Análise – impressora 3D bq Witbox

O mundo da impressão 3D está cada vez mais apetecível. A possibilidade de converter um modelo 3D virtual em algo real é algo que até há bem pouco tempo ficava bastante dispendioso e era apenas justificável em grandes quantidades, considerando por exemplo a utilização de máquinas de moldes de injecção de plástico.

Agora tudo é mais fácil e barato, utilizando um micro-controlador de 8-bit, motores de passo, um extrusor e mais alguns componentes auxiliares, onde montados numa estrutura resultam numa impressora 3D. Não é uma pechincha mas, considerando a qualidade do resultado final, a Witbox da bq poderá ser a escolha acertada.

Aspectos positivos

• Design e qualidade de construção
• Facilidade de utilização
• Qualidade da impressão

Aspectos negativos

• Ruído produzido
• Falta de suporte para extrusor adicional
• Plataforma não aquecida
• Preço

Consta que a primeira impressora 3D surgiu há mais de 30 anos, concretamente em 1984 pelo norte-americano Chuck Hull. A técnica era obviamente diferente mas o conceito base partiu daí.

Sensivelmente desde 2013 que a oferta de impressoras 3D ao público em geral se tornou interessante, já com um leque de várias gamas disponíveis. Estão cada vez mais vulgares e, como curiosidade, na primeira Mini MakerFaire em Portugal uma boa parte dos stands utilizava impressoras 3D, mostrando-se assim como algo quase banal entre entusiastas.

A Witbox da bq foi lançada a público no final de 2013 como uma impressora 3D de gama alta, projectada a partir do zero, colocando-se ao lado de grandes impressoras como a MakerBot Replicator 2, uma marca na altura já com mais experiência na área.

Actualmente a oferta é imensa e há vontade em unir e partilhar recursos, onde cada impressora pode ser colocada ao serviço do público e imprimir um modelo a pedido em troca de poucos euros, como é o caso da comunidade 3D Hubs.

1. Características gerais e qualidade de construção

A Witbox é uma impressora com dimensão e peso consideráveis. Tem capacidade de impressão do tamanho de uma folha A4 (29,7 x 21,0 cm) com uma altura máxima de 20 cm.

Juntamente com a impressora vem incluída uma caixa de acessórios que inclui:

• Escova de aço para limpeza
• Lâmina de metal para calibração e limpeza
• Chaves hexagonais para todos os parafusos
• Arame para desentupir o extrusor
• Cabo USB
• Um rolo PLA (tem espaço para um segundo rolo)
• Manual de instruções e garantia

A impressora é realmente pesada e difícil de manusear, com cerca de 20 kg, no entanto isso demonstra robustez na sua estrutura e qualidade na construção. A estrutura é metálica, bastante resistente, forrada a molduras de acrílico que reforçam essa estrutura. As janelas são fechadas com recurso a acrílico transparente nas duas faces laterais, na face frontal e na superior.

A base de impressão é de vidro, com 2 vidros colados por uma película adesiva preta, e assenta num suporte metálico com 3 pontos fixação com capacidade de afinação e amortecimento. Para não haver o risco de existência de folgas na base, que iriam prejudicar a precisão da impressão, o seu encaixe no suporte metálico é firme e tem o auxílio de ímanes para garantir que não há qualquer deslize.

A fonte de alimentação encontra-se na parte inferior, bem acondicionada, bem como o Arduino Mega e o ecrã.

Para arrefecimento existem várias ventoinhas que, inevitavelmente, tornam a Witbox muito barulhenta: duas na fonte de alimentação (40mm), duas na parte traseira (80mm) e duas no extrusor.

Ainda no interior, no topo, existe uma fita de LEDs azuis que iluminam o interior da impressora sempre que está ligada. Embora à primeira vista pareça agradável, pessoalmente acho uma cor desadequada pois limita muito a visibilidade de alguns pormenores que vão ocorrendo na impressão e não permite apreciar a verdadeira cor do que está a ser impresso. Nada que não se resolvesse, por exemplo, com uma luz branca.

Para conseguir fazer captura de vídeo e de algumas fotos, foi necessário desactivar a luz azul, que seria de todo interessante que pudesse ser controlada por um simples interruptor, que não existe. Para não alterar qualquer ligação física, limitei-me a colocar fita-cola opaca (resistente ao calor) sobre a fita de LEDs... e o incómodo do azul terminou.

2. Utilização

A Witbox não é direccionada exclusivamente ao público entusiasta, muito pelo contrário, é de utilização simples e amigável e qualquer pessoa deverá ser capaz de a utilizar.

Tal como na maior parte dos equipamentos, há pormenores específicos, inerentes a este tipo de produtos, que devem ser tidos em conta pois não há forma de os evitar. Por essa razão, é recomendável dar uma "olhadela" pelo manual de instruções para conhecer minimamente como proceder.

Para interagir com a impressora está disponível um ecrã LCD (20x4) e um botão selector que permite navegar pelos menus de forma simples. Em operação normal é mostrada alguma informação como a temperatura actual e pretendida do extrusor, a sua posição, o progresso da impressão e o tempo decorrido desde que foi iniciada. Depois é possível dar ordem de impressão a partir de um modelo presente no cartão SD, controlar o filamento (carregar ou descarregar), mover os eixos, nivelar a base e arrefecer extrusor.

É também possível utilizar a interface USB e, recorrendo ao computador, dar ordem directa de impressão, desde que o software em utilização seja compatível.

O processo de calibração é o passo mais importante, é o que vai definir a qualidade do resultado final. Dependendo da velocidade de impressão (que é ajustável) e da altura de cada camada, poderão haver variações na calibração já que a grossura do filamento à saída do extrusor poderá variar.

Resumidamente, a calibração consiste em colocar a base de impressão a uma distância correcta do extrusor, uniforme em toda a área da base. Para o fazer basta ir ao menu Controlo > Nivelar base e seguir as instruções. A afinação é feita recorrendo aos 3 parafusos onde assenta a base. Segundo o manual, deve ser deixada uma distância de uma folha de papel entre a ponta do extrusor e a base de impressão, no entanto essa não é a calibração mais correcta de acordo com os nossos testes. Ao observar a imagem abaixo é possível compreender a importância de uma boa calibração.

A espátula metálica fornecida com a impressora revelou-se mais adequada para a calibração, em vez da folha de papel, mas ainda assim há situações onde é evidente a necessidade de uma melhor calibração.

Dessa forma, a calibração óptima só deverá ser conseguida após várias impressões e posterior observação do resultado final, fazendo assim uma aprendizagem da melhor estratégia a adoptar.

Para concretizar uma impressão é necessário, obviamente, ter o modelo 3D produzido e em formato compatível com o software que vai criar o ficheiro final a ser lido pela impressora, em formato gcode.

Se não tem conhecimentos para utilizar um software de modelação 3D e conceber o seu próprio objecto, tem à sua disposição várias comunidades de partilha de objectos 3D onde existe de tudo. Se não pretende algo muito específico, então muito provavelmente encontrará o que pretende num desses repositórios. Dois deles, muito bons, são o Thingiverse e yeggi.

Quanto ao software de impressão também existem várias opções, onde a recomendação da bq é o software Cura. No Cura, após selecção correcta da impressora, surge imediatamente o modelo da base de impressão juntamente com o seu suporte metálico. Após carregar o objecto que pretende imprimir, num dos formatos suportados (objectos stl, obj, dae e amf; imagens bmp, jpg e png; GCode em g ou gcode), esse objecto surgirá sobre a base no tamanho original.

Assim que o modelo estiver carregado podem ser feitos ajustes a vários níveis, como rotação, escala ou espelho. Podem ser adicionados vários objectos, aproveitando assim toda área disponível no tabuleiro. Consoante a posição do modelo carregado, é possível observar as áreas que poderão ter alguns problemas na impressão por razões "gravíticas", assinaladas a vermelho. Ou seja, se a impressão não estiver a ser feita assente em algo, de forma a ficar sustentada, então o resultado final poderá ficar comprometido... mas há excepções, só depende.

A qualquer momento, desde que tenha pelo menos um modelo carregado, é mostrada a duração que terá essa impressão. Poderá ainda escolher muitas outras opções como impressão de um objecto de cada vez (invés de todos os mesmo tempo), ajustar vários parâmetros da impressão (altura da camada, densidade do preenchimento, velocidade e temperatura da impressão), entre outras.

Assim que tudo estiver configurado a impressão pode ser iniciada. Pode utilizar o cabo USB ligado directamente à impressora (nesse caso é necessário o funcionamento permanente do PC) ou simplesmente criar um ficheiro GCode e gravá-lo no cartão SD.

Resta certificar-se que o filamento PLA de 1,75mm está correctamente carregado, na cor pretendida, e que foi adicionada uma película aderente na base de impressão (detalhes mais à frente, secção Aderência à base de impressão). Agora só resta mesmo esperar que a magia aconteça!

O firmware da Witbox está em constante desenvolvimento e periodicamente vão surgindo novas versões. O firmware da Witbox é baseado no RepRap (Marlin) e é bastante simples proceder à sua actualização.

Para tal basta fazer o download do firmware no site da bq, na zona de suporte da Witbox. Se estiver a utilizar o software Cura, basta ligar o PC à impressora via USB (os drivers serão instalados automaticamente) e, estando a Witbox definida como máquina em utilização, basta utilizar a opção Machine > Install custom firmware e escolher o binário do firmware a instalar.

3. Problemas

Há várias coisas que podem falhar durante uma impressão. Normalmente, quando ocorre uma falha, a qualidade de todos os objectos fica comprometida (a não ser que imprima uma peça de cada vez).

Aderência à base de impressão

Há algumas impressoras que possuem uma base aquecida, o que dá mais garantias de sucesso na perfeita ligação da peça impressa à base, evitando empenamento causado por arrefecimento desequilibrado do plástico. Por outro lado, se por alguma razão a peça se deslocar, ou oscilar, então toda a impressão posterior poderá ficar comprometida já que o erro anterior se vai propagar. Uma impressão numa peça mal fixada não resulta.

À parte da base de impressão aquecida, existem várias técnicas para que o objecto fique bem agarrado à base, a começar por uma laca especial para impressão 3D, película adesiva ou cola. Todos têm as suas vantagens e desvantagens e, concretamente, a técnica que utilizámos mais frequentemente foi a cola "baton", em stick.

Esta cola tem propriedades interessantes para este tipo de finalidade, como por exemplo a capacidade de "derreter" ligeiramente assim que o filamento quente lhe toca (reforçando a aderência), desde que em quantidade suficiente. A posterior remoção do objecto impresso é relativamente simples e, no final do trabalho concluído, a cola pode remover-se facilmente com água morna. De notar que a cola que fixa o rectângulo de acrílico à base (para encaixe no suporte) e os 4 ímanes é de fraca qualidade, tendo descolado facilmente.

Se uma peça estiver parcialmente fixa, onde normalmente fica "arqueada" devido às camadas quentes (segunda ou terceira camada) assentarem sobre a primeira camada, e descolar por esse motivo, a impressão não ficará inutilizada mas deverá contar com algum empeno.

Se alguma peça descolar completamente, então muito dificilmente conseguirá recuperá-la. Se estiver a imprimir outras peças em simultâneo irá ter um problema: como o corpo da peça que descolou deixa de existir, o filamento vai estar a ser colocado sobre o "nada"... ou seja, irá ficar agarrado à ponta do extrusor e ficará enrolado na peça seguinte. Para garantir que tal não acontece, a solução é ficar permanentemente de olho na impressão e pronto a agir, utilizando uma régua ou espátula para que, no momento em que o extrusor vai imprimir no local da peça que já não existe, o filamento seja depositado nesse objecto. Como deverá ter reparado, isso aconteceu no vídeo anterior, onde a certa altura duas peças mais pequenas se descolaram.

Filamento preso

Durante o desenrolar do rolo há a possibilidade de o filamento ficar preso no próprio rolo, principalmente em situações que já foi descarregado e voltado a carregar. Quando tal acontece, o filamento normalmente não parte mas o extrusor deixa de ter capacidade de o puxar devido ao próprio filamento ficar gasto nesse local.

Nesse caso, o extrusor nunca mais o conseguirá puxar o filamento. Será então necessário removê-lo, cortar a ponta para remover o local gasto, e voltar a carreá-lo.

Propagação de erros

Este problema, de acordo com a impressão observada, aparenta estar relacionado com o firmware. No decorrer normal de uma impressão, em camadas sucessivas, é possível observar o mesmo erro, no mesmo local, a surgir e a desaparecer em apenas durante algum tempo.

Não acontece sempre, mas quando acontece é evidente que se trata de um problema "estranho" onde não parece haver controlo sobre isso.

4. Impressão a várias cores

No caso das impressoras com extrusor duplo, é possível ter uma cor de filamento carregado em cada cabeça e fazer assim composição de ambas as cores. A Witbox tem apenas um extrusor, e por isso apenas uma cor, mas ainda assim é possível imprimir várias cores... com algumas limitações.

O processo é simples e faz uso do recurso de pausa da impressão seguido de troca de filamento. Como é óbvio, esta técnica impossibilita que haja composição de cores na mesma camada, sendo possível fazê-lo apenas entre camadas. Ainda assim, este processo permite diversificar bastante, não exigindo diferentes recursos de hardware para o fazer.

Assim que a impressão chegar ao ponto onde pretende fazer a troca de cor, precisa de estar atento para colocar manualmente na pausa e proceder à troca de filamento. É possível que ocorra um ligeiro erro no local exacto da troca, pelo que é recomendável que coloque em impressão mais do que uma peça para que a ligação das camadas com cores diferentes fique perfeita.

Se não tiver disponibilidade para estar atento ao momento exacto onde será necessário proceder à troca, é possível adicionar um plugin (ver aqui) no software Cura, definindo assim o estado de pausa a partir de determinada camada.

5. Galeria

6. Veredicto

A impressora 3D bq Witbox demonstrou-se robusta, com acabamentos bons e relativamente simples de utilizar. Por ser de código aberto, poderá conhecer tudo mais pormenorizadamente e até aprimorar o seu desenvolvimento, levando-o ao encontro de necessidades mais específicas.

Considerando o seu preço, era imprescindível que tivesse uma base aquecida e assim melhorar substancialmente a qualidade das impressões, facilitando o processo de impressão em peças mais extensas, num ponto tão crítico como a fixação à base.

O resultado final das impressões é satisfatório e vai ao encontro ao demonstrado pela marca, desde que a calibração esteja no ponto certo.

A impressora 3D bq Witbox tem um PVP de 1690€ e pode ser adquirida na loja online da bq ou nas lojas mbit, Tien21, Confort, Euronics, MediaMarkt ou Fnac. Poderá ainda encontrá-la noutras lojas por valores a partir de 1450€.

bq Witbox