Impressão 3D com acabamento para o Ibis Styles Chaves

Recentemente surgiu a oportunidade de produzir mais um trabalho de impressão 3D. A peça em questão, um fragmento cerâmico de um vaso de caras de época romana, proveniente da cidade de Aquae Flaviae, foi encomendada para o hotel Ibis Styles Chaves com o objectivo de estar em exposição e poder ser manuseada pelos hóspedes. O trabalho foi pedido com urgência e com um tempo de produção limite de 48 horas. Os requisitos assentavam na necessidade reproduzir a peça com uma escala de ampliação muito maior que o original, não só para ter o devido destaque, mas também, tentar reproduzir a cor/textura da cerâmica após a previa preparação para o efeito.

Fotografia: © João Ribeiro (Archeo3D).

O modelo tridimensional da peça foi criado e prontamente fornecido pela Archeo3D, com quem já colaborei em outros trabalhos similares. O fragmento cerâmico, de pequenas dimensões, com 9,76 cm de altura, sofreu uma ampliação de 310%, tendo ficado o modelo final com 30 cm. Com esta dimensão, e dada a limitação técnica da impressora usada para este trabalho, uma Witbox, cuja dimensão máxima de impressão é equivalente ao A4 por 20 cm de altura máxima, tornava impossível imprimir a peça de uma só vez. Isto exigiu seccionar a peça a média altura para permitir imprimir o objecto em duas partes independentes. Esta operação, que se baseia na preparação e processamento do modelo 3D para impressão é uma das fases mais importante no processo de impressão 3D. A preparação do modelo tridimensional foi realizada com MODO, a ferramenta de modelação 3D com que trabalho. Foi então importado o modelo 3D no formato OBJ para o MODO e ampliado para a escala desejada. De seguida, com a ferramenta "Slice" fez-se um corte transversal a média altura com a opção "Split" seleccionada, tal como a opção "Gap", que permitiu criar um espaço de 0,5 mm entre as duas partes do modelo 3D. Este pequeno espaço entre as partes foi útil para que depois pudessem ser unidas de forma mais precisa. Procedeu-se posteriormente à exportação do modelo no formato STL para ser lido por um programa de laminação.

Interface do MODO com o modelo o fotogramétrico pronto a ser preparado para impressão 3D.

Modelo tridimensional da peça após o corte e redimensionado para a impressão 3D.

A fase seguinte correspondeu à definição do tipo de impressão e o respectivo material, neste caso o uso de PLA. O programa usado para o efeito foi o Cura, que é um dos mais versáteis e de uso gratuito no mercado. Devido à dimensão generosa do objecto foi suficiente a opção por uma impressão de média qualidade, equivalente a 100 mícrons por camada, garantindo desta forma um grau de qualidade e definição bastante aceitáveis. Após definir todos os ajustes de impressão, tais como área de adesão à cama, espessura das paredes, preenchimento, suportes das zonas sem apoio e velocidade de impressão, entre outros ajustes "menores", o modelo foi exportado no formato "gcode", que é o formato de código lido pelas impressoras 3D.

Preparação do modelo 3D no Cura de uma das partes do objecto para impressão. A dimensão da peça ocupou a quase totalidade da área de impressão disponível.

Parte posterior da peça onde são visíveis os apoios da parte suspensa.

Visualização e cálculo do preenchimento da peça.

As duas partes, cada uma com dimensão semelhante, demoraram cerca de 33 horas a serem impressas e, só no dia seguinte de manhã, é que foi possível passar às etapas de produção seguintes. Todo o processo de impressão decorreu sem qualquer contratempo, tendo sido fundamental para isso uma correcta calibração da impressora, e a aplicação de uma camada de laca na cama para auxiliar a aderência do PLA e evitar eventuais descolamentos.

Depois da impressão estar concluída houve a necessidade de corrigir algumas rebarbas decorrentes do processo de impressão. Estas rebarbas ocorrem naturalmente na zona de contacto com a cama após retirar o excesso de PLA que serviu para aderir a peça durante o processo de impressão. Foi usada uma rebarbadora similar a um micromotor para corrigir estas imperfeições, contribuindo para um método de trabalho rápido e preciso.

Após rebarbar e polir algumas partes da impressão 3D procedeu-se à colagem das partes com Araldite ® Rápido. Esta cola de grande resistência e compatível com o PLA tem sido usada no meu método de trabalho quando surge a necessidade de colar impressões 3D feitas em várias partes.
O tempo de secagem é de cerca de 20 a 30 minutos garantindo uma óptima resistência.

As duas partes da impressão 3D momentos antes de serem coladas com Araldite ® Rápido.

Depois do tempo de colagem, a peça foi de novo polida na zona de contacto, com o objectivo de eliminar algumas imperfeições derivadas da acumulação de cola. Este foi um processo bastante rápido e em poucos minutos a peça estava pronta para receber uma fina camada de resina XTC. A aplicação de resina podia ter sido evitada, já que a qualidade de impressão não exigia este passo, mas ainda assim optou-se por um acabamento de maior qualidade. A resina XTC, especialmente desenvolvida para impressões em PLA ajuda a eliminar o efeito da textura da sobreposição das camadas da impressão 3D. Deste modo, a resina cria uma superfície praticamente lisa e perfeitamente apta a receber o acabamento de pintura. O tempo de secagem da resina ronda as duas horas e após a confirmação de estar totalmente seca iniciou-se então a fase final do acabamento, a pintura.

A peça depois de colada em processo de polimento da zona de contacto.

Polimento e desbaste das irregularidades na zona de colagem.

A peça pronta a receber a resina XTC.

A peça depois de ter sido aplicada uma fina camada de resina XTC.

O trabalho de pintura foi feito com tinta acrílica. Este tipo de tinta de fácil utilização tem um período de secagem rápido quando é auxiliado por um secador. Para pintar esta peça foram feitas criadas várias camadas de tinta, imitando a tonalidade do barro, da tonalidade mais escura para a mais clara. Deste modo, a tonalidade mais clara foi sendo sobreposta com mais intensidade nas zonas mais expostas, enquanto nas zonas menos expostas a tonalidade mais escura ajudou a reforçar o efeito de profundidade.

O jogo de tonalidades ajudou a reforçar a forma e os elementos decorativos do objecto. Enquanto o final da manhã do segundo dia foi reservado para o polimento, colagem e aplicação de resina, a parte da tarde serviu para pintar a peça. Ao fim da tarde a peça estava finalizada e pronta para enviar ao cliente através de correio expresso. A produção desta peça foi, sob vários aspectos, um desafio, já que foram usadas várias técnicas num período de tempo bastante curto. É com certeza uma experiência a repetir.