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O carretel de 110 reais que voltou do refugo
Dois ganchos do mesmo rolo: o do carretel 40 dias aberto rompeu a 21 quilos, o secado 6 horas a 50 graus passou de 34.
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Os dois ganchos depois do teste de carga
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O estalo que sai do bico no meio da impressão não é o motor reclamando. É água virando vapor dentro do plástico fundido, a 210 graus, num espaço menor que um milímetro cúbico.
PLA é higroscópico. A cadeia do poliéster tem sítios que puxam vapor do ar e o guardam dentro do filete, e o processo não pede chuva nem respingo. Basta o ar de uma cidade de praia, com a umidade relativa parada acima de 70 por cento, e um carretel sem saco em cima da bancada.
O estrago tem dois andares. O primeiro é mecânico e imediato: a água vira vapor no bico, abre bolha dentro do filete e a bolha deixa vazio na parede. Sai superfície fosca, fio pendurado entre as torres e falha de material bem no meio de uma parede que deveria ser contínua.
O segundo andar é químico e não volta sozinho. Na temperatura de extrusão, a água ataca a ligação éster da cadeia e parte a molécula em pedaços menores. Cadeia curta escorre mais fácil, se entrelaça menos com a vizinha e segura menos carga. A peça sai com a mesma geometria e com outra resistência.
Quem vende peça costuma sentir o problema pelo lado errado. O reflexo é culpar o modelo, subir a temperatura do bico, trocar o bico inteiro, comprar outro carretel da marca de sempre. A causa continua na bancada, destampada, puxando o ar da sala há semanas.
E fica de pé a pergunta que a bancada raramente responde: quanto do rolo volta depois de um ciclo de secagem. Filamento úmido tem cara de perda total, e o carretel de 110 reais costuma terminar no fundo do armário sem que ninguém tenha medido o que sobrou dele.
Dá pra discutir hidrólise no papel a semana inteira. Sai mais barato tirar dois pedaços do mesmo rolo, secar um deles, imprimir a mesma peça nos dois e pendurar peso até romper.
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I Projeto da Semana
O gancho úmido rompeu a 21 quilos
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Dois ganchos do mesmo rolo, o mesmo saco de areia. O que veio do carretel aberto rompeu a 21 quilos.
O gancho de parede para bicicleta é a peça que mais denuncia filamento úmido, porque ela vende pela aparência e trabalha pendurando carga. O braço sai da chapa em balanço, o quadro da bike apoia na ponta, e qualquer vazio dentro da parede aparece na hora do peso.
Os dois ganchos saíram do mesmo arquivo: braço de 92 milímetros, chapa de 60 por 40, dois furos de bucha, camada de 0,2, bico de 0,4, quatro paredes e 15 por cento de infill giroide. Mesma máquina, mesma noite, mesmo carretel de PLA.
A diferença foi só o histórico do rolo. O gancho A saiu do carretel deixado 40 dias aberto na bancada, numa sala de litoral com umidade relativa entre 74 e 82 por cento. O gancho B saiu do mesmo rolo depois de 6 horas a 50 graus na secadora de filamento.
A balança pegou a água antes de a impressão começar. O rolo entrou na secadora com 862 gramas e saiu com 856. Seis gramas de água em pouco mais de meio quilo de plástico, perto de 1 por cento da massa que o fatiador contava como filamento.
O som denunciou o resto. Na peça A o bico estalou a cada 3 ou 4 segundos durante as duas horas de impressão. Na peça B o mesmo perfil rodou sem um estalo, do primeiro ao último minuto.
A superfície separou as duas de longe. A peça A saiu fosca e granulada, com fio entre o braço e a chapa e crateras onde a bolha estourou na parede externa. A peça B saiu com brilho uniforme e parede fechada.
A extrusão também variou. O filete da peça A mediu entre 0,38 e 0,45 milímetro de largura na mesma parede, contra 0,42 constante na peça B, e parede que oscila afina no ponto errado.
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A hidrólise do PLA rompe as ligações éster da cadeia principal, e a queda de massa molar que resulta daí reduz as propriedades mecânicas do polímero.
Rafael Auras e outros, Poly(lactic Acid): Synthesis, Structures, Properties, Processing, and Applications, 2010
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O teste pendurou um saco de areia na ponta do braço, com 1 quilo por vez e dois minutos de espera a cada carga. Peça impressa não cede só no pico, ela escorre devagar sob peso parado.
A peça A rompeu a 21 quilos. A fratura abriu na terceira camada acima da chapa e correu pela parede externa, com vazios do tamanho de cabeça de alfinete visíveis a olho nu na linha da quebra.
A peça B passou de 34 quilos com o saco cheio até a boca, sem trinca e sem estalo. O teste parou ali por falta de peso na bancada, não por sinal da peça.
São 13 quilos a mais, 62 por cento acima da primeira, no mesmo arquivo, na mesma máquina e no mesmo carretel. Entre um resultado e o outro existiram só 6 horas de ar quente a 50 graus.
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II Configurações Recomendadas
Seis horas a 50 graus e uma caixa com sílica
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Filamento não estraga por idade, estraga por ar parado em volta dele. Secar não é conserto de rolo velho: é o passo que antecede qualquer peça que vai segurar carga ou sair para cliente.
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Antes do ciclo vem o diagnóstico, e ele não custa nada. Rolo úmido estala no bico, solta um fiapo de vapor contra a luz, deixa fio entre as torres e devolve superfície fosca. Filamento muito exposto ainda quebra seco na mão ao desenrolar.
O tempo e a temperatura mudam por material, e passar do ponto estraga o rolo. PLA pede 6 horas a 50 graus, PETG 6 horas a 65, TPU de 10 a 12 horas a 50, e nylon 12 horas a 80. O PLA amolece perto dos 60 graus, então 55 é o teto: acima disso as voltas colam umas nas outras e o rolo trava no meio de uma impressão.
O ciclo de secagem em quatro passos
Primeiro, pese o conjunto numa balança de cozinha de 1 grama antes de ligar a secadora e anote o número no próprio carretel. A perda de massa no fim do ciclo é a única prova de que a água saiu.
Segundo, rode as 6 horas a 50 graus com o rolo sozinho na câmara. Dois rolos empilhados dividem o mesmo ar quente e nenhum dos dois seca direito.
Terceiro, imprima com o rolo dentro da secadora ligada sempre que o trabalho passar de 4 horas. Em sala de litoral o filamento volta a puxar água em poucas horas, e a peça longa é justamente a que não perdoa.
Quarto, guarde em caixa hermética com sílica e higrômetro de bancada, com alvo abaixo de 20 por cento de umidade interna. Saco com fecho de correr aguenta o transporte, não a estocagem, porque o plástico do saco passa vapor.
A sílica também tem prazo. Sílica indicadora saturada não puxa mais nada e passa a impressão de rolo protegido, e volta a funcionar depois de 2 horas a 120 graus no forno. Sem higrômetro, ninguém percebe a hora da troca.
Quem ainda não tem secadora resolve com desidratador de alimentos, que custa parecido e segura 50 graus por 12 horas. Forno de cozinha só entra com termômetro dentro, porque o mínimo da maioria passa dos 100 graus e amolece o carretel antes de secar o filamento.
O ajuste de bico fecha o ciclo. Filamento seco flui melhor que o mesmo filamento molhado, então a bancada que subiu para 215 graus tentando compensar falha de material pode voltar para 205 depois da secagem, com a peça saindo de parede fechada.
Configuração fechada para o gancho: PLA secado 6 horas a 50 graus, camada 0,2, quatro paredes, 15 por cento de infill giroide, 205 graus no bico e 60 na mesa, retração de 0,8 milímetro, e o rolo de volta na caixa com sílica no minuto em que a impressão termina.
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