Esse artigo realiza uma abordagem sobre a elaboração e construção de impressora 3D

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Figura 02 - Carcaças carro 3D[pic 5]

Fonte da imagem: Replica DB4 Project

- NA ARQUITETURA

Na arquitetura a impressora 3D beneficia a apresentação de projetos, onde a antigamente a apresentação baseava-se em uma maquete, construída manualmente pelo projetista. Utilizando a impressora, o projetista consegue apresentar detalhes do seu projeto, imprimindo toda a estrutura final. Além de possibilitar a realização de testes de estrutura, cálculos. Auxiliando o dia a dia do projetista[pic 6]

Figura03 – Cassa impressa 3D

(Fonte da imagem: 3D SYSTEMS)

Tornando real um projeto desenhado em um software a impressora 3D modificará a forma em que os objetos são criados.

- SOFTWARE E HARDWARE

- SOFTWARE DE MODELAGEM

O primeiro passo para uma impressão 3D é um modelo tridimensional do objeto, criado em um software para computação gráfica ou gerado por um scanner 3D. Após pesquisas relevantes determina se que a modelagem parte de dois tipos de objetos e seus softwares de modelagem específicos:

- Blender: para objetos “orgânicos” ou de modelagem livre.

- Google SkecthUP para objetos mecânicos ou que necessitem de medidas

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Figura 03 – Softwares de Modelagem

Fonte http://reprap.org/wiki/Prusa_Aire

- SOFTWARE DE IMPRESSAO

sLICER (FATIADOR)

Antes do envio do arquivo modelado para processamento na impressora é necessário a conversão do modelo em uma série de camadas finas especificadas no padrão G-CODE (linguagem de programação numérica para máquina CNC) que o firmware da placa de processamento reconhece.

O Slicer fatia o modelo 3d stl em várias camadas que serão geradas pelo extrusor da impressora. Existem muitas variáveis para regulagem no software. O software mais utilizado é o Slic3r, por ser open source.

Figura 04 - Slic3r. Fonte: www.slic3r.org[pic 8]

- SOFTWARE DE CONTROLE

Softwares para controlar a impressora através do computador. Sua utilização é: enviar comandos diretamente para o firmware através da porta USB e monitorar recursos. Os mais utilizados são Repetier Host e Pronterface.[pic 9]

Figura 05- Repetier Host. Fonte: www.repetier.com

- HARDWARE

A impressora usa por princípio no movimento mecânico, coordenadas cartesianas que utiliza os eixos x, y e z como diretrizes de movimento durante a impressão. Cada eixo é controlado diretamente por um parafuso ou correia, para se movimentar em uma determinada distância é necessário apenas a rotação do motor em um ângulo correto. O conjunto mais comum de hardware é um Arduino Mega + Placa controladora Ramps 1.4 + Drivers A4988. Pode melhorar o projeto através do uso de visor LCD e leitor de cartão SD. Servo motores podem ser utilizados para nivelamento automático da zona de impressão.

- ESTRUTURA FÍSICA E MECÂNICA

É a estrutura física constituída de ferragens e peças plásticas. Existem frames que são necessários peças plásticas impressas e ferragens para a montagem, peças plásticas e perfis de alumínio 15x15 ou 20x20, peças de madeira ou acrílico e ferragens. É necessário barras lisas de metal para deslizamento dos eixos e rolamentos, de 8, 10 ou 12mm. A barras de inox são mais rígidas, não apresentam oxidação e são mais alinhadas. Barras de rosca de 5 ou 6mm podem ser utilizadas na estrutura.

É a forma física da impressora composta de parafusos, porcas, barras lisas, roscadas e rolamentos (figura 06). [pic 10]

Figura 06 - Exemplo simples de estrutura

Fonte: www.reprap.com

- PLACA CONTROLADORA

O “cérebro” da impressora, responsável pelo processamento das definições do arquivo G-CODE e monitoramento dos recursos fiscos como: temperatura da mesa, bico, coordenadas de impressão, velocidade de impressão, altura da camada e comandar a eletrônica. Neste projeto, a placa controladora é um Arduino Mega (figura 07) e utiliza uma Ramps (figura 08) como placa de comando

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Figura 6- Arduino Mega

Fonte:http://www.arduino.cc(2016)

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Figura 7-Placa controladora RAMPS.

Fonte: http://printersketch3d.lojaintegrada.com.br

- DRIVER A4988

A tensão de operação lógica do driver é de 3-5,5V conectados nos pinos VDD e GND, que controlam motores de até 8-35V e 2A por bobina (picos de 4A), e motor com até 1/16 passos.

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Figura 09 - Esquema eletrônico Driver A4988.

Fonte: https://www.pololu.com

- ESQUEMA DE LIGAÇÃO DE UMA IMPRESSORA 3D

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Figura 10 – Fonte www.ventron.com.br

- Motores de passo

O padrão amplamente utilizado são os motores nema 17 1.8 degree 4,8 torque. A quantidade básica são 4, um para cada eixo x, y e 2 para o eixo z e um para o extrusor. Os motores de passo atendem os requisitos de força, velocidade e precisão milimétrica nos movimentos requeridos pela impressora 3D. São os responsáveis pela movimentação do braço mecânico no plano cartesiano.

- EXTRUSOR / HOTEND

Extrusor: responsável por depositar a camada de filamento durante a impressão.

Composição do extrusor: hotend (bico aquecido), termistor, motor de passo e o parafuso trator.

Hotend: