Do mundo Digital Para O Mundo Real
*01
A impressão de um objeto 3D passa por três etapas, que consistem na criação do objeto digital, a codificação deste em uma linguagem que a Impressora consiga "ler" e a geração do objeto em si.
Antes de entrar em detalhes sobre essas três etapas, cabe aqui uma pequena explicação sobre qual o "idioma" que uma impressora 3D "fala".
Quando as impressoras 3D RepRap foram idealizadas, seus criadores viram a necessidade de criar um programa de controle específico, de utilização e configuração simples, que pudesse comandar os movimentos da impressora e que a permitisse ler e entender os dados que lhe fossem inseridos.
Àquela época, vários equipamentos industriais já possuíam sistemas automatizados de construção de objetos, controlados por softwares. Fábricas de automóveis, perfuratrizes de poços de petróleo, fábricas de objetos metálicos, cortadores laser de metais, tornos robotizados, até tratores de agricultura com ações independentes, todas essas máquinas usavam um sistema de coordenadas matemáticas para fazer seus movimentos, as chamadas "linguagens de programação por controle numérico". Em específico, todas compartilhavam a mesma linguagem de programação, chamada G-Code. A equipe da RepRap utilizou essa linguagem ao desenvolver seu programa de controle e a linguagem se tornou um padrão, desde então.
Seguindo a filosofia do Projeto de compartilhar livremente o conhecimento, esse programa, tal qual os projetos da impressora RepRap, foi disponibilizado gratuitamente para usuários e desenvolvedores.
Rapidamente, outros pesquisadores criaram suas próprias versões de programas de controle, mais sofisticados e com mais recursos.
Atualmente, três programas dominam o mercado: Repetier (que foi nossa escolha para o projeto), Marlin e Cura. Esses programas são para as impressoras 3D o que o Android é para os celulares ou o que o Windows é para os computadores.
Voltando então às três etapas da impressão; na primeira, um modelo digital do objeto a ser impresso deve ser criado. Programas como o CAD Cam e o 3D Max foram os primeiros a serem usados para essa função. Hoje em dia, existem excelentes programas gratuitos para se gerar os modelos digitais. Existem alguns que usam fotos de um objeto sólido (inclusive pessoas) para, a partir das imagens, criar o modelo digital.
Nesse link há uma seleção de 20 bons programas para se criar objetos digitais, todos gratuitos.
Existem também sites que dispõem de milhares de modelos digitais de objetos já prontos para serem impressos. Um de nossos favoritos é o Thingverse, que conta com o maior acervo da internet de modelos imprimíveis gratuitos. Tem de tudo lá. Sério! Qualquer coisa que vocês puderem imaginar. E como é um site livre, para troca e obtenção de conhecimento, todos os dias são inseridos dezenas de novos arquivos.
*06
Na segunda etapa para a impressão de um objeto, o arquivo com o modelo digital deve ser convertido para a linguagem da impressora 3D.
Atualmente, existem vários programas que convertem o modelo digital do objeto em código G-code. Alguns deles permitem a edição dos modelos, antes da conversão. Os dois mais conhecidos, Simplify 3D e Cura (Não confundir com o programa de controle de Impressoras 3D com o mesmo nome), dominam o mercado, tanto pela qualidade dos trabalhos gerados, quanto pela interfaces intuitivas.
Embora ambos tenham funções similares, o Simplify 3D não é livre, requerendo um registro pago para ser instalado.
*DICA
Programa de Controle, como o Repetier, é a linguagem da impressora 3D.
Programa de Conversão, como o Simplify 3D, é um soft executado em um computador, que transforma um objeto digital em um código para ser lido pela impressora, na linguagem da impressora.
Os programas de conversão são muito sofisticados. Podem, por exemplo, determinar a espessura e velocidade com as quais o plástico derretido será aplicado na construção do objeto. Podem criar suportes para manter o objeto impresso equilibrado, e mudar, durante a impressão, a temperatura da mesa de impressão e do heater, a câmara onde o plástico é derretido.
Uma vez que o G-code é gerado, ele é então passado para a impressora 3D, via cabo USB, Wi-Fi, SD card ou qualquer sistema de leitura que a impressora use.
Na terceira etapa, ocorre a criação física do objeto, ou seja, a impressão em 3D.
*08
O filamento é puxado pelo motor do extrusor em direção ao bloco de aquecimento.
Esse motor está sincronizado com os outros motores da impressora. Dessa forma, se o cabeçote de impressão vai de um ponto a outro, em um caminho onde não ocorrerá depósito de plástico (a distância entre um pé de uma cadeira e outro, por exemplo), o extrusor não injeta mais filamento, esperando até o momento quando o cabeçote esteja na posição correta para depositar outra camada de plástico.
Ao chegar no bloco de aquecimento, o filamento é derretido. Cada tipo de plástico derrete a uma temperatura diferente, e essa informação precisa ser fornecida anteriormente ao programa que vai criar o G-code. O tempo é um fator crucial nessa fase. O plástico amolecido dentro da pequena câmara do heater (a peça que efetivamente derrete o filamento) é depositado, primeiro, sobre a base aquecida (também chamada Mesa ou Hot-Bed) e depois umas sobre as outras, em camadas sucessivas, até que todo o objeto esteja construído.
08- http://reprap.org/wiki/File:FFF.png
Antes de entrar em detalhes sobre essas três etapas, cabe aqui uma pequena explicação sobre qual o "idioma" que uma impressora 3D "fala".
Quando as impressoras 3D RepRap foram idealizadas, seus criadores viram a necessidade de criar um programa de controle específico, de utilização e configuração simples, que pudesse comandar os movimentos da impressora e que a permitisse ler e entender os dados que lhe fossem inseridos.
Àquela época, vários equipamentos industriais já possuíam sistemas automatizados de construção de objetos, controlados por softwares. Fábricas de automóveis, perfuratrizes de poços de petróleo, fábricas de objetos metálicos, cortadores laser de metais, tornos robotizados, até tratores de agricultura com ações independentes, todas essas máquinas usavam um sistema de coordenadas matemáticas para fazer seus movimentos, as chamadas "linguagens de programação por controle numérico". Em específico, todas compartilhavam a mesma linguagem de programação, chamada G-Code. A equipe da RepRap utilizou essa linguagem ao desenvolver seu programa de controle e a linguagem se tornou um padrão, desde então.
Seguindo a filosofia do Projeto de compartilhar livremente o conhecimento, esse programa, tal qual os projetos da impressora RepRap, foi disponibilizado gratuitamente para usuários e desenvolvedores.
Rapidamente, outros pesquisadores criaram suas próprias versões de programas de controle, mais sofisticados e com mais recursos.
Atualmente, três programas dominam o mercado: Repetier (que foi nossa escolha para o projeto), Marlin e Cura. Esses programas são para as impressoras 3D o que o Android é para os celulares ou o que o Windows é para os computadores.
Voltando então às três etapas da impressão; na primeira, um modelo digital do objeto a ser impresso deve ser criado. Programas como o CAD Cam e o 3D Max foram os primeiros a serem usados para essa função. Hoje em dia, existem excelentes programas gratuitos para se gerar os modelos digitais. Existem alguns que usam fotos de um objeto sólido (inclusive pessoas) para, a partir das imagens, criar o modelo digital.
Nesse link há uma seleção de 20 bons programas para se criar objetos digitais, todos gratuitos.
Existem também sites que dispõem de milhares de modelos digitais de objetos já prontos para serem impressos. Um de nossos favoritos é o Thingverse, que conta com o maior acervo da internet de modelos imprimíveis gratuitos. Tem de tudo lá. Sério! Qualquer coisa que vocês puderem imaginar. E como é um site livre, para troca e obtenção de conhecimento, todos os dias são inseridos dezenas de novos arquivos.
*06Na segunda etapa para a impressão de um objeto, o arquivo com o modelo digital deve ser convertido para a linguagem da impressora 3D.
Isso quer dizer que um arquivo deve ser escrito em linguagem G-Code para informar à impressora onde e quando ela deve depositar o plástico para montar um objeto. Em outras palavras, podemos definir os dados do G-Code como um mapa de coordenadas espaciais que orienta a impressora em seus movimentos, exatamente como uma impressora de tinta faz. A única diferença é que na impressão 3D acrescenta-se um eixo a mais. Além de X e Y, que em uma impressora de tinta seria a largura e o comprimento da área impressa, há também o eixo de Z, que faz o objeto impresso crescer para cima, dando-lhe volume.
Atualmente, existem vários programas que convertem o modelo digital do objeto em código G-code. Alguns deles permitem a edição dos modelos, antes da conversão. Os dois mais conhecidos, Simplify 3D e Cura (Não confundir com o programa de controle de Impressoras 3D com o mesmo nome), dominam o mercado, tanto pela qualidade dos trabalhos gerados, quanto pela interfaces intuitivas.
Embora ambos tenham funções similares, o Simplify 3D não é livre, requerendo um registro pago para ser instalado.
*DICA
Programa de Controle, como o Repetier, é a linguagem da impressora 3D.
Programa de Conversão, como o Simplify 3D, é um soft executado em um computador, que transforma um objeto digital em um código para ser lido pela impressora, na linguagem da impressora.
Os programas de conversão são muito sofisticados. Podem, por exemplo, determinar a espessura e velocidade com as quais o plástico derretido será aplicado na construção do objeto. Podem criar suportes para manter o objeto impresso equilibrado, e mudar, durante a impressão, a temperatura da mesa de impressão e do heater, a câmara onde o plástico é derretido.
Uma vez que o G-code é gerado, ele é então passado para a impressora 3D, via cabo USB, Wi-Fi, SD card ou qualquer sistema de leitura que a impressora use.
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| Uma típica tabela de G-code, com as coordenadas de movimentos e instruções. |
*08Esse motor está sincronizado com os outros motores da impressora. Dessa forma, se o cabeçote de impressão vai de um ponto a outro, em um caminho onde não ocorrerá depósito de plástico (a distância entre um pé de uma cadeira e outro, por exemplo), o extrusor não injeta mais filamento, esperando até o momento quando o cabeçote esteja na posição correta para depositar outra camada de plástico.
Ao chegar no bloco de aquecimento, o filamento é derretido. Cada tipo de plástico derrete a uma temperatura diferente, e essa informação precisa ser fornecida anteriormente ao programa que vai criar o G-code. O tempo é um fator crucial nessa fase. O plástico amolecido dentro da pequena câmara do heater (a peça que efetivamente derrete o filamento) é depositado, primeiro, sobre a base aquecida (também chamada Mesa ou Hot-Bed) e depois umas sobre as outras, em camadas sucessivas, até que todo o objeto esteja construído.
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| Um nozzle de 0.8mm imprimindo uma peça *09 |
O tempo da construção de um objeto é determinado por diversos fatores; tipo de plástico utilizado, tamanho e grau de complexidade do objeto, nível de detalhamento e até tipo e modelo de impressora empregada.
No presente momento tecnológico, a impressão 3D é medida por horas.
Como já foi dito antes, é um invento recente, em processo de franco desenvolvimento.
Ainda temos muito chão pela frente.
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Abaixo, os endereços onde as imagens foram obtidas.
01- https://www.pinterest.co.uk/pin/498703358712547407/
06- http://oranjuice.org/mainsite/index.php/grafica/gafica-3d/blender-3d/tutorial19/205-come-aggiungere-un-effetto-wirerame-ai-nostri-render-con-blender.html
06- http://oranjuice.org/mainsite/index.php/grafica/gafica-3d/blender-3d/tutorial19/205-come-aggiungere-un-effetto-wirerame-ai-nostri-render-con-blender.html
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