Qual resolução é necessária para tijolos compatíveis com Lego?

Encontrei uma história sobre alguém equipamento de impressão 3D para o minifig de Lego , usando um Ultimaker. (Artigo em holandês, mas acompanhado de fotografias).

Percebi que o que eles fizeram não eram os tijolos de conexão reais, mas as ferramentas usadas pelo minifig. E mesmo assim, foram necessários alguns documentos e um dremel para fazê-los se encaixar corretamente.

Disseram-me que, para fazer algo se conectar adequadamente com o verdadeiro Lego, a máquina precisa ser ajustada com muita precisão.

Então, que resolução é necessária para imprimir tijolos que se conectam aos tijolos Lego normais?

É realmente mais sobre calibração do que resolução - uma impressora mal calibrada terá erros de dimensão que impedem o acasalamento com tijolos LEGO verdadeiros ou outros tijolos impressos.

Além disso, "resolução" é um termo incrivelmente carregado para impressoras 3D, porque pode significar muitas coisas diferentes. Mas não precisamos entrar nisso agora. Há realmente duas grandes coisas com que se preocupar: altura da camada e largura da extrusão.

As alturas de camada de 0,1 mm ou 0,2 mm devem estar bem. Camadas mais grossas podem ter problemas de acabamento de superfície que dificultam a montagem ou desmontagem dos tijolos. Provavelmente não há muito motivo para ir mais fino que 0,1 mm para esta aplicação. Quase todas as impressoras FFF podem realizar alturas de camada de 0,1 mm, desde que estejam razoavelmente bem ajustadas.

Qualquer impressora FFF doméstica comum com um tamanho de bico "normal" pode imprimir suficientemente bem para que os tijolos funcionem. Ele só precisa ser ajustado bem. O menor recurso "obrigatório" em um tijolo lego padrão é a parede de 1,6 mm de espessura nas laterais. O tamanho mínimo típico do recurso imprimível para uma impressora FFF é duas vezes a largura da extrusão, porque o cortador colocará um caminho na borda interna da forma e na borda externa da forma. (Algumas ferramentas de corte permitem recursos de extrusão única, mas isso geralmente não é recomendado porque produz peças fracas.)

Então, qual a largura da extrusão? É ajustável e cortadores diferentes recomendam valores diferentes automaticamente, mas, como regra geral segura, ele precisa estar entre 1x e 2x o tamanho do bico. Existem algumas peculiaridades de cálculo de volume em diferentes cortadores que podem incentivar tamanhos maiores ou menores. Por vezes, as pessoas recomendam [largura da extrusão = tamanho do bico + altura da camada] particularmente com o Slic3r. Isso é muito específico do sistema.

Supondo que você tenha o bico de estoque mais comum com um orifício de 0,4 mm e também defina a largura de extrusão para 0,4 mm, o cortador deve colocar quatro fios nas paredes do tijolo LEGO. Isso é bom.

Onde fica complicado é se você tem uma largura de extrusão que não se divide uniformemente em 1,6 mm. Digamos que você esteja imprimindo com uma largura de extrusão de 0,6 mm. Há espaço suficiente na parede da peça para colocar dois fios de perímetro completos de 0,6 mm ... mas, em seguida, um espaço com 0,4 mm de largura será deixado no centro. Você não pode colocar outro fio de 0,6 mm nesse espaço de 0,4 mm. Cortadores diferentes lidam com isso de maneiras diferentes. Alguns deixarão um espaço vazio entre as paredes e você terá uma impressão muito fraca. Alguns irão esmagar uma quantidade excessiva de plástico na lacuna, causando baixa qualidade de impressão, à medida que o excesso de material se acumula cada vez mais em cada camada. Alguns pressionam um fio menor que o comandado para tentar preencher o volume corretamente.

Portanto, o conselho geral com pequenos recursos é garantir que a largura da extrusão entre na espessura mínima da peça várias vezes.

• [Tamanho do recurso / largura da extrusão <2] é RUIM
• [Tamanho do recurso / largura da extrusão = 2] é BOM
• [2 <Tamanho do recurso / largura da extrusão <3] é RUIM
• [Tamanho do recurso / largura da extrusão> 3] é BOM

Embora eles variem um pouco de fatiador - fatiadoras mais velhas como Skeinforge tendem a ter mais problemas com isso do que fatiadoras mais novas. O que você deve fazer na prática é verificar o visualizador de impressão do seu fatiador para ver se ele está deixando um espaço entre os fios. Em seguida, ajuste a largura da extrusão e a contagem de perímetro / casca para tentar obter uma saída inteligente. Há alguma tentativa e erro envolvido.

Tenho anotações sobre como imprimir tijolos de Lego aqui:

https://www.thingiverse.com/thing:3424550

O resultado é que você deseja alinhar a espessura da parede das bordas do modelo de tijolo para corresponder a um múltiplo exato da espessura do bico da sua impressora. Isso é mais importante do que usar um arquivo STL que corresponda exatamente às dimensões reais de Lego, porque é improvável que seu slicer e impressora possam corresponder a essas dimensões de qualquer maneira. E por causa disso, você precisará de outros ajustes nos tijolos para ajudá-los a se encaixar bem uns com os outros e com Legos reais.

Além disso, embora seja de conhecimento geral que os tijolos Lego usam uma "Unidade Lego" de 1,6 mm para sua espessura de aresta padrão, é menos compreensível como eles usam um "fator de jogo" de 0,1 mm adicional para ajudar os tijolos a se encaixarem melhor. Com base nos meus testes, esse fator de folga é removido de ambos os lados de uma aresta, de modo que uma parede de arestas Lego padrão tenha 1,4 mm de espessura.

Junte tudo isso e descobri que você deseja apontar para bordas de 1,2 mm ao usar um bico de 0,4 mm e bordas de 1,5 mm ao usar um bico de 0,5 mm.

Como alternativa, um bico de 0,4 mm pode fazer bordas reais de Lego de 1,4 mm usando apenas 1 linha para as paredes externas e preenchendo os restantes 6 mm de espessura. Pessoalmente, nunca quero usar apenas 1 linha para uma parede, e 1,5x o diâmetro do bico também é o mínimo que eu confiaria para preencher para funcionar bem, tornando esse plano um desafio também.

A peça que eu vinculei é na verdade um gerador de tijolos personalizável , que permitirá fazer ajustes finos e ajudar a criar modelos STL de tijolos com base na sua impressora, seu slicer e configurações e seu material, que imprimirá bem e se encaixará com outros tijolos .