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ED 064

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A aba de 1,2 mm que quebrou na quinta abertura

PLA estalou na quinta abertura, PETG passou dos 60 ciclos e uma folga de 0,15 mm no batente deixou a aba descansar.

Tampa de caixa de ferramentas impressa com a aba de encaixe de PLA partida ao lado da aba de PETG inteira.

A aba de PLA partida ao lado da aba de PETG

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A frase da oficina veio antes da primeira impressão: “Aba de 1,2 milímetro em PLA aguenta abrir e fechar a vida inteira.” Aguentou quatro aberturas. Na quinta, a aba da tampa estalou rente à parede e ficou presa na caixa.

A peça era uma caixa de ferramentas de oficina, 220 por 120 por 80 milímetros, para chaves de fenda, brocas e um paquímetro (o instrumento de medir com bico de pinça). A tampa não tinha dobradiça nem parafuso. Ela travava por encaixe por pressão: duas abas flexíveis na borda da tampa, cada uma com um gancho na ponta, que entram dobrando e voltam ao lugar presas num ressalto da caixa.

Cada aba tinha 1,2 milímetro de espessura, 8 de comprimento e 10 de largura. O gancho da ponta avançava 0,8 milímetro. Para abrir, a aba precisa dobrar esses 0,8 milímetro até o gancho escapar do ressalto.

A impressão saiu em PLA cinza (o plástico de amido de milho, rígido e o mais comum na impressão caseira), numa Bambu Lab A1 com bico de 0,4 milímetro. A tampa fechou com um clique firme na primeira vez, e a caixa foi para a oficina cheia.

A quebra deixou uma superfície lisa e esbranquiçada na raiz da aba, o ponto onde ela nasce da tampa. Sem fio esticado, sem dobra: o PLA rompeu de uma vez, seguindo a linha entre duas camadas.

A segunda tampa repetiu o desenho, linha por linha, em PETG (o plástico das garrafas de água, mais flexível que o PLA). Ela passou de 60 ciclos de abrir e fechar, contados a lápis numa fita crepe colada na lateral, e a aba segue inteira.

Uma terceira mudança apareceu no meio do teste: uma folga de 0,15 milímetro no batente, a borda interna onde a tampa apoia. Sem ela, a aba ficava dobrada até com a caixa fechada. O desenho completo, com a conta da aba, está no Projeto da Semana.

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I Projeto da Semana

A aba que ficava dobrada com a tampa fechada

A caixa de ferramentas de oficina foi desenhada no Tinkercad, o programa gratuito de modelagem que roda no navegador. A tampa encaixa por pressão nas duas paredes menores da caixa, com uma aba em cada lado.

Como a aba trabalha

A aba funciona como um trampolim preso numa ponta só. A raiz fica colada na tampa e a ponta, com o gancho, fica solta. Ao fechar, a rampa do gancho empurra a ponta para dentro, e ela volta quando passa do ressalto.

Toda a dobra se concentra na raiz. Quanto mais grossa e mais curta a aba, mais o plástico da raiz estica para a ponta andar os 0,8 milímetro do gancho.

A conta vem da fórmula de viga engastada (a barra presa numa ponta e livre na outra) e cabe numa linha: deformação na raiz = 1,5 × espessura × deslocamento ÷ comprimento ao quadrado. Com 1,2 de espessura, 0,8 de gancho e 8 de comprimento, dá 1,5 × 1,2 × 0,8 ÷ 64, ou 2,25%.

Na prática, a face de fora da raiz estica 2,25% a cada abertura. O PLA é rígido e quebradiço: aguenta esse esticão poucas vezes antes de trincar. O PETG estica e volta, ciclo após ciclo, sem abrir trinca.

A aba quebra na raiz, e a raiz sofre mais quando a aba é curta e grossa.

A quinta abertura

Na tampa de PLA, a raiz era um canto vivo de 90 graus. Canto vivo concentra a tensão num ponto só, e a trinca começa ali. A tampa foi impressa deitada, com a aba subindo em pé, camada sobre camada.

Cada camada gruda na de baixo por calor, e essa solda é o ponto mais fraco de uma peça impressa. Na aba em pé, a dobra puxa justamente a solda da raiz, e foi nela que o PLA abriu.

A folga no batente

O batente é a borda interna da caixa onde a tampa apoia quando fecha. No primeiro desenho, a distância do batente ao ressalto era igual à altura do gancho, sem sobra nenhuma.

Com a tampa fechada, o gancho encostava no ressalto e a aba ficava levemente dobrada, carregada o tempo todo. Uma aba carregada parada também cansa, e o PLA chegou à quinta abertura com a raiz tensionada desde o primeiro clique.

Na versão de PETG, o ressalto desceu 0,15 milímetro. Fechada, a tampa assenta no batente, o gancho fica solto na folga e a aba volta reta. Ela só trabalha nos segundos de abrir e fechar.

A folga não deixa a tampa bambear. Com 0,15 milímetro, menos que uma camada de 0,2, a caixa sacudida na mão não faz barulho de tampa batendo.

II Configurações Recomendadas

PETG, raiz arredondada e ressalto rebaixado

PETG a 240 graus, mesa a 75, camada de 0,2 milímetro, 3 perímetros na aba, raio de 0,6 milímetro na raiz, ventilação a 40% e ressalto rebaixado em 0,15 milímetro: tampa com mais de 60 ciclos e aba inteira.

Os 3 perímetros (as voltas de parede sólida que o fatiador, o programa que transforma o modelo em camadas, desenha em volta de cada contorno) somam 1,2 milímetro com bico de 0,4. A aba sai toda em parede maciça, sem preenchimento no meio.

A ventilação baixa deixa a camada de PETG mais quente quando a próxima chega, e a solda entre elas fica mais forte. Com a ventoinha no máximo, a aba de PETG perde parte da vantagem que ganhou no plástico.

O raio na raiz tira o canto vivo. A tensão que se juntava num ponto passa a se espalhar pela curva, e a trinca perde o lugar onde começava.

O raio e a folga no Tinkercad

O Tinkercad não tem ferramenta de arredondar canto interno. A curva sai de uma caixa pequena cavada por um cilindro marcado como furo.

Os passos, com a tampa e a caixa já desenhadas:

1. Selecione o ressalto da caixa e baixe a altura dele em 0,15 milímetro, digitando o valor direto na caixa de medida.

2. Arraste uma caixa, ajuste para 0,6 por 0,6 milímetro e 10 de largura, e encoste no canto entre a aba e a tampa, do lado de dentro da dobra.

3. Arraste um cilindro, marque como furo, ajuste para 1,2 milímetro de diâmetro e 10 de largura, e deite ao longo da caixa pequena.

4. Posicione o centro do cilindro a 0,6 milímetro da aba e a 0,6 da tampa, para ele cavar a caixa pequena em curva.

5. Selecione a tampa, a caixa pequena e o furo e agrupe. A raiz ganha a curva de 0,6 milímetro.

6. Exporte em STL e confira no fatiador, na vista de camadas, se a curva aparece na raiz.

Contar os ciclos

A fita crepe na lateral recebe um traço a lápis a cada abertura, agrupados de 5 em 5. Aos 30 traços, vale olhar a raiz contra a luz: marca esbranquiçada no PETG é o plástico cansando, e a aba pede raio maior ou gancho menor.

A tampa de PETG chegou aos 60 traços sem marca na raiz. O clique segue firme, e o gancho ainda segura a caixa de ponta-cabeça com as ferramentas dentro.

Configuração fechada: PETG com ventilação a 40%, 3 perímetros cobrindo a aba inteira, raio de 0,6 na raiz e ressalto 0,15 milímetro abaixo do gancho.

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III Análise de Margem

Os R$ 1,46 que seguraram a tampa

A caixa completa vende a 79 reais na feira de artesanato do bairro. A conta compara só a tampa, com o rolo de PLA a 110 reais o quilo, o de PETG a 120 e a máquina a 4 reais a hora, somando luz e desgaste.

• Tampa em PLA: 46 gramas, 5,06 reais, mais 2 horas e 5 minutos de máquina, 8,33 reais

• Tampa em PETG: 46 gramas, 5,52 reais, mais 2 horas e 20 minutos de máquina, 9,33 reais

• Diferença por tampa: 15 minutos e 1,46 real

• Tampa de PLA quebrada: 13,39 reais perdidos, mais a caixa sem tampa na oficina

• Mudança no desenho: 6 minutos para o raio e a folga

A tampa de PETG demora 15 minutos a mais porque o PETG pede velocidade menor nas paredes externas, para a camada assentar sem fiapo. O peso fica igual, porque os dois plásticos têm densidade parecida.

O corpo da caixa segue em PLA e custa 31,40 reais em plástico e máquina. Com a tampa de PETG, o custo total fecha em 46,25 reais e a margem fica em 32,75 reais por venda.

Os 1,46 real a mais saem dessa margem sem mexer no preço de etiqueta. Na feira, a tampa quebrada custaria a caixa devolvida, a troca, a viagem de volta e o cliente que não indica a banca para o vizinho.

O teste de 60 ciclos levou 12 minutos de abrir e fechar na oficina, com a contagem na fita. É o tempo de uma impressão curta, e responde antes do cliente se a aba vai durar.

O arquivo do Tinkercad ficou salvo com a espessura, o gancho e a folga no nome do projeto. Para uma caixa de outro tamanho, basta conferir a conta da aba e manter a deformação na raiz perto dos 2,25%.

Ficou uma regra na oficina: toda aba de encaixe por pressão sai em PETG, com raiz arredondada e 0,15 milímetro de folga entre o gancho e o ressalto.

“Quantas abas de encaixe nas suas peças ficam dobradas com a tampa fechada?”

Hoje: pegue 1 caixa com tampa de encaixe que você imprimiu, feche e confira com a unha se o gancho encosta no ressalto; nas próximas 24 horas, rebaixe esse ressalto em 0,15 milímetro no desenho.