Luminária Simulando um Reator - Parte 01

Eu participo de um grupo da Autodesk, Instructables.com, dedicado a criadores. Alí se encontra literalmente de tudo.
Recentemente, vi uma luminária de madeira, criada por Kostiantyn, um artista em trabalhos de madeira.
Foi esse trabalho dele que me inspirou a desenvolver esse projeto.

Esboço de meu projeto

Essa é a luminária que Kostiantyn criou, e fonte de inspiração da minha criação. Um trabalho maravilhoso!!

(Para conhecer esse e outros trabalhos de Kostiantyn, veja seu canal no Youtube, Timber Rough.)

Como a minha está sendo criada para ser impressa, foi necessário uma série de modificações e adaptações. A do Kostiantyn sendo de madeira, tem niveis de suporte e sustentação bem diferentes do que é adequado fazer em impressão 3D. Por exemplo, a de madeira usa 4 suportes, a minha terá apenas 3. 
Mas justamente por ser impressa, pude colocar mais detalhes, que mostrarei nas postagens futuras.

Nesse momento, estou trabalhando no centro do "reator", a peça na qual as luzes ficarão fixas. Para conseguir o formato específico que eu queria, usei uma função de modelagem chamada Loft.
O processo é simples; crio uma linha, que será o path (caminho) e vou colocando nessa linha, em locais adequados e previamente escolhidos, as formas que desejo que a peça tenha.

É necessário já ter uma idéia bem clara de como a peça final será. A medidas e utilidade da peça são as referências para fazer o esboço do desenho. Não precisa saber desenhar com qualidade (como é o meu caso, meu traço é terrivel), basta criar uma referência. Na geração do objeto, em um programa de modelagem 3D, as medidas serão precisas.

Mues esboços e anotações para essa peça...

A linha que será o caminho da construção e os contornos que darão forma ao objeto.

Na parte de cima da imagem, o caminho com o círculo já aplicado.
Na parte de baixo, é possivel ver o resultado.
A cor é gerada aleatoriamente pelo sistema e não tem relação com o produto final.

Uma vez que eu já tinha a base do objeto, criada com o círculo, coloquei o contorno oitavado no local que achei seria o ideal.

O contorno com os rebaixos e o contorno oitavado menor, para criar um "pescoço" na peça.

Todos os contornos já colocados nos locais corretos. O caminho é dividido em 100 unidades. A melhor maneira de fazer uma peça no tamanho certo é ter as medidas originais já definidas e dividir o caminho nas partes necessárias. Eu normalmente trabalho com um esboço, para ajudar nas modificações que sempre surgem...

Meu guia, com as medidas baseadas nos outros elementos do projeto. 

A peça já finalizada, com os furos para os leds e fiação.

Uma vez que a peça esteja modelada, já medida com os outros elementos do projeto, é hora de leva-la para um programa de corte (são os chamados "slicers") que vai fatiar o objeto em camadas e gerar o arquivo para a impressora 3D.

Existe uma variedade enorme de programas slicers e cada usuário tem sua própria opinião e preferência. Eu decidi usar os programas oficiais das impressoras, mesmo que outros tenham mais recursos.

Para arquivos que serão impresos na Prusa MK4, eu uso o PrusaSlicer.
Para as impressoras Creality K1 Max e Ender 3 S1 Pro, uso o Creality Print. 

Ambos são excelentes, comunicam diretamente com as impressoras e controlam a impressão por Wi-Fi. Ainda não senti a necessidade de usar outros slicers.

Pelo tamanho da peça, 28 centímetros de altura, decidi usar a Creality K1, que tem um bom espaço interno. 

Nos programas de fatiamento, é importante verificar vários detalhes. Falarei sobre isso em postagens futuras, mas nesse caso aqui haviam 3 fatores determinantes. Resistência da peça (Ela vai segurar todo o peso da parte eletrônica), tempo de impressão e consumo de filamento.

Comecei com as maneiras básicas, calculando a peça em posição horizontal e vertical.

Na versão horizontal, com fatias de 0.2mm de altura, seriam 339 camadas, consumindo 114 gramas de filamento, em um tempo de produção de 3hs e 26ms.

Na vertical, com a as fatias de 0,2mm de altura, seriam 1392 camadas, consumindo um pouco menos de filamento (111 gramas) com a duração de 4hs e 42ms.

O menor consumo de filamanento se deve à menor quantidade de suportes de fixação, aqueles detalhes azuis onde a peça encosta na mesa de impressão.

Já que nem o consumo nem o tempo de impressão foram muito diferentes, a resistência da peça se torna o fator determinante para a escolha de como imprimir.

Como as camadas são aplicadas umas sobre as outras, e a peça vai ficar em pé, a resistência dinâmica dela será maior ao ser impressa na horizontal. Pressões laterais, quando ela estiver de pé, terão menos chances de quebra-la se as linhas que a construiram estiverem em ângulo com a base, não alinhadas a ela.

De qualquer maneira, achei por bem testar uma terceira possibilidade antes de imprimir. Muitas pessoas preferem imprimir peças grandes, sujeitas a estress mecânico ou pressão, na posição diagonal, o que aparentemente, aumenta a rigidez e resistência da peça.

Impresões na diagonal precisam de suportes, porque a peça não estará tocando na mesa de construção.

Existem vários tipos de suporte. Pela comprexidade do objeto, optei por um suporte de formato orgânico (em verde, na imagem acima), que segura a peça durante a impressão, sem deixar marcas e com boa solidez.

Nesse caso, seriam 905 camadas, com um consumo de 181 gramas de filamento e duração de 7hs e 24ms de impressão.

O consumo maior de filamento e de tempo se devem exatamente aos suportes, que terão que ser impressos ao mesmo tempo que a peça.

As camadas em diagonal não aumentam a resistência da peça o suficiente para justificar não usar a impressão horizontal.

Então horizontal será.

Pretendo ir fazendo posts na medida que for desenvolvendo os objetos para esse projeto, até te-lo pronto e funcionando.
Até lá, vou tentar fazer pequenos posts explicando funções especificas do processo.
Se tiverem perguntas ou dúvidas, por favor me falem. Terei prazer em responder ou, se for o caso, fazer uma postagem sobre o tema.