Como fazer seu bico extrusor para Impressora 3D Livre

Um dia conheci a impressora 3D e foi paixão à primeira vista. Aquilo sim é uma revolução. Poder criar peças e outras impressoras era genial! Logo me veio a cabeça: "Preciso construir uma impressora". E assim iniciei o desenvolvimento de uma RepRap Wallace. O começo é meio estranho porque você encontra muitas opções diferentes de estrutura, tração, extrusão, etc. Confesso que fiquei meio perdido com tudo que vi. Depois de muita leitura e alguns meses, consegui terminar a estrutura básica e a eletrônica de controle. Em um outro artigo comentarei sobre esse desenvolvimento. Veja a máquina abaixo:
RepRap Wallace Robotizando

RepRap Wallace Robotizando

Ficou faltando apenas construir o bico extrusor. E ai perdi 3 meses e após 8 tentativas,consegui fazer um bico extrusor que funcione bem, e por bastante tempo. Mas a piração tinha que ir mais longe. o bico deveria poder ser construído pelo máximo número de pessoas possível, portanto o processo deveria ser simples para ser feito em casa. Neste artigo, iremos construir um bico extrusor com bloco aquecedor.
Nosso Bico Extrusor

Nosso Primeiro Bico Extrusor perfeito

Teoria de funcionamento Segundo o wiki do site RepRap o bico extrusor possui uma parte crítica que deve ser bem projetada. Fiz um desenho para ilustrar e resumir o que nosso bico extrusor deve possuir na sua estrutura:
Desenho de um bico extrusor

Desenho de um bico extrusor

1 - Entrada do filamento - A parte que está pintada em azul. Essa parte do bico deve ser fria, ou seja, com temperatura abaixo da temperatura de transição vítrea do plástico usado. A temperatura de transição vítrea é aquela em que o plástico começa a amolecer, ou seja, deixa de ser duro e passa a ser molengo. Essa temperatura para o PLA é 60 graus. 2 - Trecho crítico - em amarelo, é a parte onde o plástico começa a amolecer. Essa parte deve ser a menor possível. Se esta parte for muito longa, o plástico amolecido se expande e causa muito atrito na parede do tubo, tornando a extrusão mais difícil. Todo desenho do bico deve cumprir bem essa regra se não o bico entope. 3  - Saída do filamento - Em vermelho, esse trecho é onde o plástico vai para a temperatura de fusão completa e sai derretido pela ponta do bico de extrusão. Antes de demonstrar como fizemos nosso bico, vamos listar todos os princípios que usamos para atingir o objetivo:
  • O bico precisa ser fácil de fazer
  • Os materiais devem ser de fácil obtenção
  • Nenhuma ferramenta especial deve ser usada
  • O custo do bico deve ficar o mais barato possível.
  • Instrução de construção e montagem no formato de foto-tutorial
Lista de Materiais e Ferramentas Preparamos uma lista completa de materiais e ferramentas que você precisará para construir o seu bico extrusor. Vamos à elas: Lista de Materiais
  • Barra de alumínio com as medidas 19mm x 9,5mm x 22mm
  • Tarugo de latão com 9 mm de diâmetro x 12 mm de comprimento
  • Barra roscada de aço inoxidável com 6 mm de diâmetro e 40 mm de comprimento
  • Espaguete térmico de 2mm x 80 mm cortado em 4 pedaços de 20 mm
  • Resistor de fio de 4,7Ohms x 5Watts corpo cilíndrico e cerâmico
  • Termistor tipo NTC de 100KOhms
  • Cola para parafusos tipo trava-rosca (adesivo anaeróbico)
  • Fita Kapton 5 mm (usaremos cerca de 30 cm)
  • Conector kk passo 2,54 duas vias macho
  • Conector kk passo 5,08 duas vias macho
Lista de Ferramentas
  • Furadeira de bancada pequena ou furadeira manual
  • Morsa pequena de bancada
  • Arco serra com serra para metais
  • Broca Aço rápido de 6 mm
  • Broca Aço rápido de 5 mm
  • Broca Aço rápido de 4,5 mm
  • Broca Aço rápido de 2 mm
  • Broca 0,4mm ou 0,6mm
  • Alicate de bico
  • Paquímetro
  • Lima quadrada pequena (4mm)
  • Lima quadrada média ( 10mm)
  • Lima cilíndrica 6mm
  Bloco aquecedor e Tubo de extrusão Dividimos a construção do nosso bico extrusor em duas partes: Bloco aquecedor e Tubo de extrusão. O bloco aquecedor contém o gerador de calor (registor) e o sensor de calor (termistor). O tubo de extrusão é o caminho por onde o filamento passa, derrete e sai (bico) Vamos à um resumo desses dois conjutos. Bloco Aquecedor
Bloco Aquecedor

Bloco Aquecedor

O bloco aquecedor e construído com um pedaço de barra de alumínio, um resistor de 4,7Ohms 5W e um termistor NTC de 100K. Inicialmente usei cobre para o bloco aquecedor, mas o cobre é mais difícil de furar, além de ser mais caro também, então encontrei um bloco de alumínio, este muito mais leve e fácil de trabalhar. Tubo de extrusão SAM_1514 O tubo de extrusão é composto por um pedaço de 40mm de rosca sem fim de 6mm de aço inoxidável. Usamos aço inox porque esse material é péssimo condutor de calor e é isso que desejamos, um mau condutor de calor para manter o trecho crítico curto. Na ponta de saída da extrusão, usamos latão, pois esse material é bem mole e fácil de furar com a broca de 0,4mm. E chega de delongas!!!! Na próxima página vamos iniciar a construção do bloco aquecedor e do tubo de extrusão. Vamos nessa!