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 cuja distância você estima 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

Quase toda oficina maker conta com vários equipamentos. Uma tupia CNC, um aparelho para gravação a laser e talvez uma máquina de corte fazem parte do conjunto. Em algum cantinho, a impressora 3D contribui para que todos os demais funcionem melhor.

O grande diferencial 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 base de sacrifício tem um espaçamento específico entre ranhuras em T. Seu laser tem uma altura de base 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.

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

Acessórios para CNC

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

Grampos de fixação e grampos excêntricos

Os grampos fornecidos com a maioria das máquinas CNC para hobby são aceitáveis. Não são ótimos. Apenas aceitáveis. Você sempre precisa de mais unidades, e 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 suas ranhuras em T ou insertos roscados. A vantagem dos grampos impressos é poder produzir vinte deles em uma tarde e, se um quebrar por excesso de aperto (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, acrescente 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 vendidas separadamente não se encaixa perfeitamente em todas as combinações de spindle e tupia. Um anel adaptador impresso em 3D elimina essa diferença ao corresponder o diâmetro exato do spindle ao furo interno da sapata. Imprima-o em PETG para maior durabilidade. Leva cerca de duas horas e dispensa a solução com fita adesiva e abraçadeiras plásticas que você provavelmente usa agora.

Gabaritos de nivelamento da base de sacrifício

Uma base de sacrifício plana é essencial para manter a profundidade de corte uniforme, sobretudo em materiais finos. Imprima um gabarito que se prenda ao alojamento do spindle e sustente um relógio comparador em uma distância fixa. Mapeie a superfície, encontre os pontos altos e faça o faceamento correspondente. A peça impressa custa centavos e evita a perda de materiais.

Organizadores de fresas e blocos de zeramento

Fresas CNC são pequenas, afiadas e caras. Também rolam para fora das mesas. Um organizador impresso com espaços identificados para cada diâmetro as mantém em pé e sob controle.

Blocos de zeramento são outra solução fácil. Imprima um bloco com uma altura conhecida e precisa (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 aceitar zeramento eletrônico.

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

Acessórios para gravadoras a laser

Gravadoras a laser têm seu próprio conjunto de dificuldades, principalmente quanto ao posicionamento do material, distância focal e controle de vapores. Veja o que imprimir.

Pinos para colmeia e suportes para material

Materiais pequenos ou finos adoram cair pelas aberturas da mesa colmeia ou se deslocar durante o corte. Pinos impressos com uma base cônica são encaixados por atrito nas células hexagonais e criam pontos elevados de apoio. Imprima um lote de 30-50 e sempre terá unidades suficientes para sustentar qualquer formato.

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

Medidores de foco

Seu laser tem uma distância focal ideal. Se estiver alto ou baixo 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 uniforme do material é importante na produção em lotes. Se estiver gravando 50 porta-copos a laser, você desejará posicionar cada um de forma idêntica para que o design fique sempre no mesmo lugar.

Imprima gabaritos de canto que definam a posição X/Y exata do material. Um suporte simples em 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 saída de exaustão do laser a um ventilador ou duto de oficina muitas vezes exige uma redução ou peça de transição. São formatos cilíndricos simples, com diâmetros diferentes em cada extremidade, perfeitos para impressão 3D. Use PETG, pois com o tempo o PLA amolece 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 elimine as suposições.

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

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

Suportes de carretel e adaptadores para caixas secas

O suporte de carretel original da 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 seja instalado na estrutura da impressora para guardar alicate de corte, espátula, pinça e rebarbador. Tudo ao alcance da mão.

Suportes de câmera para gravar timelapses são outra impressão popular. A maioria dos designs 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, os manípulos originais muitas vezes são pequenos demais para segurar com conforto. Imprima manípulos maiores com insertos M4 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 para as medidas exatas das suas gavetas sempre superam os organizadores genéricos. Meça a gaveta, projete uma grade e imprima. Identifique cada célula. De repente, as ferragens M3, M4 e M5 terão seu próprio lugar, em vez de conviverem em um único saco zip-lock caótico.

Bandejas de separação com compartimentos distintos para cada tamanho e tipo de cabeça de parafuso 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 diferentes estados de completude. Imprima um suporte de parede com espaços identificados para cada tamanho. Você saberá imediatamente qual está faltando e, ainda 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 encaixadas em perfis com ranhura em T mantêm tudo organizado e no trajeto certo.

Paquímetros digitais escorregam pela bancada e caem no chão. Imprima um estojo de parede que os mantenha na vertical, com o visor para fora, prontos para pegar. Um suporte com base magnética (encaixe um pequeno ímã de neodímio em uma cavidade) 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 qualquer item que não sofra calor, impacto ou esforço mecânico contínuo. Medidores de foco, organizadores, porta-ferramentas, presilhas de cabos. É rígido, tem precisão dimensional e é fácil de imprimir. Se a peça permanecer em uma oficina climatizada e não sofrer abuso, o PLA atende bem.

O PETG é o padrão para qualquer item funcional. Grampos, adaptadores de sapatas coletoras de pó, suportes de carretel, conexões para extração de vapores e qualquer coisa próxima de uma fonte de calor. O PETG é mais resistente do que o PLA, suporta mais calor (transição vítrea em cerca de 80C vs 60C no PLA) e se flexiona antes de falhar, em vez de quebrar como o PLA.

O TPU serve para peças macias. Pés amortecedores de vibração para a impressora, mordentes macios para insertos de morsa que não marquem a peça, juntas ou vedações para adaptadores de coleta de pó. O TPU exige velocidades de impressão mais baixas e uma extrusora direct-drive (tubos Bowden têm dificuldade com filamentos flexíveis).

Use ABS ou ASA em qualquer item que precise resistir a calor acima de 80C ou a exposição prolongada a raios 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 resistente a UV e tem 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 entre as camadas. Oriente a peça de modo que a força esperada percorra o plano e o sentido das camadas, não que 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 evitarão a decepção de pensar "parece certo na tela, mas não cabe na vida real".

Meça duas vezes, imprima uma

Impressoras 3D têm precisão de cerca de 0.1-0.2mm na maioria das máquinas. É suficiente para dispositivos de oficina, mas significa que você precisa começar com medidas exatas. Use paquímetros digitais (não uma régua) para medir os itens nos quais a peça impressa deve se encaixar: diâmetros de parafusos, larguras de ranhuras em T, diâmetros do alojamento do spindle e dimensões de gavetas.

Tolerâncias para ferragens

Furos impressos sempre ficam um pouco menores do que no projeto 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, faça uma pequena peça de teste com as dimensões críticas. Um cubo de 20mm com o furo para parafuso ou a largura da ranhura leva 15 minutos e mostra imediatamente se suas tolerâncias estão corretas.

Design paramétrico

Use um software CAD paramétrico, como Fusion 360 ou FreeCAD, 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.

Nosso guia de opções gratuitas de software de design para makers apresenta as melhores ferramentas para criar seus próprios designs.

Conversão entre formatos de arquivo 3D

Nem todo modelo baixado estará no formato aceito pelo seu fatiador. O File Converter converte gratuitamente entre STL, OBJ e 3MF. Envie o arquivo, escolha o formato de saída e baixe o resultado. Sem instalar software e sem precisar de créditos.

Comece com um problema

Você não precisa imprimir hoje à noite todos os gabaritos desta lista. Escolha o item 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 único problema.

Depois, imprima a próxima. E a seguinte. Em pouco tempo, sua oficina estará cheia de acessórios personalizados e feitos para uma finalidade específica, que se encaixam perfeitamente 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.