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ED 040

O tampo que fechou com dezenove furos

Vinte tampos do mesmo arquivo em dois valores de topo: sete furados com três camadas, nenhum furado com cinco, e 4,7 gramas a mais por peça.

Tampo plano de PLA cinza iluminado por baixo por uma lanterna na bancada.

Tampo de PLA cinza contra a lanterna na bancada

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"Três camadas de topo é o padrão, deixa assim." Foi a frase que entregou sete tampos furados dentro de uma caixa de organização já embalada. Topo furado tem nome no ofício: pillowing (almofadado, o acabamento em que a última face fecha cheia de bolhas e vãos passantes entre os fios). O fio da primeira camada sólida atravessa pendurado sobre o vão do preenchimento, esfria no ar, encolhe e puxa o vizinho. Quando não sobram camadas sólidas por cima pra cobrir o estrago, o buraco chega ao lado de fora.

A bancada montou o teste com o tampo plano de uma caixa de organização de 120 por 80 por 40 milímetros. O tampo tem 120 por 80 milímetros de face e 3 de espessura, sem furo, sem gravação e sem chanfro, porque qualquer detalhe na face de cima mudaria o caminho do bico e sujaria a leitura. O arquivo é um só, exportado duas vezes: uma com 3 camadas de topo, que dão 0,6 milímetro de casca sólida, outra com 5 camadas, que dão 1,0 milímetro.

Dez cópias de cada saíram da mesma impressora, uma por vez, mesmo rolo de PLA cinza, bico de 0,4, camada de 0,2, três paredes, preenchimento em grade a 15 por cento, bico a 205 graus, mesa a 60 e ventoinha em 100 por cento a partir da segunda camada. Vinte tampos no total, todos pesados numa balança de 0,1 grama assim que esfriaram.

O critério ficou combinado antes da primeira peça. Furo é vão passante: a luz de uma lanterna de 300 lúmens, encostada por baixo a 10 centímetros da face, atravessa e aparece como ponto claro na sala escura. Bolha, ondulação e fio solto sem passagem de luz contam como marca de acabamento, não como furo. Cada tampo foi conferido na lanterna e depois na lupa de 10 vezes, com os vãos contados um a um e marcados a lápis.

Nenhum tampo levou ferro de alisar, massa de acabamento ou lixa. A prova aqui é do fatiamento, e acabamento manual esconde o defeito de configuração atrás de uma camada de esforço humano.

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I Projeto da Semana

Sete tampos furados e dezenove vãos

Dos dez tampos com 3 camadas de topo, sete passaram luz. A contagem na lupa fechou em 19 vãos somados, do menor com 0,4 milímetro ao maior com 2,1, medidos com o paquímetro de pontas finas apoiado na borda do buraco. O tampo de número 4 sozinho levou 6 vãos; os três tampos limpos da leva ficaram com bolha e ondulação visíveis na luz rasante, sem passagem de luz.

Os dez tampos com 5 camadas de topo fecharam sem nenhum vão passante, enquanto a leva de 3 camadas entregou sete peças furadas e 19 buracos. Três tampos da leva de 5 ficaram com leve marca de bolha no centro, que sumiu ao passar a mão e não apareceu na lanterna.

A posição do furo repetiu em todas as sete peças: sempre sobre um vão do preenchimento, nunca a menos de 4 milímetros de uma parede. O preenchimento em grade a 15 por cento deixa vãos de cerca de 4,2 milímetros de lado numa peça deste tamanho, e é exatamente sobre esses quadrados vazios que o fio da primeira camada sólida trabalha pendurado, sem apoio embaixo.

A balança explicou o preço do conserto antes do relógio. O tampo de 3 camadas pesou 41,2 gramas em média nas dez peças, com 0,3 grama de variação entre a mais leve e a mais pesada. O tampo de 5 camadas pesou 45,9 gramas, também com 0,3 de variação. As duas camadas sólidas extras cobrem 96 centímetros quadrados de face e somam 4,7 gramas de PLA por peça.

Um número maior de camadas sólidas superiores é a correção direta para o efeito de almofadado, porque as camadas adicionais cobrem os fios que afundaram sobre os vãos do preenchimento.

Prusa Research, Prusa Knowledge Base, verbete sobre pillowing, 2021

O verbete da Prusa Research descreve o mesmo caminho que a lupa mostrou na bancada. Nos sete tampos furados, o vão nunca começa na última camada: ele nasce na primeira camada sólida, que tenta cruzar o quadrado vazio do preenchimento e afunda no meio do caminho. A segunda camada sólida repete o afundamento porque assenta numa base já torta, e a terceira, que seria a face acabada, chega sem material suficiente pra fechar o buraco.

Com 5 camadas, a quarta e a quinta assentam sobre uma superfície já corrigida pelas três de baixo e imprimem em superfície cheia. O fio deita sobre material, não sobre ar, e a face de cima sai contínua.

O tempo de máquina ficou anotado por peça, lido no relógio da própria impressora e conferido no cronômetro. O tampo de 3 camadas gastou 1h53; o de 5 camadas gastou 1h58, e as duas camadas sólidas extras custaram 5 minutos por peça.

II Configurações Recomendadas

Cinco camadas de topo com preenchimento de 15 por cento

Cinco camadas de topo com preenchimento em grade a 15 por cento fecharam os dez tampos sem furo, e o ajuste custa 4,7 gramas e 5 minutos por peça. Quem imprime face plana maior que 60 centímetros quadrados sobe junto, porque o vão do preenchimento continua igual enquanto a área pendurada cresce.

A configuração do topo decide se a peça sai pronta pra embalar ou se volta pra bancada com lixa na mão. A bancada fechou cinco decisões depois dos vinte tampos.

Cinco ajustes que fecharam a face de cima

Primeiro, use 5 camadas de topo sempre que a espessura sólida ficar abaixo de 1,0 milímetro. Com camada de 0,2, cinco camadas dão exatamente 1,0; com camada de 0,3, três camadas já entregam 0,9 e resolvem quase tudo. A conta que vale é a espessura em milímetro, não o número de camadas.

Segundo, mantenha o preenchimento em 15 por cento e não suba pra tapar buraco de topo. Subir pra 25 por cento nesse tampo somaria 6,8 gramas e 11 minutos por peça, mais caro que as duas camadas sólidas, e o teste mostrou que 5 camadas resolvem com 15 por cento embaixo.

Terceiro, ligue a ventoinha em 100 por cento nas camadas sólidas de cima. O fio pendurado sobre o vão precisa endurecer antes de afundar, e refrigeração fraca nessa altura é o que transforma bolha em buraco.

Quarto, baixe a velocidade das camadas sólidas superiores pra 30 milímetros por segundo. Na leva de teste, o tampo saiu a 30 nas camadas de topo e a 60 no resto do corpo, o que explica boa parte dos 1h53 de máquina e mantém o fio deitado no lugar sobre o vazio.

Quinto, ative a ordem monotônica no topo (monotonic, o modo em que o bico deita todos os fios da face no mesmo sentido e na mesma sequência, sem voltar por cima do que já fez). A face sai com brilho uniforme e a costura entre fios vizinhos fecha melhor.

O primeiro tampo da leva de 3 camadas tinha saído limpo, e é isso que engana quem confere uma peça só antes de mandar dez pra fila. O defeito depende de onde o vão do preenchimento cai em relação à borda, e uma peça de 120 por 80 tem espaço pra sortear esse encontro de dezenas de jeitos.

Configuração fechada do tampo aprovado: PLA cinza a 205 graus com mesa a 60, camada de 0,2, bico de 0,4, três paredes, preenchimento em grade a 15 por cento, 5 camadas de topo somando 1,0 milímetro, ventoinha em 100 por cento, camadas de topo a 30 milímetros por segundo, ordem monotônica ligada e nenhum acabamento manual.

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III Análise de Margem

Os 47 gramas e os 50 minutos do topo liso

Dez tampos com 5 camadas de topo consomem 459 gramas de PLA e ocupam 19h40 de impressora. Os mesmos dez com 3 camadas consomem 412 gramas e 18h50. O topo liso pesa 47 gramas e 50 minutos a mais no lote inteiro.

Tampos no teste: 20, sendo 10 com 3 camadas de topo e 10 com 5

Tampos com vão passante: 7, todos na leva de 3 camadas

Vãos contados na lupa: 19, do menor com 0,4 milímetro ao maior com 2,1

Pior peça da leva: tampo 4, com 6 vãos

Tampos da leva de 5 camadas com furo: nenhum

Marca de bolha sem furo na leva de 5: 3 tampos

Espessura sólida de topo: 0,6 milímetro com 3 camadas e 1,0 com 5

Vão do preenchimento a 15 por cento: cerca de 4,2 milímetros de lado

Distância mínima do furo até a parede: 4 milímetros

Peso do tampo de 3 camadas: 41,2 gramas

Peso do tampo de 5 camadas: 45,9 gramas

PLA a mais por peça: 4,7 gramas

Tempo de máquina por tampo: 1h53 com 3 camadas e 1h58 com 5

Minutos a mais por peça: 5

Lote de 10 peças com topo liso: 459 gramas e 19h40

Custo das 47 gramas extras: 4,18 reais, com filamento a 89 reais o quilo

Reimpressão dos 7 tampos furados: 288,4 gramas e 13h11

Custo do refugo em filamento: 25,67 reais

Tampo vendido avulso no site da bancada: 34 reais

A conta fecha rápido. Gastar 4,18 reais e 50 minutos de máquina no lote de dez evita reimprimir sete peças, que custam 25,67 reais de filamento e 13h11 de impressora parada pra refazer trabalho já feito.

O tampo furado tem ainda um custo que não aparece na balança. Ele passa pela conferência rápida quando a luz da oficina vem de cima, porque o vão de 0,4 milímetro só aparece com a lanterna por baixo, e sai da caixa na casa do cliente. Cada devolução de um tampo de 34 reais leva embalagem, postagem de ida e volta e a reimpressão, e a peça sai da oficina custando mais que o preço de venda.

Fica o limite honesto do teste. Vinte tampos é amostra pequena, tudo rodou num rolo só de PLA cinza numa única impressora, e o tampo é plano e sem detalhe na face de cima, que é o caso mais fácil. O ponto em que 4 camadas de topo já bastariam ficou de fora, porque nenhuma peça com 0,8 milímetro de casca entrou na leva, e responder pede uma terceira leva com 4 camadas a 15 e a 20 por cento de preenchimento.

"Quantas peças você já entregou sem virar o tampo contra a luz?"

Hoje: pegue os dois últimos tampos que saíram da sua impressora, acenda a lanterna do celular por baixo de cada um por 30 segundos no escuro e conte os pontos de luz; se aparecer um só, suba o topo pra 1,0 milímetro no perfil antes de mandar a próxima fila.