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ED 067

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Os 2 ímãs que pularam da tampa da caixa de dados

O furo de 6,2 milímetros deixou folga, o de 6,05 entrou na morsa, e uma gota de cola segurou os 8 ímãs no lugar.

Tampa de caixa de dados impressa em 3D com 4 ímãs de neodímio embutidos e uma plaquinha de teste com furos.

A tampa com os 4 ímãs rentes

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Na mesa da oficina, a frase saiu enquanto a tampa da caixa Dragão de Bolso ainda esfriava: “Dois décimos de folga bastam, o ímã entra e a cola segura.” Com essa aposta, quatro ímãs ficaram chacoalhando dentro da tampa.

A caixa Dragão de Bolso guarda um jogo de sete dados de RPG (jogo de interpretação de papéis, jogado em mesa) e fecha sem trava. Quatro ímãs de neodímio (o ímã de terra rara, pequeno e forte) na tampa encontram outros quatro no corpo da caixa. Cada ímã é um disco de 6 milímetros de diâmetro por 3 de altura.

A primeira tampa saiu com os furos desenhados em 6,2 milímetros. O ímã caía dentro sem esforço e, com a tampa de cabeça para baixo, caía para fora. Com cola instantânea, ficou preso, mas torto: dois discos secaram inclinados, e a tampa fechava com um canto mais alto. No furo largo, o disco girava e deitava enquanto a cola pegava, e ninguém conseguia segurar oito discos retos por um minuto inteiro.

A segunda tampa veio com furos de 6,05. Ali o ímã não entrava com o dedo. Foi preciso a morsa, apertando devagar, e cada disco desceu rente à superfície. Parecia resolvido, e a cola ficou no pote, por confiança no aperto.

Na quinta vez que a tampa abriu, dois ímãs ficaram para trás. Eles saltaram das cavidades e grudaram nos ímãs do corpo da caixa. O aperto segurava o disco parado; o puxão do ímã vizinho, repetido a cada abertura, foi arrancando o disco aos poucos até ele sair.

Entre a tampa folgada e a apertada, o desenho mudou só 0,15 milímetro. Nas duas faltou a mesma gota de cola, posta no fundo da cavidade, com o ímã já orientado.

A medição dos furos impressos, com paquímetro e pino de teste, abre o Projeto da Semana, junto com o motivo de o furo de 6,2 nunca sair com 6,2.

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I Projeto da Semana

O furo que encolhe na impressão

Furo impresso sai menor que o furo desenhado. A tampa da caixa Dragão de Bolso foi impressa numa Prusa i3 montada de kit, em PLA (o plástico de amido de milho), e o paquímetro (o instrumento de bico que mede em centésimos de milímetro) mostrou a perda nos dois desenhos.

Como medir um furo pequeno

O bico interno do paquímetro mal cabe num furo de 6 milímetros, e a leitura muda com o ângulo. O jeito firme é usar pino de teste: uma broca lisa, usada pela haste, medida antes. Brocas de 5,9, 6,0 e 6,1 milímetros fizeram o papel.

No furo desenhado em 6,2, a broca de 6,1 entrou justa. O furo real tinha uns 6,1 milímetros. No furo de 6,05, só a broca de 5,9 passou, e a de 6,0 travou na boca: o furo real ficou perto de 5,95.

O ímã, medido no paquímetro, tinha 5,98 milímetros. Na primeira tampa sobravam 0,12 milímetro de folga, e o disco dançava. Na segunda faltavam 0,03, e o disco só entrava forçado.

Por que o furo encolhe

O fatiador (o programa que corta o modelo em camadas para a impressora) desenha o círculo como um polígono de lados retos, e cada lado corta um pouco da curva. Depois, o plástico quente esfria e puxa para dentro, fechando o furo mais um pouco.

Furo vertical, desenhado na tampa deitada, perde de 0,1 a 0,15 milímetro nessa máquina. O número varia com o filamento e com a impressora, e por esse motivo vem da plaquinha de teste da própria oficina, nunca de tabela alheia.

Furo para ímã se desenha pelo furo que a sua máquina entrega, medido com pino, e nunca pelo diâmetro escrito na embalagem do ímã.

Por que os ímãs saltaram

O disco de 6 por 3 tem pouca parede de contato: 3 milímetros de altura em volta. No furo apertado, o PLA segurava o ímã por atrito, e o atrito cede. O plástico sob pressão constante relaxa devagar, efeito que o hobby chama de fluência (a deformação lenta sob carga).

Cada abertura da tampa puxava o ímã para fora, na direção do par do corpo da caixa. O aperto já relaxado deixou o disco subir uma fração por vez. Na quinta abertura, dois saíram inteiros.

Os dois que saltaram estavam na borda de trás, junto à dobradiça imaginária onde a tampa é levantada. Ali o puxão chega primeiro e mais forte, porque a tampa abre girando e descola os ímãs de trás por último, um de cada vez.

II Configurações Recomendadas

Furo de 6,05, morsa e uma gota

Cavidade desenhada com 6,05 milímetros de diâmetro e 3,2 de fundo, 3 perímetros em volta, ímã prensado na morsa e uma gota de cola instantânea no fundo: tampa com 4 ímãs rentes, nenhum solto depois de 200 aberturas.

Os 0,2 milímetro a mais no fundo deixam o ímã afundar um pouco abaixo da superfície. Assim a cola tem onde ficar, e a tampa encosta no corpo plástico contra plástico, sem os discos baterem um no outro.

Os 3 perímetros (as voltas de parede que o bico faz em torno de cada furo) dão massa ao redor da cavidade. Com 2 perímetros, a parede fina rachou numa tampa de teste quando a morsa apertou.

A cola é a instantânea comum, o cianoacrilato (a cola de tubinho que seca em segundos). Uma gota no fundo basta. Cola demais sobe pela borda e trava o ímã fora do prumo, o mesmo defeito da primeira tampa.

A polaridade

Antes de prensar, cada ímã do corpo ganha um ponto de caneta na face que fica para cima. O ímã da tampa encosta nele, gruda, e recebe um ponto na face que tocou. A face marcada da tampa vai para baixo, contra o fundo da cavidade.

Os passos

Com a tampa fria e fora da mesa:

1. Imprima a plaquinha de teste com furos de 5,95, 6,0, 6,05 e 6,1 milímetros e teste 1 ímã em cada.

2. Escolha o furo em que o ímã não entra com o dedo e entra na morsa sem rachar a borda.

3. Marque a polaridade de todos os 8 ímãs com caneta, em pares.

4. Pingue 1 gota de cola no fundo de cada cavidade com a ponta de um palito.

5. Prense o ímã com a morsa, devagar, com um pedaço de papelão entre a mordente e o disco.

6. Espere 10 minutos antes de fechar a tampa pela primeira vez.

O reteste

A tampa nova abriu e fechou 200 vezes, contadas no tracinho de um caderno, ao longo de dois dias. Nenhum disco subiu. O paquímetro, apoiado na tampa, não achou degrau entre ímã e plástico.

Quando a pressão não resolve

Se o furo racha enquanto o ímã desce, a parede está fina. A saída é a pausa na altura (o comando do fatiador que para a impressão numa camada escolhida): a máquina para, o ímã cai no furo, e as camadas seguintes fecham o disco por cima, sem cola nenhuma.

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III Análise de Margem

Os 8 ímãs que custam mais que o plástico

Os valores usam o rolo de PLA a 110 reais o quilo e a máquina a 4 reais a hora, somando luz e desgaste. A caixa Dragão de Bolso tem 85 gramas e leva 5 horas de impressão.

• PLA da caixa: 9,35 reais

• Máquina: 20 reais

• 8 ímãs: 5,60 reais

• Cola: 20 centavos

• Custo por caixa: 35,15 reais

• Preço na loja online: 89 reais

O que a falta de cola custou

Da leva de 6 caixas montadas sem cola, 3 clientes mandaram foto de ímã solto em até duas semanas. Cada um recebeu tampa nova pelo correio.

A tampa sozinha pesa 35 gramas e leva 2 horas: 3,85 reais de PLA, 8 de máquina e 2,80 de ímãs. Com 22 reais de frete, cada reposição saiu a 36,65 reais, e as três somaram 109,95.

A margem por caixa é de 53,85 reais. As três reposições comeram duas caixas inteiras de lucro, e a nota da loja caiu com uma avaliação de 3 estrelas.

A conversa com os 3 clientes tomou mais uma hora de mensagem e embalagem. Na tabela de 4 reais a hora da oficina, a hora parada vale menos que o frete, mas foi a hora que travou duas impressões novas na fila.

O que o teste custou

A plaquinha com 4 furos tem 4 gramas e 20 minutos de máquina: 1,77 real. A tampa de teste rachada, com 2 perímetros, custou 11,85. Somadas, ficaram em 13,62 reais.

Os 2 ímãs que saltaram foram recolhidos e voltaram ao estoque. A gota de cola por ímã adiciona 2,5 centavos à peça.

Na vitrine

A foto da loja ganhou um vídeo curto da tampa fechando com o estalo dos ímãs. Das 9 caixas vendidas depois da troca, nenhuma voltou com reclamação de ímã.

A regra da oficina ficou escrita na gaveta dos ímãs: plaquinha de teste primeiro, furo pelo pino, polaridade marcada, uma gota no fundo.

“Quantos centésimos de milímetro o furo da sua impressora perde entre o desenho e a peça?”

Hoje: imprima 1 plaquinha com 4 furos, de 5,95 a 6,1 milímetros, e teste 1 ímã em cada. Nas próximas 24 horas, anote o furo em que o ímã entrou só na morsa.