A maioria das impressoras 3D domésticas utiliza filamento enrolado em bobinas.
O projeto SPELL3D, desenvolvido pela University of Malta em colaboração com a Invent 3D Ltd., está a explorar uma alternativa: utilizar pellets de plástico diretamente numa impressora 3D compacta.
O projeto pretende combinar algumas das vantagens da impressão FFF convencional com as vantagens económicas e de materiais associadas à Fused Granular Fabrication (FGF).
Filamento ou pellets?
Nas impressoras FFF tradicionais, o plástico utilizado para imprimir chega normalmente em forma de filamento.
Esse filamento é produzido industrialmente a partir de pellets.
Ou seja:
pellets → produção de filamento → bobina → impressora 3D
O SPELL3D pretende eliminar uma dessas etapas:
pellets → impressora 3D
Porque os pellets podem ser mais baratos?
A produção de filamento envolve um processo adicional.
Os pellets são derretidos e transformados num filamento com diâmetro controlado antes de serem enrolados numa bobina.
Esse processo acrescenta custos.
Segundo o projeto SPELL3D, os pellets podem custar aproximadamente dez vezes menos do que o filamento, dependendo do material e do fornecedor.
Isso pode ser uma diferença muito importante para quem imprime grandes quantidades.
Mas existe um problema
Se é tão vantajoso, porque é que as impressoras 3D domésticas não utilizam pellets?
Porque a tecnologia é mais complexa.
Uma impressora FGF tradicional utiliza um sistema de extrusão de maiores dimensões.
É necessário alimentar pellets, fundi-los de forma controlada e produzir um fluxo consistente de material.
Os equipamentos FGF existentes tendem a ser maiores e mais orientados para aplicações industriais.
O objetivo do SPELL3D é tentar reduzir esse sistema para dimensões compatíveis com uma impressora de secretária.
Um sistema pensado para ser compacto
O projeto está a desenvolver um sistema de extrusão próprio.
A ideia é criar uma máquina que mantenha a facilidade de utilização de uma impressora FFF, mas consiga trabalhar diretamente com pellets.
Isto permitiria combinar:
facilidade de utilização + custo mais baixo do material + maior liberdade na escolha dos polímeros
Maior variedade de materiais
Outra vantagem potencial está nos materiais.
Os pellets são utilizados numa grande variedade de processos industriais e podem ser formulados em muitas combinações.
Isso poderá facilitar o desenvolvimento de materiais personalizados para impressão 3D.
Em vez de depender exclusivamente de filamentos comerciais produzidos especificamente para impressão 3D, uma futura impressora compacta FGF poderia trabalhar diretamente com compostos destinados originalmente à indústria de transformação de plásticos.
Uma solução interessante para grandes peças
Quanto maior for uma peça, mais importante se torna o custo do material.
Se uma impressão consumir centenas de gramas ou vários quilogramas de plástico, a diferença entre pellets e filamento pode tornar-se significativa.
Por isso, a impressão com pellets é especialmente interessante para:
- peças grandes;
- protótipos;
- ferramentas;
- moldes;
- componentes industriais;
- mobiliário;
- produção de baixa série.
É possível utilizar pellets reciclados?
Potencialmente, sim.
Outra vantagem dos pellets é a possibilidade de trabalhar diretamente com materiais reciclados ou compostos específicos.
Mas isso não significa que qualquer plástico triturado possa ser simplesmente colocado na impressora.
É necessário controlar:
- tamanho das partículas;
- humidade;
- composição;
- temperatura de processamento;
- viscosidade;
- consistência do material.
A qualidade do material continua a ser fundamental.
O projeto ainda está em desenvolvimento
O SPELL3D não é ainda uma impressora 3D comercial disponível para compra.
O projeto é financiado pelo Malta Council for Science and Technology através do programa FUSION e tem uma duração prevista de três anos.
Ainda não foram anunciados preço, data de lançamento comercial ou especificações finais.
Isso significa que é demasiado cedo para comparar a tecnologia diretamente com uma impressora FFF comercial.
A grande dificuldade é a miniaturização
Reduzir um sistema FGF não consiste apenas em tornar o extrusor mais pequeno.
É necessário garantir:
alimentação consistente → fusão uniforme → pressão estável → extrusão previsível
Além disso, o sistema tem de continuar suficientemente pequeno e leve para poder ser utilizado numa impressora de secretária.
É precisamente essa combinação que torna o projeto tecnicamente interessante.
Poderemos ter impressoras de pellets em casa?
Ainda não sabemos.
Mas uma impressora FGF compacta poderia alterar significativamente a economia da impressão 3D.
O utilizador deixaria de comprar necessariamente uma bobina sempre que precisasse de material.
Poderia trabalhar com pellets por quilograma, escolhendo entre diferentes materiais e formulações.
Para quem imprime regularmente ou possui um pequeno negócio, essa possibilidade seria particularmente interessante.
FFF e FGF podem aproximar-se
Atualmente, FFF e FGF são normalmente vistas como duas categorias diferentes.
O SPELL3D procura aproximá-las.
A ideia é combinar a facilidade e a dimensão das máquinas FFF com a economia e flexibilidade do processo FGF.
Se a equipa conseguir resolver os desafios técnicos, esta combinação poderá abrir uma nova categoria de impressoras 3D de secretária.
O SPELL3D ainda é um projeto em desenvolvimento, mas aborda um problema importante da impressão 3D: o custo do material.
Ao utilizar pellets diretamente, uma futura impressora compacta poderá reduzir o custo da matéria-prima e oferecer maior liberdade na escolha de polímeros.
A tecnologia ainda precisa de demonstrar que consegue competir com as impressoras FFF em qualidade, controlo e facilidade de utilização.
Mas, se funcionar, poderá mudar uma das regras básicas da impressão 3D doméstica:
talvez no futuro nem todas as impressoras precisem de bobinas.
