Impressão 3D com filamento de madeira: aparência, desgaste do bico, acabamento e limites mecânicos

Dois tipos de filamento de madeira e por que a diferença importa

A palavra madeira em um carretel abrange dois produtos muito diferentes. O primeiro é PLA com partículas reais de madeira. Segundo a documentação da Prusa, o Prusament Woodfill usa madeira de tília proveniente de resíduos da indústria madeireira. Essas partículas dão ao filamento sua cor, seu cheiro e seu toque. Também fazem dele um material distinto, com particularidades próprias de bico e extrusão.

O segundo é o PLA expandido que imita madeira sem nenhum pó de madeira. A página do produto da Polymaker afirma que o Wood PLA é feito inteiramente de PLA com uma tecnologia especial de expansão e que se iguala à madeira em densidade e aparência. A Polymaker também observa que é o mesmo produto que seu PLA leve, apenas em cor de madeira. Sem partículas na mistura, não há nada que entupa o bico.

Leia a ficha técnica antes de comprar. Um filamento com carga de madeira dá uma superfície e um veio mais próximos da madeira bruta. Um PLA expandido é mais fácil de rodar em uma impressora de entrada, sem upgrades. De qualquer forma, o polímero base é PLA, então você herda seus pontos fortes e suas fraquezas.

Como uma impressão em madeira realmente parece e é ao toque

Um filamento com carga de madeira imprime com uma superfície fosca e levemente granulada, nada parecida com o brilho do PLA comum. A Prusa descreve o Woodfill como um material que parece madeira, cheira a madeira, tem toque de madeira e até pode soar um pouco como madeira quando você bate nele. Alguns modelos ficam surpreendentemente parecidos com madeira maciça, principalmente depois de lixados e tingidos. Outros lembram mais um aglomerado.

As linhas de camada continuam ali, mas se misturam à textura. O acabamento fosco esconde pequenas imperfeições da superfície, o que é uma grande parte do atrativo para vasos, jardineiras e decoração, os usos que a Prusa destaca. O Wood PLA expandido da Polymaker busca o mesmo efeito. Os comentários de clientes na página do produto descrevem um acabamento mais próximo de papelão ou arenito do que de veios reais, mas que aceita bem o tingimento.

A cor depende da espécie de madeira e da proporção de carga, então varia conforme a marca. Muitos fabricantes também aumentam ou diminuem a temperatura do bico para escurecer ou clarear o tom, um truque conhecido com filamento com carga de madeira. Teste em uma peça de prova primeiro, porque o resultado depende do carretel específico e da impressora.

Diâmetro do bico, desgaste do bico e temperaturas de impressão

O diâmetro do bico é a primeira pergunta de todo mundo. Segundo a documentação da Prusa, a maioria dos filamentos com pó de madeira precisa de um bico de 0.6 mm ou até maior para melhores resultados. Partículas finas se acumulam em um orifício pequeno e acabam bloqueando-o. A Prusa afirma que o seu Woodfill imprime bem em um bico de latão padrão de 0.4 mm, então confira a ficha técnica do seu carretel antes de trocar o hardware.

Quanto ao desgaste, as partículas de madeira são em geral consideradas muito menos abrasivas que a fibra de carbono ou filamentos com carga de vidro. Um bico de latão aguenta, e é por isso que a Prusa pode recomendá-lo. O risco real é o entupimento, não a erosão: as partículas se acumulam ou carbonizam se o filamento ficar quente sem se mover. Evite longas pausas com o bico aquecido e faça a purga depois da impressão. O guia de bicos de impressora 3D cobre diâmetros e materiais em detalhe.

Quanto às temperaturas, a Prusa indica 195 ± 10 °C no bico e 60 ± 10 °C na mesa para o Woodfill, sem hotend especial e sem necessidade de gabinete. A Polymaker indica 190 a 210 °C e mesa de 30 a 50 °C para o Wood PLA, com velocidades de impressão de 25 a 60 mm/s e o ventilador de resfriamento da peça ligado.

Aderência à mesa, secagem e stringing

A Prusa recomenda sua chapa cetim para o Woodfill. Uma chapa PEI lisa também funciona, mas somente com uma camada de separação, como bastão de cola, porque o material adere com muita força à PEI lisa sem proteção. A Prusa desaconselha a chapa texturizada, em que a aderência pode ser baixa demais. Qualquer que seja a superfície, limpe-a com álcool isopropílico em uma toalha de papel sem perfume, de preferência com a mesa fria.

A secagem depende do produto. Segundo a Prusa, o Woodfill não precisa ser seco antes da impressão. A Polymaker indica secagem a 55 °C por 6 horas, mas somente se o material tiver absorvido umidade. Um carretel que ficou aberto por meses é candidato. Sinais típicos são estalos no bico, pequenas bolhas e uma superfície mais áspera que o normal.

Espere algum stringing. A Polymaker observa abertamente que o Wood PLA tende a imprimir com fiapos mesmo com os melhores ajustes. A recomendação é 190 °C a 50 mm/s, cerca de 0.5 mm de coasting e 1 mm de wipe, sendo que coasting e wipe são os que mais ajudam. A retração listada é de 3 mm a 40 mm/s para direct drive e 6 mm a 60 mm/s para Bowden. O guia de ajustes de retração mostra como calibrar esses valores.

Acabamento: lixamento com água, tingimento e pintura

O acabamento é onde o filamento de madeira mostra seu valor. A Prusa recomenda lixamento com água. O lixamento a seco gera calor por atrito, o plástico derrete localmente e a lixa empasta. Um pouco de água mantém tudo frio e deixa uma superfície lisa e macia. Comece com uma lixa de grão médio para eliminar as linhas de camada e depois passe para uma de grão fino.

Devido ao alto teor de madeira, a peça aceita tingimento para madeira como uma tábua crua. A Prusa descreve isso como uma forma de obter um visual vintage difícil de distinguir de madeira de verdade. Aplique o tingidor com um pano, deixe penetrar e depois retire o excesso. As áreas lixadas absorvem de forma diferente das áreas intactas, o que produz variações de aspecto natural. Uma camada de verniz fosco transparente ou cera em pasta finaliza o trabalho.

O Wood PLA expandido também aceita tingimento, e a Polymaker indica um tutorial para deixá-lo com aparência de madeira de verdade. Para fiapos restantes, o fabricante sugere uma passada rápida com soprador térmico ou um raspador com lâmina de barbear. Vá com calma no calor: isto ainda é PLA e amolece em temperatura baixa.

Limites mecânicos e térmicos: decoração, não trabalho pesado

A madeira não reforça o plástico. As partículas interrompem a matriz de PLA, e o PLA expandido é cheio de pequenos vazios. De qualquer forma, a peça é mais fraca que o PLA maciço da mesma marca. A Prusa indica o Woodfill para vasos de plantas, vasos decorativos e decoração, não para peças funcionais.

A ficha técnica do Wood PLA da Polymaker traz números concretos, medidos em corpos de prova com 100 por cento de preenchimento. A resistência à tração é de 24.4 MPa ao longo das camadas e 20.8 MPa entre camadas. O alongamento na ruptura cai de 8.8 por cento para 2 por cento na direção Z, o que significa que a peça é frágil ao longo das linhas de camada. A resistência ao impacto Charpy com entalhe é de 2.4 kJ/m². Uma pancada seca em uma borda mal orientada basta para rachá-la.

O calor é o outro limite rígido. A Polymaker indica uma transição vítrea de 59 °C e uma temperatura de deflexão térmica de 54 °C a 0.45 MPa e 50 °C a 1.8 MPa. Uma peça deixada no painel de um carro no verão vai deformar. Para qualquer coisa que suporte carga ou fique perto de calor, considere PETG, nylon ou um PLA reforçado. O filamento de madeira também não é um material para contato com alimentos: a Polymaker afirma não ter dados sobre essa questão.

Fontes e limites

• Prusament — Woodfill
• Polymaker — Wood PLA (filamento com fibra de madeira real)

Organizamos a documentação de fabricantes e da comunidade; não medimos esses produtos nós mesmos. O manual do seu modelo exato tem prioridade sobre as orientações gerais.