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ED 045

As sobras de 10 carretéis em 38 peças pequenas

271 gramas paradas em dez pontas de rolo, 38 peças que saíram delas e a emenda de filamento que atravessa o tracionador sem travar.

Dez carretéis quase vazios alinhados na bancada ao lado da balança de cozinha.

Dez pontas de rolo na balança da bancada

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A frase custou 271 gramas de PLA: ponta de rolo com menos de 40 gramas não dá pra nada. A prateleira de cima da bancada guardava dez carretéis nessa condição, cada um com aquele resto de filamento que não serve para a próxima peça grande e que ninguém tem coragem de jogar fora. Duas dessas pontas tinham mais de um ano de prateleira.

A balança de cozinha desfez a frase em quinze minutos. Pesando cada carretel cheio e descontando a tara (o peso do carretel vazio, que vem gravado no miolo de plástico ou sai da balança depois de desenrolar tudo), as dez sobras somaram 271 gramas de PLA de 1,75 milímetro. Em metro corrido, com 2,98 gramas por metro, são 90,8 metros de filamento parados numa prateleira.

Noventa metros é peça pequena em quantidade industrial. O erro de olhar para uma ponta de rolo e ver lixo vem de medir a sobra pela peça grande que ela não imprime mais, quando a conta certa mede a sobra pelo catálogo de peças que pesam menos de 10 gramas e que a bancada vende no balcão todo mês.

Duas correções fizeram os 271 gramas virarem produção de verdade. A primeira foi pesar antes de decidir, peça por peça, e montar a fila de impressão pelo peso exato de cada ponta. A segunda foi emendar as pontas curtas umas nas outras, porque abaixo de 10 gramas nenhuma sobra sozinha termina sequer uma peça de balcão, e a troca de rolo no meio da impressão é onde o trabalho costuma morrer.

A bancada pesou os dez carretéis, anotou grama e metro de cada um, imprimiu 38 peças pequenas do catálogo de balcão e registrou o que cada emenda aguentou no tracionador. Os números todos saíram de uma máquina só, com bico de 0,4 milímetro e PLA de três marcas.

A pesagem veio primeiro, e foi ela que mostrou onde estava a maior parte dos noventa metros.

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I Projeto da Semana

I, As dez pontas de rolo na balança

A pesagem seguiu uma regra fixa: carretel na balança de cozinha com resolução de 1 grama, menos a tara do carretel vazio da mesma marca. As três marcas da prateleira usam carretéis de 178, 190 e 232 gramas vazios, e usar a tara errada joga a medida em até 54 gramas de engano, o bastante para condenar uma sobra boa ao lixo.

As dez sobras ficaram em 38, 36, 34, 31, 29, 27, 24, 22, 18 e 12 gramas. Somadas, 271 gramas. Convertidas a metro com o fator de 2,98 gramas por metro do PLA de 1,75 milímetro, dão 12,8 metros na maior ponta e 4,0 metros na menor, com 90,8 metros no conjunto.

Metade dos 271 gramas está nas quatro pontas mais gordas, de 38 a 31 gramas, e essas quatro imprimem peça de balcão sozinhas, sem emenda nenhuma: uma ponta de 38 gramas entrega nove clipes de saco de 4 gramas com sobra de 2. As seis pontas restantes, de 29 gramas para baixo, são as que pedem emenda para render.

O catálogo de balcão da bancada tem seis peças que cabem em sobra. Clipe de saco de arroz a 4 gramas e 11 minutos; gancho de parede com furo de parafuso a 6 gramas e 17 minutos; porta-bits de 12 furos a 9 gramas e 26 minutos; jogo de 10 buchas espaçadoras a 7 gramas e 19 minutos; guia de cabo de mesa a 5 gramas e 14 minutos; anel de ponta de filamento, que prende a ponta no furo do carretel, a 3 gramas e 9 minutos.

Numa peça feita por extrusão de material, a adesão entre camadas é o ponto mais fraco da estrutura, e a resistência medida no eixo vertical fica sempre abaixo da resistência medida no plano da camada.

Ben Redwood, Filemon Schöffer e Brian Garret, livro The 3D Printing Handbook, 2017

A frase do manual vale para a peça e vale para a emenda. Uma junta de filamento feita às pressas com isqueiro cria justamente o ponto fraco no meio do fio, e o tracionador cobra a fraqueza na hora de empurrar. A emenda que aguenta é a que reconstrói a seção redonda do fio inteira, sem bolha e sem cintura.

II Configurações Recomendadas

II, A emenda que passa no tracionador

Doze emendas foram feitas com isqueiro e torção de dedo, e três arrebentaram dentro do tracionador antes dos 20 minutos de impressão; com tubo de PTFE (politetrafluoretileno, o tubo branco que guia o filamento) como molde e ferro de solda a 230 graus, onze de doze atravessaram a impressão inteira. O que separa as duas juntas é o diâmetro final: acima de 1,95 milímetro a emenda trava no furo do tubo guia, que tem 2 milímetros de passagem.

O ponto de fusão do PLA fica entre 190 e 220 graus dependendo da marca, e a ponta do ferro a 230 amolece o fio em quatro segundos sem queimar. Passar disso escurece o material e forma bolha, e bolha na emenda é fratura garantida na primeira curva do tubo.

Cinco passos da emenda que aguenta o tracionador

Primeiro, corte as duas pontas em ângulo reto com alicate de corte diagonal, encostando a lâmina de lado e girando o fio, para não amassar a seção. Ponta amassada nunca fecha redonda.

Segundo, enfie 3 centímetros de cada ponta num pedaço de 6 centímetros de tubo de PTFE, deixando as duas faces se tocando no meio do tubo. O tubo vira o molde que segura o diâmetro enquanto o material amolece.

Terceiro, encoste a ponta do ferro de solda a 230 graus na parede externa do tubo, bem sobre a junta, por 8 segundos, e empurre as duas pontas uma contra a outra com pressão leve e constante durante o aquecimento.

Quarto, espere 40 segundos de resfriamento com o fio ainda dentro do tubo antes de puxar. Puxar quente estica a junta e cria uma cintura de 1,4 milímetro que o tracionador arranca.

Quinto, meça a emenda no paquímetro e passe uma lixa de 400 se o diâmetro passar de 1,85 milímetro. A medida de segurança da bancada é 1,80 a 1,85 milímetro, com o fio original em 1,75.

O teste de tração caseiro é a última conferência antes de mandar a emenda para a máquina: segure 20 centímetros de cada lado e puxe com a força de quem abre um pacote de biscoito. A junta que passa nesse puxão passa no tracionador; a que estica ou solta volta para o ferro de solda.

Vale a honestidade sobre o limite. Filamentos de marcas diferentes emendam pior entre si, porque a aditivação muda a temperatura de amolecimento: as duas juntas que deram trabalho misturavam PLA fosco de uma marca com PLA brilhante de outra. Emenda entre cores da mesma marca não deu problema em nenhuma das doze tentativas. PETG e PLA não emendam entre si em temperatura nenhuma.

Configuração fechada do lote de sobras: PLA a 205 graus com mesa a 60, camada de 0,2 e primeira camada de 0,25, bico de 0,4, 2 paredes e 10 por cento de preenchimento em grade nas peças de balcão, ventoinha em 100 por cento a partir da segunda camada, zero suporte, emenda a 230 graus em tubo de PTFE com diâmetro final de 1,80 a 1,85 milímetro.

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III Análise de Margem

III, 38 peças pequenas a 296 reais

Os 271 gramas de sobra renderam 38 peças de balcão em 9 horas e 44 minutos de máquina, consumindo 208 gramas. As 63 gramas que faltam viraram pontas menores que 2 metros, curtas demais até para emendar, e foram para o pote de purga.

Sobras pesadas: 10 carretéis, de 38 a 12 gramas cada

Total de filamento parado: 271 gramas, 90,8 metros

Fator de conversão do PLA de 1,75: 2,98 gramas por metro

Taras de carretel vazio na prateleira: 178, 190 e 232 gramas

Clipes de saco impressos: 10, a 4 gramas e 11 minutos cada

Ganchos de parede: 8, a 6 gramas e 17 minutos cada

Porta-bits de 12 furos: 4, a 9 gramas e 26 minutos cada

Jogos de 10 buchas espaçadoras: 6, a 7 gramas e 19 minutos cada

Guias de cabo de mesa: 6, a 5 gramas e 14 minutos cada

Anéis de ponta de filamento: 4, a 3 gramas e 9 minutos cada

Filamento consumido no lote: 208 gramas, 18,51 reais com o rolo a 89 o quilo

Sobra da sobra descartada: 63 gramas em pontas menores que 2 metros

Tempo total de máquina: 9 horas e 44 minutos

Energia do lote: 1,07 quilowatt-hora, 0,98 real a 0,92 o quilowatt-hora

Custo direto do lote: 19,49 reais

Receita do balcão: 296 reais nas 38 peças

Margem sobre o custo direto: 276,51 reais

Retorno por hora de máquina: 28,42 reais

Emendas feitas: 12, com 11 aprovadas no método do tubo de PTFE

O preço de balcão de cada peça pequena foi o praticado na feira de bairro onde a bancada vende: 6 reais no clipe, 8 no gancho, 14 no porta-bits, 9 no jogo de buchas, 7 na guia de cabo e 5 no anel de ponta. Os 296 reais somam as 38 unidades a esses preços, com o lote inteiro vendido em três sábados.

O retorno de 28,42 reais por hora de máquina é alto porque o filamento já estava pago e parado. Comprar rolo novo para imprimir clipe de 6 reais muda a conta: a mesma peça sai de um rolo de 89 reais o quilo e o filamento vira 0,36 real por unidade, o que continua dando margem, só não dá a margem de quem estava com 271 gramas encostados na prateleira.

Fica o que o teste não cobriu. Peça impressa em sobra emendada não foi submetida a carga de tração no uso: gancho de parede desse lote segurou pano de prato e chaveiro, nunca ferramenta pesada, e a junta do filamento pode cair exatamente dentro da peça sem que ninguém veja. Cor também é limite de balcão, porque o cliente da feira escolhe pela cor e a prateleira de sobras não deixa escolher.

"Quantos gramas de ponta de rolo estão parados na sua prateleira agora?"

Hoje: ponha na balança os carretéis quase vazios da sua prateleira, desconte a tara de cada um e anote os gramas numa fita colada no carretel; amanhã de manhã emende as duas pontas mais curtas pelo método do tubo de PTFE e mande uma peça de 4 gramas para a máquina.