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O carretel que estala no bico
Doze ganchos em PETG com o carretel da prateleira: 5 passaram na inspeção. Depois de 6 horas a 55 graus no desidratador, 12 de 12.
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Bolha na parede do gancho em PETG úmido
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Filamento molhado não avisa nada. O fio não incha, não muda de cor no carretel e não deixa marca nenhuma que o olho pegue enquanto está enrolado na bobina. A água entra pelo próprio corpo do plástico, molécula por molécula, nas semanas em que o carretel fica aberto numa prateleira de oficina.
O PETG é o pior aluno dessa turma entre os filamentos comuns de bancada. Ele puxa umidade do ar mais rápido que o PLA e segura mais água que o ABS, e um litoral com umidade relativa acima de 75 por cento na maior parte do ano deixa um carretel aberto saturado em poucos dias de prateleira.
Dentro do bico, a 240 graus, essa água deixa de ser água. Ela vira vapor dentro de um espaço apertado que já está cheio de plástico fundido sob pressão, e a única saída disponível é o furo de 0,4 milímetro por onde o fio sai. O vapor empurra, o plástico cede e a extrusão perde o comando por uma fração de segundo.
O barulho é o primeiro sintoma, e é o mais barato de medir. Cada bolha que arrebenta na ponta do bico faz um estalo seco, parecido com gordura quente em frigideira, audível a um metro da máquina numa oficina em silêncio. Quem imprime há algum tempo já ouviu o som e aprendeu a ignorá-lo.
O que vem depois do estalo é o que custa dinheiro. O fio sai mais grosso num instante e mais fino no instante seguinte, a parede externa recebe uma bolha alongada que o dedo sente antes do olho enxergar, e a superfície que deveria sair translúcida ganha um véu esbranquiçado na região do defeito. Em peça vendida por acabamento, cada uma dessas marcas é uma peça a menos na caixa de entrega.
O ponto que quase ninguém mede é a taxa: quantas peças de uma mesa cheia realmente sobrevivem à inspeção quando o carretel está úmido, e quantas sobrevivem quando o mesmo carretel passa algumas horas num desidratador de alimentos. A resposta muda a conta da oficina inteira, porque refugo não paga só o filamento perdido, paga também a hora de máquina que produziu a peça errada.
Dá para transformar a suspeita em número com uma mesa repetida e um caderno do lado da impressora.
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I Projeto da Semana
Doze ganchos e um carretel encharcado
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Sete dos doze ganchos foram para a bandeja de refugo.
A peça do teste foi um gancho de parede para garagem em PETG laranja translúcido, 96 milímetros de comprimento, parede de 2,4 milímetros, base com dois furos de fixação e um raio de garganta que segura carga pendurada. Doze unidades por mesa, arranjadas em três fileiras de quatro, com a mesma orientação de face lisa para cima.
O carretel escolhido estava aberto há cinco semanas numa prateleira de oficina sem porta, dentro de uma sala sem ar condicionado, com o higrômetro de bancada marcando entre 74 e 81 por cento de umidade relativa nos dias do teste.
O perfil de fatia foi congelado antes de qualquer coisa: bico de 0,4, camada de 0,2, três paredes, 20 por cento de preenchimento em grade, bico a 240 graus, mesa a 80 graus, 45 milímetros por segundo na parede externa, retração de 1,2 milímetro e resfriamento em 40 por cento. Nada nesse perfil mudou entre as duas mesas.
A primeira mesa rodou com o carretel direto da prateleira, sem tratamento nenhum. A impressão levou 2 horas e 40 minutos e consumiu 216 gramas de filamento, 18 gramas por gancho.
A contagem de estalo foi feita com cronômetro e caderno, em três janelas de 10 minutos espalhadas pela impressão. A média deu 7,8 estalos por minuto na parede externa, o que projeta perto de 63 eventos audíveis na mesa inteira.
A inspeção foi feita com a peça na mão, sob luz de bancada rasante, e a régua era única: gancho com bolha visível na parede externa, com véu esbranquiçado na região translúcida ou com filete de material saindo do raio da garganta não vai para a caixa. Cinco ganchos passaram. Sete ficaram na bandeja de refugo.
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A umidade absorvida por polímeros higroscópicos se converte em vapor durante o processamento a quente e provoca defeitos superficiais como bolhas, estrias e perda de brilho, além de degradação hidrolítica da cadeia quando a exposição térmica é prolongada.
Vishu Shah, Handbook of Plastics Testing and Failure Analysis, Wiley, 2007
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O mesmo carretel foi então para um desidratador de alimentos doméstico, sem as bandejas do meio, com a bobina deitada no eixo central e o termostato travado em 55 graus por 6 horas corridas.
A segunda mesa saiu do desidratador direto para a impressora, com o carretel ainda morno, e rodou o mesmo arquivo com o mesmo perfil. A contagem caiu para 0,4 estalo por minuto, três eventos audíveis na impressão inteira, e o consumo ficou em 214 gramas, dois gramas a menos que a mesa úmida.
Os doze ganchos passaram na inspeção. Nenhuma bolha na parede, nenhum véu na região translúcida, e o raio da garganta saiu limpo em todos, sem o filete que a extrusão instável deixava para trás.
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II Configurações Recomendadas
Seis horas a 55 graus antes do bico
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A temperatura do desidratador não é escolha de gosto: PETG seca entre 55 e 65 graus, e passar dos 70 amolece o fio na bobina o suficiente para colar volta com volta e travar a alimentação no meio da impressão. Cinquenta e cinco graus por 6 horas resolve carretel de prateleira sem colocar a bobina em risco.
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A física da secagem é lenta de propósito. A água que entrou na massa do fio precisa migrar de dentro para fora antes de evaporar, e esse caminho leva horas mesmo com o ar quente circulando, porque o filamento enrolado esconde a maior parte da própria superfície.
Duas horas a 55 graus dão sensação de melhora e resolvem só a camada externa da bobina. O estalo some no começo da impressão e volta quando o bico começa a puxar o fio das voltas internas, que continuam com a mesma água de antes.
Desidratador de alimentos vence o forno doméstico por um motivo prático. Forno de cozinha oscila 20 graus em torno do ponto ajustado e mede a temperatura longe de onde o carretel está, e uma oscilação para cima costuma terminar com a bobina deformada.
A receita da secagem no desidratador
Primeiro, tire as bandejas do meio e deixe só a base e a tampa. O carretel deitado no eixo central recebe ar por todos os lados, e bobina de 1 quilo em espiral cabe na maioria dos aparelhos de bancada.
Segundo, trave o termostato em 55 graus e confira com um termômetro independente dentro do aparelho, porque o mostrador do desidratador costuma errar para cima e um erro de 15 graus derrete a borda da bobina.
Terceiro, conte 6 horas corridas para carretel de prateleira e 4 horas para carretel que ficou aberto poucos dias. Interromper e recomeçar não soma: o fio volta a puxar umidade do ar assim que o aparelho desliga.
Quarto, leve o carretel morno direto para a impressora e imprima na sequência. PETG seco em ambiente de 80 por cento de umidade volta a mostrar estalo em cerca de 48 horas de prateleira aberta, então secar hoje para imprimir na semana que vem é trabalho perdido.
Quinto, guarde o que sobrou num pote hermético com sílica gel dentro, e troque a sílica quando as bolinhas mudarem de cor. Pote de 5 litros com 100 gramas de sílica segura um carretel de 1 quilo em torno de 20 por cento de umidade relativa.
Uma armadilha mora no ajuste do perfil. Quem convive com filamento úmido tende a compensar o defeito baixando a temperatura do bico em 10 graus e subindo a retração, e o perfil corrigido continua ali quando o filamento seca, produzindo subextrusão e parede fraca numa peça que estaria perfeita no perfil original.
Configuração fechada da mesa aprovada: PETG seco por 6 horas a 55 graus, bico de 0,4, camada de 0,2, três paredes, 20 por cento de grade, 240 graus no bico, 80 na mesa, 45 milímetros por segundo na parede externa, retração de 1,2 milímetro, resfriamento em 40 por cento e o carretel na impressora em menos de 1 hora depois de sair do aparelho.
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