Definições da ventoinha de arrefecimento da impressora 3D: Melhores práticas para impressoras

Introdução

Pode ter-se perguntado porque é que as suas impressões estão deformadas ou têm superfícies de má qualidade. É provável que tenha a ver com as definições da ventoinha de arrefecimento da impressora 3D. De facto, as ventoinhas de arrefecimento são importantes mesmo na fase de impressão 3D, uma vez que influenciam a qualidade da impressão, bem como a velocidade e a eficiência do processo.

Encontrar as definições perfeitas para a ventoinha, por outro lado, não é uma tarefa simples. Um tamanho único não serve para todos. As estratégias de arrefecimento utilizadas podem variar entre impressoras, filamentos e até modelos individuais. Por isso, passar de um nível medíocre para impressões de maior qualidade requer algum conhecimento da ventoinha de arrefecimento da sua impressora 3D.

Neste manual, abordaremos as noções básicas do funcionamento da ventoinha de arrefecimento da impressora 3D e as suas potenciais técnicas de otimização. Esta informação será útil para os principiantes que estão a aprender o funcionamento e para os especialistas que estão a trabalhar nas suas configurações. Por isso, vamos começar e resolver juntos o puzzle das definições da ventoinha de arrefecimento de uma impressora 3D.

Vamos desenvolver uma compreensão mais profunda das ventoinhas de arrefecimento para impressoras 3D

As ventoinhas de arrefecimento são um componente essencial das impressoras 3D. Seria muito difícil imaginar uma impressora que não utilizasse ventoinhas para arrefecimento. Pode pensar nisto como um ar condicionado para as suas impressões. Proporciona o ambiente certo para que tudo corra bem. Mas qual é o papel da ventoinha de arrefecimento da impressora 3D?

O principal objetivo da ventoinha de arrefecimento da impressora 3D é arrefecer o plástico recentemente colocado o mais rapidamente possível. Este arrefecimento rápido tem alguns objectivos. Para começar, ajuda a evitar deformações e ondulações em materiais como o PLA, que encolhem devido a alterações de temperatura. Sem um arrefecimento adequado, as suas impressões acabariam por ficar tortas.

Além disso, este tipo de arrefecimento aumenta significativamente a eficiência de arrefecimento.

Um arrefecimento eficaz facilita o processo de impressão, uma vez que não há necessidade de suporte quando o objeto pode ser impresso horizontalmente, sendo possível obter arestas vivas e superfícies lisas. Num estudo realizado pelo Journal of Manufacturing processes, o arrefecimento adequado minimiza a rugosidade da superfície até 37%. Isto explica a diferença entre uma impressão mal feita e uma profissionalmente trabalhada.

Aplicações das impressoras 3D

A utilização de uma impressora 3D está a assistir a um aumento da área de cobertura, abrindo novas possibilidades para o que pode ser feito. A impressão 3D ou o fabrico aditivo está a mudar a forma como as coisas são feitas, permitindo métodos de produção novos e mais eficientes nos sectores aeroespacial, automóvel e da saúde. Para citar um exemplo, o campo da medicina está a ser transformado pelo fabrico rápido de próteses e membros personalizados.

À medida que o campo se expande, há uma necessidade crescente de desenvolvimento de soluções mais complexas, tais como acessórios para impressoras que incluem ventoinhas de arrefecimento. Os sistemas de arrefecimento são concebidos para fornecer o arrefecimento necessário aos componentes da impressora 3D, o que, se não for feito, resultará em impressões de baixa qualidade, deformação das impressões ou produção de filamentos indesejados a partir do bocal. Além disso, a tecnologia de impressão 3D é amplamente utilizada para criar modelos e protótipos em actividades educativas e arquitectónicas, o que significa que são necessárias soluções de arrefecimento mais avançadas para obter os detalhes e a precisão necessários. Em geral, o avanço e a fiabilidade da impressão 3D nos sectores serão sempre diretamente proporcionais à eficiência e fiabilidade dos sistemas de refrigeração.

Porque é que as ventoinhas de arrefecimento são importantes para a qualidade e eficiência da impressão

As ventoinhas de arrefecimento afectam a estrutura geral da impressão e os seus detalhes. Um bom desempenho de arrefecimento é crucial para as impressões, uma vez que um arrefecimento excessivo ou demasiado lento pode provocar deformações. A colocação de impressões em camadas a temperaturas de arrefecimento lentas pode provocar uma flacidez excessiva, ao passo que um arrefecimento demasiado agressivo pode provocar lacunas nas impressões, tornando-as vulneráveis a rupturas ao longo das linhas das camadas.

O arrefecimento não afecta apenas a qualidade, mas também a eficácia das ventoinhas de arrefecimento, que continua a ser muito importante. Quando se utiliza um arrefecimento adequado, é possível obter velocidades de impressão mais elevadas com impressões de boa qualidade. As temperaturas mais baixas na camada anterior ajudam a manter a impressora estável e permitem-lhe passar rapidamente para as camadas seguintes. A estabilidade da impressão é mantida, permitindo que os sistemas de arrefecimento aumentem a velocidade de impressão em quase trinta por cento nos sistemas avançados.

Como as ventoinhas de arrefecimento melhoram a velocidade e a eficiência da impressão

É possível imprimir mais rapidamente com apenas uma ventoinha? De facto, a resposta é sim! O principal objetivo das ventoinhas de arrefecimento das impressoras 3D não é apenas a melhoria da qualidade, mas também componentes cruciais para aumentar a velocidade de impressão e a produtividade.

Desenho de condutas de ventoinha para impressora 3d

Quando se imprime, há o influxo de diferentes partes. Em primeiro lugar, quando a primeira camada está completa, a máquina tem de esperar que a camada anterior arrefeça, devendo ocorrer uma solidificação adequada antes de passar à camada seguinte. Graças a uma potente ventoinha de arrefecimento da impressora 3D, a máquina consegue avançar mais rapidamente. Agora, devido à presença de uma ventoinha, o arrefecimento de cada camada torna-se mais fácil e permite que a impressora anterior avance para a camada seguinte.

Mas o ajuste da ventoinha de trabalho não é o único aspeto que entra em jogo quando se utiliza uma impressora 3D. Equilibrar a velocidade do ar e as ventoinhas de arrefecimento é um dos aspectos mais difíceis de obter uma disposição eficaz durante a impressão. Encontrar a intersecção entre o detalhe e a flacidez pode ser difícil. Demasiado ar de refrigeração pode separar as camadas, por outro lado, a falta de refrigeração pode resultar em detalhes deformados. Se todas estas medidas forem construídas num equilíbrio preciso, é possível obter uma qualidade de impressão razoável com durações de impressão reduzidas.

Ventoinhas de arrefecimento vs. velocidade de impressão: Encontrar o equilíbrio correto

Um grande equívoco é pensar que, ao imprimir mais depressa, a qualidade da impressão fica comprometida. Muitas vezes, com as definições de arrefecimento corretas, é possível aumentar a velocidade de impressão sem se preocupar com a qualidade. De facto, para alguns materiais como o PLA, um arrefecimento preciso durante a impressão ecológica melhora a qualidade, uma vez que as camadas não têm tempo suficiente para se distorcerem sob pressão.

Para garantir uma impressão de boa qualidade, verifique primeiro as predefinições da ventoinha. Muitas das impressoras vêm com definições muito conservadoras por defeito. Aumente gradualmente a velocidade da ventoinha e a velocidade de impressão e verifique os resultados. Pode até considerar-se um sortudo ao ver a velocidade de impressão que consegue atingir e, ao mesmo tempo, obter impressões de boa qualidade.

Otimizar a refrigeração para aumentar a eficiência da impressão

A sua configuração de arrefecimento não tem de se limitar apenas ao ajuste da velocidade da ventoinha. Considere as seguintes sugestões para melhorar o desempenho da ventoinha de arrefecimento da sua impressora 3D:

Melhore o design da sua conduta de ventilação. O fluxo de ar em torno da sua impressão pode ser consideravelmente melhorado com uma conduta de ventilação bem concebida. Existem muitas actualizações de condutas de ventilação para impressoras 3D, muitas das quais são concebidas para serem impressas pelo utilizador.
Para muitas impressoras, pode fazer sentido substituir a ventoinha de origem por uma ventoinha de insuflação para impressoras 3D, uma vez que isto pode resultar num fluxo de ar mais direcionado e mais forte.
Como ponto de partida, pode considerar a utilização de diferentes estratégias de arrefecimento para diferentes materiais; enquanto o PLA requer normalmente um arrefecimento máximo, o ABS tem frequentemente requisitos mínimos ou nenhuns de arrefecimento de peças.
Embora não arrefeça diretamente a impressão, é importante cuidar também da ventoinha do hotend da sua impressora 3D. Uma ventoinha de hotend eficaz permite uma extrusão mais consistente a velocidades de impressão mais elevadas, reduzindo a estagnação do calor, o que ajuda a evitar a fluência do calor.

Não é invulgar ver ganhos de eficiência de 20-30% ou mais com uma refrigeração optimizada. Ao afinar a sua configuração de arrefecimento, pode reduzir os tempos de impressão sem sacrificar a qualidade.

Tipos de ventiladores de arrefecimento utilizados em Impressoras 3D

As ventoinhas para impressoras 3D diferem consoante determinadas caraterísticas. Conhecer os diferentes tipos e funções dos ventiladores ajudá-lo-á a configurar a sua impressora. Por uma questão de clareza, podem ser divididos em duas grandes classes: o seu objetivo e a forma que assumem.

Ventiladores de camada e ventiladores de Hotend

Inicialmente, os ventiladores podem ser classificados como ventiladores de camada ou ventiladores de hotend com base nas funções que desempenham enquanto a impressora 3D está a funcionar:

Ventiladores de camada (ventiladores de arrefecimento da peça): Estes são os cavalos de batalha do arrefecimento da impressão. São responsáveis pelo arrefecimento do plástico à medida que este é extrudido, ajudando-o a solidificar rapidamente. Uma boa configuração do ventilador de camada é crucial para obter detalhes nítidos, uma ponte bem sucedida e evitar a flacidez nas saliências.
Fãs de Hotend: Embora não arrefeçam diretamente a sua impressão, estas ventoinhas são vitais para manter temperaturas de extrusão consistentes. Evitam que o calor suba pelo hotend, o que pode fazer com que o filamento amoleça prematuramente e provoque entupimentos. Pense na ventoinha do hotend como a ventoinha do radiador do seu carro - evita que o motor (ou, neste caso, o hotend) sobreaqueça.

ventilador para impressora 3d

Ventiladores axiais e radiais

Ventiladores axiais: Nos ventiladores axiais, o rotor é responsável pela rotação das pás e o motor está localizado no eixo de rotação. As pás direcionam o fluxo de ar paralelamente ao eixo de rotação, o que resulta num fluxo de ar suave e constante.

Normalmente, são alimentados por um motor de corrente alternada (AC) ou por um motor de corrente contínua de ímanes permanentes sem escovas (BLDC). Estes motores provaram ser potentes, eficientes e de baixa manutenção, funcionando a velocidades constantes. Devido ao seu design simples, estes ventiladores podem ser utilizados em várias aplicações gerais de arrefecimento, como o arrefecimento da área de impressão de impressoras 3D. Devido à sua saída de pressão moderada, são excelentes na deslocação de grandes volumes de ar em espaços de grande volume, mas não em espaços lotados, onde não podem empurrar o ar.
Ventiladores radiais (ventiladores de sopro): Os ventiladores radiais utilizam um motor para rodar um rotor dentro da caixa. A rotação a alta velocidade do impulsor faz com que o ar seja aspirado a partir do centro e depois empurrado para fora, o que cria um fluxo de ar a alta pressão entre a caixa e o rotor. As pás sem cubos são também uma forma comum de conceber ventiladores radiais, que funcionam exclusivamente com base no princípio da força centrífuga, o ar é aspirado pelo centro e expelido pela periferia da roda móvel.

Em muitos modelos de ventiladores, os motores DC sem escovas são utilizados como fontes de energia, enquanto os próprios ventiladores podem diferir em termos de velocidade de rotação e, consequentemente, de funcionamento. Os ventiladores radiais têm alguma vantagem sobre outros tipos de ventiladores em situações de arrefecimento específicas, em que a extremidade quente ou a peça que requer arrefecimento tem de estar sob pressão mais elevada para receber um caudal de ar preciso.

Eis uma comparação rápida:

Caraterística	Ventilador axial	Ventilador radial
Fluxo de ar	Alto volume, baixa pressão	Menor volume, alta pressão
Nível de ruído	Geralmente mais silencioso	Pode ser mais ruidoso
Tamanho	Normalmente maior	Mais compacto
Utilização típica	Arrefecimento do Hotend	Arrefecimento de peças

Pode ver estes dois tipos de ventiladores combinados em muitas impressoras 3D. Por exemplo, uma ventoinha de camada pode ser uma ventoinha axial, enquanto a ventoinha de arrefecimento da peça para o motor (ou hotend, neste caso) é radial. Configurações ainda mais avançadas podem utilizar várias ventoinhas a funcionar ao mesmo tempo para proporcionar uma distribuição equilibrada do líquido de refrigeração.

As ventoinhas servem diferentes propósitos, pelo que cada uma tem as suas vantagens com base nas necessidades de arrefecimento do utilizador. Por exemplo, ao selecionar uma ventoinha para a sua impressora 3D, a velocidade da ventoinha pode fazer uma diferença significativa no desempenho de arrefecimento.

Para o ajudar com as suas necessidades precisas de arrefecimento, a ACDCFAN fornece uma grande variedade de ventoinhas, incluindo ventoinhas axiais AC, ventoinhas radiais AC, Ventiladores axiais DC e Ventiladores radiais DC para garantir qualidade e fiabilidade. De 2.000 rotações por minuto a 20.000 rotações por minuto, as ventoinhas ACDCFAN podem operar eficazmente a gama e manter um arrefecimento impressionante para garantir que a sua impressora 3D funciona a níveis óptimos. Quer seja necessário um fluxo de ar de grande volume ou um arrefecimento preciso e de alta pressão, as ventoinhas de alta velocidade que variam entre duas mil e vinte mil rotações por minuto são perfeitas para o trabalho.

Vantagens e desvantagens de cada tipo de ventoinha na impressão 3D

Quando se trata de escolher entre ventiladores axiais e radiais para o sistema de arrefecimento da sua impressora 3D, não se trata apenas de escolher a "melhor" opção. Cada tipo tem os seus próprios pontos fortes e fracos, tornando-os adequados para diferentes aplicações. Vamos analisar os prós e os contras de cada um para o ajudar a tomar uma decisão informada para a configuração da ventoinha da sua impressora 3D.

Ventilador de arrefecimento de peças de impressoras 3d

Comparação de ventiladores axiais vs. radiais para impressão 3D

Ventiladores axiais

Prós:

Elevado volume de caudal de ar: As ventoinhas axiais podem movimentar uma grande quantidade de ar, o que as torna excelentes para o arrefecimento geral.
Funcionamento mais silencioso: Geralmente, os ventiladores axiais produzem menos ruído do que os seus homólogos radiais.
Eficiência energética: Normalmente, consomem menos energia para a quantidade de ar que movimentam.
Económicos: Os ventiladores axiais são normalmente mais baratos e estão mais facilmente disponíveis.

Contras:

Baixa pressão de ar: O fluxo de ar dos ventiladores axiais pode ser facilmente perturbado por obstáculos.
Arrefecimento menos direcionado: O amplo padrão de fluxo de ar pode dificultar a refrigeração precisa de áreas específicas.
Menos eficazes para o arrefecimento de peças: A pressão mais baixa torna-os menos ideais para arrefecer o filamento acabado de extrudir.

Aplicação no mundo real: Os ventiladores axiais são excelentes como ventiladores de hotends de impressoras 3D. A sua capacidade de movimentar grandes volumes de ar de forma eficiente torna-os perfeitos para evitar o aquecimento no conjunto do hotend.

Ventiladores radiais (ventiladores de sopro)

Prós:

Alta pressão de ar: Os ventiladores radiais podem direcionar um fluxo de ar forte e concentrado exatamente para onde é necessário.
Tamanho compacto: O seu design permite-lhes caber em espaços mais apertados numa impressora.
Excelente para arrefecimento de peças: O fluxo de ar concentrado é ideal para arrefecer áreas específicas de uma impressão.
Versatilidade: Muitos ventiladores radiais permitem desenhos de condutas personalizados para otimizar o fluxo de ar.

Contras:

Menor volume de ar: Embora o caudal de ar seja mais concentrado, o volume total é normalmente inferior ao dos ventiladores axiais.
Maior consumo de energia: Requerem frequentemente mais energia para funcionar eficazmente.

Aplicação no mundo real: Como ventoinha de arrefecimento de peças de impressoras 3D, uma ventoinha radial brilha. O seu fluxo de ar concentrado pode arrefecer o filamento recém-extrudido de forma rápida e precisa, permitindo um melhor desempenho de ponte e saliência.

Lembre-se que muitas impressoras 3D modernas utilizam uma combinação de ambos os tipos de ventiladores para aproveitar as vantagens de cada um. Por exemplo, um ventilador axial para o hotend e um ventilador radial para o arrefecimento das peças é uma configuração comum e eficaz. Algumas configurações avançadas utilizam mesmo vários ventiladores radiais para um controlo de arrefecimento ainda mais preciso. Assim, não tenha medo de experimentar diferentes tipos e configurações de ventiladores para encontrar a configuração perfeita para as suas necessidades de impressão 3D.

Como escolher o ventilador de arrefecimento certo para a sua impressora 3D

Embora a seleção de uma ventoinha de arrefecimento adequada para uma impressora 3D possa ser difícil, torna-se mais fácil se for implementado um plano adequado. Tente obter impressões com uma qualidade excecional, independentemente de estar a atualizar a sua impressora ou a construir uma nova de raiz. Vejamos algumas das considerações a ter em conta para escolher uma ventoinha de impressora adequada.

Factores a considerar na escolha de uma ventoinha de arrefecimento

Materiais de impressão: Pode utilizar uma diversidade de materiais durante a impressão que requerem um mecanismo de arrefecimento distinto. Para um arrefecimento agressivo, pode utilizar uma ventoinha radial potente para imprimir com PLA. No entanto, uma configuração moderada é favorável para outros materiais, como o ABS, que requer menos arrefecimento.
Objectivos de qualidade de impressão: Quando se trata de impressões, o foco muda muito de detalhes mais finos para velocidade e vice-versa. É possível obter o brilho intrincado necessário com uma ventoinha radial de alta pressão que se concentra num elevado fluxo de ar, enquanto que para impressões de uso geral uma boa ventoinha axial deve servir como adequada.
Considerações sobre o ruído: A utilização de uma ventoinha axial de baixo ruído pode ser uma vantagem se estiver a imprimir num espaço fechado com um ambiente partilhado. Certifique-se de que o desempenho da ventoinha satisfaz as necessidades críticas de arrefecimento, caso se destine a impressões específicas.
Tamanho e compatibilidade: Verifique o tamanho da ventoinha antes de a instalar na sua impressora. Os fornecedores de ventoinhas para impressoras 3D têm normalmente ventoinhas de 40mm ou 50mm, mas é possível encontrar tamanhos diferentes. Para além disso, certifique-se de que a voltagem da ventoinha é compatível com a sua impressora, uma vez que pode ser de 12V ou 24V.
Caudal de ar versus pressão: Para arrefecer peças, devem ser preferidas ventoinhas com elevada pressão estática (normalmente ventoinhas radiais). No entanto, para arrefecer o bloco quente, o volume do caudal de ar é normalmente mais importante do que o tipo de ventilador (ventiladores axiais) utilizado.
Possibilidade de atualização: As ventoinhas com condutas personalizadas também devem ser consideradas. Isto permitir-lhe-á otimizar mais facilmente a sua configuração de arrefecimento no futuro.

E, finalmente, pense no que o espera no futuro. Uma atualização da ventoinha de uma impressora 3D, por exemplo, é uma forma acessível de fazer uma diferença reconhecível na qualidade de impressão. Algumas impressoras permitem mesmo a utilização de uma ventoinha adicional ou de uma ventoinha de exaustão da impressora 3D para ser utilizada quando fechada.

Conselhos de instalação para ventoinhas de arrefecimento de impressoras 3D

Quer esteja a substituir uma ventoinha de arrefecimento existente ou a instalar uma nova, há algumas coisas que deve fazer para a sua impressora 3D que irão garantir que a unidade funciona corretamente após a instalação. Se estes passos forem tomados, o processo de substituição da ventoinha ou de adição de uma ventoinha auxiliar para a impressora 3D decorrerá sem problemas.

Para começar, lembre-se de desligar a impressora e deixá-la arrefecer completamente. Isto deve ser feito habitualmente antes da instalação ou atualização de uma ventoinha de arrefecimento de impressora 3D. Outras ferramentas necessárias são o descascador de fios e a chave de fendas.
Para ventoinhas antigas, desaparafuse quaisquer restrições visíveis na ventoinha. Separe os fios do ventilador e observe a orientação do ventilador ao desmontá-lo.
Examine os orifícios dos parafusos da nova ventoinha e certifique-se de que a direção do fluxo de ar está correta, caso contrário será inútil.
A alteração do tipo de ventilador pode resultar numa alteração do aparelho. Por conseguinte, podem ser necessários novos suportes ou acessórios para garantir a compatibilidade.
Personalize a cablagem fazendo corresponder as ligações positivas e negativas às respectivas cores, vermelho com vermelho e preto com preto. Não se esqueça de cortar ou soldar as pontas soltas. Se utilizar uma ventoinha de arrefecimento da peça, fixe a conduta de forma a garantir um fluxo de ar ótimo sem restringir a amplitude de movimento da impressora.
Ligue a impressora e verifique se a ventoinha acima mencionada está em boas condições. Se houver vibrações ou sons estranhos provenientes da ventoinha, desligue imediatamente a impressora. Efectue ajustes nas definições da impressora de acordo com as especificações do fabricante e regresse conforme necessário, dependendo dos resultados da impressão.

Dicas adicionais:

É possível obter um arrefecimento adequado com uma ventoinha potente, mas um arrefecimento excessivo do hotend é arriscado. Portanto, a força apropriada do ventilador da impressora 3D deve ser selecionada.
No caso de colocar um exaustor de impressora 3D num compartimento, certifique-se de que aborda também o compartimento da temperatura para que sejam preservadas as condições ideais para os elementos impressos em ABS.
Para o ventilador montado no hotend da impressora 3D, é aconselhável que o ventilador esteja sempre a funcionar para evitar o aquecimento.

Conclusão

Pelo que vimos neste guia até agora, as ventoinhas de arrefecimento das impressoras 3D fazem a diferença na obtenção de impressões da melhor qualidade. Identificar os diferentes tipos de ventoinhas de arrefecimento e saber como escolher a melhor para a sua situação e como instalá-la são todos bons passos para melhorar a sua experiência de impressão 3D.

O desenvolvimento de novas tecnologias de impressão 3D está destinado a aumentar o número de soluções de arrefecimento disponíveis. É aqui que são introduzidas as configurações com várias ventoinhas e outros sistemas de arrefecimento inteligentes que mudam de acordo com os parâmetros de impressão e, pronto, o futuro do arrefecimento das impressoras 3D é simplesmente espantoso.

ACDCFAN: Ventoinhas de arrefecimento de alta qualidade concebidas para impressoras 3D

A ACDCFAN é um fabricante experiente de ventoinhas de arrefecimento robustas para impressoras 3D com capacidades de elevado desempenho. As nossas ventoinhas têm uma estrutura em liga de alumínio reforçada com cobre 3-5% para maior resistência e longevidade. As ventoinhas cumprem as diretrizes ROHS 2.0, garantindo uma elevada qualidade e um design amigo do ambiente.

As ventoinhas de arrefecimento com rolamentos NMB garantem um desempenho eficiente a temperaturas elevadas de 40 graus Celsius e superiores. Estas ventoinhas podem ser utilizadas durante 70.000 horas sequenciais de arrefecimento, o que é ideal para impressoras 3D, uma vez que pode ajudar a reduzir o sobreaquecimento, melhorar a qualidade de impressão e acrescentar mais anos à sua vida útil.

As nossas ventoinhas de arrefecimento estão disponíveis em tamanhos entre 25 mm e 254 mm, satisfazendo uma variedade de necessidades. A ACDCFAN tem a melhor gestão da cadeia de fornecimento para clientes que necessitam de disponibilidade de entrega atempada. Com um tempo de espera mínimo de apenas 7 dias, somos um ótimo parceiro para clientes B2B que necessitam de ventiladores de refrigeração superiores para impressoras 3D. Variando de importadores a distribuidores, podemos garantir que ficará satisfeito com o desempenho e a entrega dos nossos ventiladores.

Definições da ventoinha de arrefecimento da impressora 3D: Melhores práticas para cada impressora