Nozzles - Os bicos das impressoras 3D

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O Nozzle, a peça por onde o plástico derretido emerge, é um dos componentes mais precisos e importantes de uma impressora 3D. É ele que define a espessura das camadas de plástico e, com isso, o nível de detalhes que a peça impressa terá.

Quanto menor for o diâmetro de saída de um nozzle, mais detalhada (e mais demorada) será a impressão, e mais tempo será gasto. Da mesma forma, nozzles com diâmetro de saída maior podem moldar objetos com mais velocidade, mas às custas de detalhes e definição do objeto final.

(*01) A mesma peça, impressa com nozzles de diâmetros diferentes

Atualmente, os nozzles de 0.4mm de diâmetro são considerados como padrão, e é normalmente a medida que acompanha uma impressora comercial. Entretanto, eles são feitos em medidas muito variadas. Recentemente, comprei um kit de 9 nozzles, com medidas que vão de 0.2mm a 1.0mm. 

Nozzles de vários diâmetros.

O diâmetro, por mais determinante que seja, não é a mais importante característica dos nozzles. O ponto principal ainda é o material usado para faze-los.

Latão hoje é o metal mais comum para a fabricação dos nozzles. É um metal com pouca deformação térmica, fácil moldagem e extremamente abundante, o que faz as peças muito baratas.

A despeito dessas vantagens, o latão possui um problema crucial; a velocidade com que se desgasta sob atrito.

(*02) Desgaste na ponta do nozzle

Por ser um metal "macio", sua taxa de desgaste é elevada e poucas semanas (ou alguns quilos de filamento) são o suficiente para mudar sua forma. Esse desgaste afasta o bico da superfície de impressão, requerendo contantes ajustes na configuração da impressora.

Para contornar esse problema específico, algumas empresas passaram a produzir nozzles com materiais sujeitos a um menor desgaste, como aço carbono, tungstênio e aço inoxidável. A durabilidade dessas peças é muito maior que as feitas em latão.

                                             (*03) Nozzles de aço carbono e aço inoxidável

Com durabilidade superior, esses novos nozzles tem conquistado rapidamente o mercado. Algumas pessoas, e eu me incluo nesse grupo, mantiveram a preferência pelo latão. A diferença de preços entre um nozzle de latão e um de aço pode chegar a oito vezes e como as peças de aço também estão sujeitas a desgaste, eventualmente precisam ser trocadas. 

Essa escolha deve ser feita, imagino, pela quantidade de impressões que se faça. Se vai haver uma troca constante dos nozzles de latão, então os de aço podem ser uma boa e econômica alternativa.

Recentemente, o mercado viu o surgimento dos "Olsson Ruby", que já são chamados de "A Ferrari dos Nozzles". Fabricados pela suíça 3DVerkstan nas medidas de 0.4, 0.6 e 0.8mm, eles são projetados para trabalhar com os mais abrasivos tipos de materiais, sem estarem sujeitos a desgastes observáveis.

(*04) Os Nozzles Olsson Ruby

Feitos com uma ponta de rubi e vendidos por assustadores 120 dólares a unidade, eles são distribuídos em caixas que lembram porta-joias e, a rigor, é o que são. Não estando sujeitos ao desgaste natural dos metais, um nozzle com ponta de rubi não possui data estimada de prescrição. Mesmo materiais extremamente abrasivos, como fibra de carbono, não geram desgaste aparente. 

Esses nozzles são anunciados pelos fabricantes como "o último nozzle de sua impressora".

Obviamente, por ser uma ciência em desenvolvimento, nenhum fabricante pode esperar manter a pole-position por muito tempo.

(*05) 3DSolex

A norueguesa 3D Solex disponibilizou um kit de 5 nozzles, com pontas de safira e rubi e medidas que vão de 0.25 a 1.2mm, com garantia pela vida toda, ao preço de 339 dólares, o que faz a unidade custar 68 dólares, um duro golpe no Olsson Ruby. 

Mas nem mesmo a 3D Solex manterá sua posição por muito tempo. Um grupo francês alega estar desenvolvendo um nozzle com ponta e revestimento interno de cristal, que terá um durabilidade maior que os disponíveis no mercado atualmente, por um décimo do preço. 

Fala-se também de futuros nozzles pressurizados, onde o ar quente conduzirá o plástico derretido por uma superfície cristálica, isenta de desgaste. 

No que diz respeito à impressão 3D, ninguém hoje pode afirmar ter a última palavra no que quer que seja.

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Abaixo, os endereços onde as imagens foram obtidas.

00- https://www.amazon.com/E3D-v6-Extra-Nozzle-Resolution/dp/B00NAK9QAM

01- https://support.formlabs.com/hc/en-us/articles/115000015870-When-to-Use-Different-Layer-Heights

02- http://olssonruby.com

03- https://www.ebay.com

04- http://olssonruby.com/

05- http://3dsolex.com/product/um3-hardcore-5-nozzle-everlast-ruby-sapphire-kit/