de nivelamento da cama, caro
iFactory One Pro
Pouco depois que a Creality lançou sua campanha 3DPrintMill Kickstarter, uma pequena empresa iniciante também chamou a atenção de muitos interessados em impressoras 3D de correia de baixo custo: iFactory 3D. O iFactory One também foi lançado no Kickstarter, mas após seu lançamento oficial, o iFactory3D o substituiu pelo iFactory One Pro, uma versão com especificações atualizadas e mais recursos.
O iFactory One Pro custa cerca de US $ 4.800 e é carregado com alguns recursos exclusivos, como sua câmera integrada que monitora sua impressora e garante que suas impressões estejam funcionando sem problemas com o software de detecção de falhas habilitado para IA. A impressora possui um cabeçote de impressão E3D Hemera de alta temperatura, engrenagens duplas e extrusão direta, que deve fornecer extrusão confiável e precisa. Também na máquina estão trilhos lineares, uma placa-mãe Duet3D, um LCD com tela sensível ao toque e um Raspberry Pi 4 habilitado para Wi-Fi.
Se você deseja um pouco mais de compatibilidade de materiais ou deseja ter uma configuração que inclua um gabinete, o iFactory tem uma solução. O gabinete correspondente custará cerca de US $ 500, o que pode valer a pena, pois uma opção DIY seria muito mais desafiadora. Também vale a pena mencionar que você precisa fazer uma quantidade razoável de montagem para colocar esta impressora em funcionamento.
- Prós: Extrusora direta poderosa, hot end E3D de alta temperatura, placa-mãe Duet3D de 32 bits, LCD com tela sensível ao toque, Raspberry Pi 4 para conectividade Wi-Fi, trilhos lineares para movimento suave, detecção de falha de IA disponível, grande área XY
- Contras: Caro, montagem necessária
Suporte a fatiadores
As impressoras 3D de correia ainda são um tipo relativamente incomum de impressora 3D. No entanto, nos últimos anos, o suporte a software melhorou significativamente, oferecendo aos usuários mais opções do que nunca.
Um fatiador confiável é o Cura, um dos melhores e mais populares fatiadores disponíveis. A Blackbelt desenvolveu sua própria versão do Cura, chamada Blackbelt Cura 3.6, que funciona não apenas para suas impressoras, mas também para impressoras de correia que não são da Blackbelt. No entanto, vale a pena notar que esta versão está um pouco desatualizada, já que a versão mais recente do Cura é atualmente a versão 5.9.
Uma alternativa decente ao Blackbelt Cura pode ser o ideaMaker, que agora suporta impressoras 3D de correia. Este fatiador vem ganhando força por seus recursos e interface de usuário intuitiva.
Outra opção é o Kiri:Moto, um fatiador baseado em navegador que tem suporte para impressoras de cinto junto com vários outros tipos de impressoras 3D.
Alternativa de fatiador: script de código G
Existe outra opção, mas não é um fatiador; é um script de código G que você pode adicionar ao código G depois de fatiar seu modelo (em qualquer segmentação). As instruções do código G podem ser encontradas no Thingiverse, onde você também pode baixar o script.
Olhando para o futuro
Neste ponto, outros estilos de impressão são mais desenvolvidos e mais confiáveis porque possuem um bico plano em uma cama aquecida. No entanto, estamos bastante confiantes de que as impressoras 3D de esteira melhorarão com o tempo.
Embora possa não haver muitas impressoras econômicas desse estilo, é provável que isso mude. Como comparação, as primeiras impressoras 3D foram vendidas por mais de US$ 100.000 na década de 1980, e agora uma impressora 3D de qualidade pode custar cerca de US$ 200.
A tecnologia de impressão 3D de esteira deve se estabilizar e melhorar, especialmente à medida que mais empresas fabricam suas próprias impressoras de esteira. O aumento da prevalência dessas impressoras também deve significar mais suporte e opções de fatiador no futuro.
Este artigo foi inicialmente publicado por All3DP.
