Densidade PLA: Aprenda a Importância e Como Calcular

Quando o assunto é impressão 3D, a densidade do PLA e outros materiais, parece ser amplamente desconhecida. Ao avaliar um filamento, as primeiras coisas que verificamos são o diâmetro e a temperatura de impressão, pois são as especificações exigidas nos fatiadores. A densidade muitas vezes é ignorada, mas é uma questão bastante pertinente já que ela acaba sendo importante para otimizar outras configurações do seu equipamento. Configurar a densidade correta dos materiais pode ser útil para os cálculos de uso do material. Ainda que prever a quantidade exata de consumo de filamento seja impossível, usar a densidade certa torna esse cálculo muito mais preciso. Acompanhe este guia simples sobre densidade PLA e aprenda como calcular a densidade dos filamentos, suas variações e por que isso é tão importante para acertar na hora de executar seus projetos. Boa leitura!

O que é o filamento PLA?

O filamento PLA é um material utilizado para impressão 3D que ficou famoso por ter um processo de degradação ativado biologicamente. A versatilidade do filamento faz com que ele seja bastante popular no mercado. Trata-se de um poliéster termoplástico feito com ácido lático a partir de matérias-primas que têm fontes renováveis. No mercado, outros nomes para o material incluem poliácido láctico e ácido poliláctico. Na natureza, ele se degrada ao sofrer ação enzimática ou também, mas não somente, por processos não enzimáticos, como hidrólise e fotodegradação. O filamento deve suas propriedades à matéria-prima na qual sua produção está baseada: o PLA pode ser feito a partir de vegetais como milho, mandioca, beterraba ou cana-de-açúcar. Por ter origem em matéria orgânica, o PLA é biodegradável e, portanto, compostável e reciclável. São diversos os prováveis usos para o filamento dentro de uma produção com impressora 3D. Como o material tem baixa contração (warp), é comum que ele seja indicado para imprimir objetos grandes, pois é possível ter um controle maior das dimensões finais do projeto. Ele também pode ser muito útil em peças que vão sofrer atrito em seu uso. Isso porque a dureza superficial é parte das características elementares do PLA, o que faz com que ele resista relativamente bem à abrasão (embora menos do que outros materiais, como o ABS). Por todos esses motivos, o poliácido láctico se tornou um dos queridinhos do mercado. Não é à toa que ele aparece na maioria das listas com os principais materiais utilizados em impressoras 3D. Dentre os três filamentos mais usados – PLA, ABS e PETG -, ele acaba sendo o mais indicado para grande parte dos projetos em que o operador é iniciante. Bastante resistente à abrasão, o ABS (acrilonitrila butadieno estireno) é feito a partir do petróleo e perde para o PLA por exigir condições bastante específicas para que sua impressão dê certo. Já o PETG (polyethylene terephthalate) é um copolímero conhecido popularmente no mercado como PET – sim, da mesma família das garrafas de refrigerante. Apesar de ser resistente, o material é maleável e não endurece tanto como o PLA.

O que é densidade do PLA?

A densidade é um conceito que obviamente não foi inventado pela indústria de impressão 3D. O termo já é velho conhecido das ciências da natureza, aparecendo com frequência em livros de física e química. O conceito é definido pelo quociente entre a massa e o volume de um material – no caso do filamento PLA, isso resulta em uma densidade padrão de 1,24g/cm³. Imagine que você imprime uma caneca de plástico e outra de chumbo, com as mesmas dimensões. Ao terminar a impressão, você vai perceber que a primeira certamente estará bem mais leve que a segunda. Isso acontece porque o chumbo é um material mais denso e que, portanto, tem um peso maior quando comparamos a relação de g/cm³.

Qual é a importância em saber a densidade do filamento para impressão 3D?

O exemplo acima esclarece um pouco sobre a relevância de levar em conta a densidade na hora imprimir seus projetos 3D. Por isso, antes de iniciar o trabalho, é importantíssimo saber qual é a densidade do filamento que está sendo empregado. Quem imprime sem levar em conta essa informação corre riscos de não conseguir terminar sua impressão por falta de material. Isso porque existe uma relação direta entre a quantidade de filamentos utilizada e o quão denso é o material escolhido para o seu projeto. Como vimos no exemplo apresentado anteriormente, um centímetro cúbico pode ter diferentes pesos, dependendo do elemento usado como referência. Enquanto o PLA tem uma densidade de 1,24g/cm³, o chumbo puro é quase dez vezes mais denso: 11,34 g/cm³. Por essas e outras, é importante não esquecer de considerar a densidade do material antes de começar a imprimir em 3D. Assim, você consegue garantir que tem filamento suficiente para finalizar o projeto e evita ter que parar a impressão no meio – o que prejudica a qualidade final da peça ou até a perda completa da peça.

Como calcular a densidade de um filamento PLA?

Ao ler até aqui, você deve estar se perguntando qual é o caminho ou a fórmula para calcular a densidade de um filamento PLA durante a sua produção. Entender como fazer o cálculo por conta própria pode ser bastante útil, já que nem todos os fabricantes apresentam esse dado de antemão. Antes de começar, pegue um pedaço filamento de alguns centímetros que servirá como referência. A fórmula utilizada é a seguinte: O seu cálculo deve considerar que:

• Ρ = densidade (expressa em g/cm3)
• M = massa (expressa em g)
• v = volume (expresso em cm³)
• S = superfície (expressa em cm²)
• l = comprimento (expresso em cm)
• r = raio (expresso em cm).

Exemplo de como calcular a densidade de um filamento PLA

Vamos supor que temos uma bobina de PLA com filamento de 1.75mm de diâmetro e peso total de 1kg. Sabemos também que o comprimento total da bobina é 35 metros. Com isso, podemos calcular a densidade com a fórmula apresentada acima. Confira na imagem abaixo:

Conclusão

A densidade do PLA é um assunto que ainda causa dúvidas entre profissionais e iniciantes na impressão 3D. Como vimos neste artigo, entender quão denso é o filamento utilizado tem implicações diretas na qualidade dos objetos produzidos. Agora que você já sabe como calcular a densidade do PLA, terá mais facilidade para manter o controle dos seus projetos 3D e imprimir de maneira eficiente. Se achou este conteúdo útil, tem muito mais para você no nosso blog. E na hora de comprar uma impressora 3D, escolha a Wishbox!