Gabaritos, dispositivos de fixação e acessórios impressos em 3D para sua oficina

Sua impressora 3D não é apenas um aparelho que produz suportes para celular e miniaturas de Pokémon. Ela é uma fábrica de ferramentas. Uma máquina que constrói peças personalizadas para suas outras máquinas, resolve problemas específicos da sua oficina e produz sem parar acessórios que custariam $40 em uma loja especializada ou que simplesmente não existem em nenhum lugar.

Quando começar a enxergar sua impressora dessa forma, você se perguntará como conseguiu trabalhar sem ela. Aquele medidor de foco do laser que você vem avaliando a olho há cinco minutos? Imprima um. Aquele grampo CNC que sempre fica um pouco alto demais para o material? Projete um na altura exata de que você precisa. Aquele emaranhado de chaves Allen na gaveta? Pois é, também existe um suporte impresso para elas.

Este post apresenta acessórios práticos que você pode imprimir hoje à noite para máquinas CNC, gravadoras a laser, impressoras 3D e sua oficina em geral. Cada um resolve um problema real. Se a impressão 3D ainda for novidade para você, nosso guia para iniciantes aborda a configuração da máquina e as primeiras impressões. Se precisar de ajuda para escolher o filamento certo para peças funcionais, nosso guia comparativo de filamentos detalha as propriedades dos materiais.

Sua impressora 3D é uma fábrica de ferramentas

A maioria das oficinas maker envolve várias máquinas. Uma fresadora CNC. Uma gravadora a laser. Talvez uma máquina de corte. E, em algum canto, uma impressora 3D que ajuda todas a funcionar melhor.

A magia da impressão 3D para acessórios de oficina é a personalização. Gabaritos comerciais são projetados para o usuário médio com a máquina média. Sua configuração não é média. Sua mesa de sacrifício tem um espaçamento específico entre ranhuras em T. Seu laser tem uma altura de mesa específica. Seu paquímetro tem uma largura específica. Peças impressas em 3D podem corresponder às suas dimensões exatas e, se quebrarem, você imprime outra em uma hora.

O custo é quase nada. A maioria dos gabaritos e dispositivos usa menos de 50g de filamento. Isso equivale a cerca de um dólar em PLA ou PETG. Compare isso com comprar grampos de alumínio usinado ou organizadores moldados por injeção, e a diferença econômica chega a ser cômica.

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Acessórios para CNC

Se você tem uma fresadora CNC, já conhece os problemas de fixar peças, gerenciar cavacos e manter o controle das fresas. Veja o que sua impressora 3D pode fazer a respeito.

Grampos de fixação e grampos excêntricos

Os grampos que acompanham a maioria das máquinas CNC para hobby são razoáveis. Não são ótimos. Razoáveis. Você sempre precisa de mais, e eles raramente têm a altura certa para o material atual.

Imprima um conjunto de grampos de fixação escalonados nas alturas de 3, 5 e 10mm. Projete-os para o espaçamento específico das ranhuras em T ou dos insertos roscados. A vantagem dos grampos impressos é que você pode fazer vinte deles em uma tarde e, se quebrar um por apertá-lo demais (todos já fizemos isso), basta imprimir outro.

Grampos excêntricos são ainda melhores para trocas rápidas. Um grampo excêntrico usa um ressalto fora de centro que aperta a peça com um quarto de volta. Imprima o came e a base, adicione um parafuso e uma porca-borboleta, e você terá fixação com uma só mão.

Adaptadores para sapatas coletoras de pó

A maioria das sapatas coletoras de pó de terceiros não se encaixa perfeitamente em todas as combinações de spindle e tupia. Um anel adaptador impresso em 3D preenche essa lacuna, correspondendo o diâmetro exato do spindle ao furo interno da sapata. Imprima-o em PETG para maior durabilidade. Leva cerca de duas horas e poupa você da solução com fita adesiva e abraçadeiras plásticas que provavelmente está usando agora.

Gabaritos de nivelamento da mesa de sacrifício

Uma mesa de sacrifício plana é fundamental para manter a profundidade de corte uniforme, especialmente em materiais finos. Imprima um gabarito que se prenda ao redor do alojamento do spindle e mantenha um relógio comparador a uma distância fixa. Mapeie a superfície, encontre os pontos altos e faça o faceamento de acordo. A peça impressa custa centavos e evita que você estrague materiais.

Organizadores de fresas e blocos de zeramento

Fresas CNC são pequenas, afiadas e caras. Elas também rolam para fora das mesas. Um organizador de fresas impresso, com ranhuras identificadas para cada diâmetro, mantém as fresas na vertical e sob controle.

Blocos de zeramento são outra solução fácil. Imprima um bloco com uma altura precisa e conhecida (digamos, 15mm) para definir o zero Z de modo uniforme. Acrescente uma cavidade na parte superior para um pedaço de fita condutiva se sua CNC for compatível com zeramento eletrônico.

Se você está começando com CNC, nosso guia de fresamento CNC para iniciantes aborda os fundamentos de fixação, trajetórias de ferramentas, avanços e velocidades.

Acessórios para gravadoras a laser

As gravadoras a laser têm suas próprias frustrações, principalmente em torno do posicionamento do material, da distância focal e do controle de vapores. Veja o que imprimir.

Pinos para colmeia e espaçadores de material

Materiais pequenos ou finos adoram cair pelas aberturas da mesa colmeia ou sair do lugar durante o corte. Pinos impressos para mesa colmeia, com a parte inferior cônica, se encaixam por atrito nas células hexagonais e criam pontos elevados de apoio. Imprima um lote de 30 a 50 e você sempre terá o suficiente para apoiar qualquer formato.

Para materiais que não devem tocar a colmeia metálica (superfícies refletivas podem rebater o feixe para cima), espaçadores impressos elevam a peça inteira acima da mesa.

Medidores de foco

Seu laser tem uma distância focal ideal. Se ela ficar alta ou baixa demais, a qualidade do corte cairá. Imprima um medidor de foco escalonado com marcações para espessuras comuns de materiais (compensado de 3mm, MDF de 6mm, couro, acrílico) e ajuste o foco em segundos, sem fazer contas toda vez.

Espaçadores e moldes para materiais

O posicionamento consistente do material é importante na produção em lotes. Se você estiver gravando 50 porta-copos a laser, vai querer posicionar cada um de forma idêntica para que o design fique no mesmo lugar todas as vezes.

Imprima gabaritos de canto que definam a posição X/Y exata do material. Um suporte simples em forma de L com pinos de alinhamento funciona perfeitamente. Para itens redondos, imprima um anel que mantenha a peça centralizada sob o cabeçote do laser.

Adaptadores para extração de vapores

Conectar a porta de exaustão do laser a um ventilador de oficina ou duto muitas vezes exige uma redução ou peça de transição. São formas cilíndricas simples, com diâmetros diferentes em cada extremidade, perfeitas para impressão 3D. Use PETG, pois o PLA amolece com o tempo no fluxo de ar quente da exaustão.

Nosso guia de gravação a laser para iniciantes aborda a configuração completa se você estiver começando agora.

Gabaritos para acessórios rotativos

Centralizar e nivelar objetos cilíndricos em um acessório rotativo é um exercício de equilíbrio. Imprima berços personalizados em V que correspondam aos diâmetros de itens comuns (copos térmicos padrão, taças de vinho, copos Yeti) e o trabalho de adivinhação desaparece.

Acessórios para impressoras 3D (sim, ela pode melhorar a si mesma)

Sua impressora 3D pode imprimir melhorias para si mesma. É fabricação recursiva e uma das melhores coisas desse hobby.

Suportes de carretel e adaptadores para caixas secas

O suporte de carretel original na maioria das impressoras é uma simples haste metálica. Imprima um suporte com roletes e rolamentos de skate 608 (cerca de $0.50 cada) para obter uma alimentação suave. Melhor ainda, imprima um adaptador de passagem para caixa seca que permita alimentar o filamento diretamente de um recipiente vedado com dessecante. Nylon, TPU e PETG imprimem visivelmente melhor quando mantidos secos.

Porta-ferramentas e suportes de câmera

Imprima um porta-ferramentas que se fixe à estrutura da impressora para guardar alicate de corte, espátula, pinça e ferramenta de rebarbação. Tudo ao alcance da mão.

Suportes de câmera para gravação de timelapses são outra impressão popular. A maioria dos projetos se prende ao trilho do eixo Z e posiciona uma webcam ou um celular no ângulo certo para timelapses no estilo do OctoPrint.

Manípulos de nivelamento da mesa

Se sua impressora usa nivelamento manual da mesa, as rodinhas originais costumam ser pequenas demais para segurar confortavelmente. Imprima manípulos maiores com insertos M4 de encaixe por pressão ou com rosca direta nos parafusos existentes.

Organização geral da oficina

Estas impressões não são específicas para nenhuma máquina. Apenas deixam seu espaço de trabalho melhor.

Organizadores de gaveta e bandejas para separar parafusos

Divisórias personalizadas, dimensionadas para suas gavetas exatas, sempre superam os organizadores genéricos. Meça sua gaveta, projete uma grade e imprima. Identifique cada célula. De repente, suas ferragens M3, M4 e M5 têm cada uma seu lugar, em vez de viverem juntas em um único saco zip-lock caótico.

Bandejas para separar parafusos, com compartimentos distintos para cada tamanho e tipo de cabeça, economizam tempo em todos os projetos. Imprima uma bandeja com oito a doze cavidades e uma tampa de encaixe.

Organizadores de chaves Allen

Todo maker tem pelo menos quatro conjuntos de chaves Allen em vários estados de completude. Imprima um suporte de parede com ranhuras identificadas para cada tamanho. Você saberá na hora qual está faltando e, mais importante, qual delas seu filho pegou emprestada.

Gerenciamento de cabos e porta-ferramentas

Cabos e mangueiras de oficina estão por toda parte. Presilhas impressas que se prendem à borda da mesa, são parafusadas na parede ou se encaixam em perfis com ranhura em T mantêm tudo organizado e bem encaminhado.

Paquímetros digitais deslizam pela bancada e caem no chão. Imprima um estojo de parede que os mantenha na vertical, com o visor voltado para fora, prontos para pegar. Um suporte com fundo magnético (pressione um pequeno ímã de neodímio em um encaixe) adere a qualquer superfície de aço da oficina.

Configurações de impressão importantes para peças funcionais

Impressões decorativas e funcionais têm requisitos muito diferentes. Uma miniatura pode usar 15% de preenchimento e 2 paredes. Um grampo CNC não pode.

Escolha do filamento

O PLA funciona para tudo que não fique exposto a calor, impacto ou estresse mecânico contínuo. Medidores de foco, organizadores, porta-ferramentas, presilhas de cabo. É rígido, dimensionalmente preciso e fácil de imprimir. Se a peça ficar em sua oficina climatizada e não sofrer abuso, o PLA é suficiente.

O PETG é o padrão para qualquer coisa funcional. Grampos, adaptadores de sapata coletora de pó, suportes de carretel, conexões de extração de vapores, qualquer coisa perto de uma fonte de calor. O PETG é mais resistente que o PLA, mais resistente ao calor (transição vítrea em torno de 80C, contra 60C no PLA) e tem alguma flexibilidade antes de falhar, em vez de quebrar como o PLA.

O TPU é para peças macias. Pés que amortecem vibrações da impressora, mordentes macios para insertos de morsa que não marquem sua peça e juntas ou vedações para adaptadores de coleta de pó. O TPU exige velocidades de impressão menores e uma extrusora direct-drive (tubos Bowden têm dificuldade com filamentos flexíveis).

ABS ou ASA são para qualquer coisa que precise sobreviver a calor acima de 80C ou a exposição prolongada à radiação UV. Dispositivos externos, peças próximas a motores de spindle ou qualquer item em uma garagem sem climatização. O ABS precisa de uma impressora fechada para evitar empenamento. O ASA é a versão do ABS estável contra UV, com requisitos de impressão semelhantes.

Para uma análise completa de todas as opções de filamento, consulte nosso guia comparativo de filamentos.

Preenchimento e número de paredes

Peças funcionais precisam de mais material do que as decorativas.

Em geral, aumentar o número de paredes é mais importante para a resistência do que aumentar o preenchimento. Uma peça com 4 paredes e 30% de preenchimento costuma ser mais forte do que uma com 2 paredes e 60% de preenchimento, pois a casca externa sustenta a maior parte da carga.

Orientação da impressão para aumentar a resistência

Peças impressas em 3D são mais fracas nas interfaces entre camadas. Oriente a peça de modo que a força esperada percorra o plano das camadas e siga ao longo delas, não atravesse suas interfaces. Um grampo que aperta verticalmente deve ser impresso de lado. Um gancho tracionado para baixo deve ser impresso para que o caminho da carga acompanhe as camadas, em vez de atravessá-las.

Dicas de design para peças de oficina

Você não precisa ser especialista em CAD para projetar acessórios funcionais para a oficina. Mas alguns princípios vão poupar você da decepção de pensar “parece certo na tela, mas não cabe na vida real”.

Meça duas vezes, imprima uma

As impressoras 3D têm precisão de cerca de 0.1 a 0.2mm na maioria das máquinas. Isso é suficiente para dispositivos de oficina, mas significa que você precisa começar com medidas precisas. Use paquímetros digitais (não uma régua) para medir as coisas contra as quais sua peça impressa precisa se encaixar: diâmetros de parafusos, larguras de ranhuras em T, diâmetros do alojamento do spindle e dimensões das gavetas.

Tolerâncias para ferragens

Furos impressos são sempre um pouco menores que o projetado porque o plástico se contrai ao esfriar. Veja quanto acrescentar:

Teste o encaixe antes de fazer impressões completas

Antes de imprimir um gabarito de quatro horas, imprima uma pequena peça de teste com as dimensões críticas. Um cubo de 20mm com o furo do parafuso ou a largura da ranhura leva 15 minutos e mostra imediatamente se suas tolerâncias estão corretas.

Design paramétrico

Use um software CAD paramétrico para que suas dimensões sejam variáveis. Se a largura da ranhura em T mudar, você atualiza um número e todo o modelo se ajusta. Isso também facilita compartilhar designs que outras pessoas possam personalizar para suas máquinas.

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Comece com um problema

Você não precisa imprimir todos os gabaritos desta lista hoje à noite. Escolha a única coisa que mais incomoda você na oficina. Os grampos que não têm a altura certa. As chaves Allen que você nunca encontra. A distância focal do laser que você sempre esquece. Imprima uma solução para esse problema.

Depois, imprima o próximo. E o seguinte. Em pouco tempo, sua oficina estará cheia de acessórios personalizados e feitos para uma finalidade específica, que se encaixam exatamente nas suas máquinas, no seu fluxo de trabalho e na sua maneira de trabalhar. Esse é o verdadeiro poder de uma impressora 3D na oficina de um maker. Ela não apenas produz objetos. Faz todo o resto funcionar melhor.

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