Introdução à Manufatura Aditiva/Módulo 2

Apresentação

No segundo módulo do curso "Introdução à Manufatura Aditiva", aprofundaremos nosso conhecimento nas tecnologias fundamentais dessa área inovadora. Na manufatura aditiva, a manipulação de materiais desempenha um papel crucial pois a Manufatura Aditiva é puramente Engenharia de Materiais. Por isso, é essencial compreender plenamente os materiais utilizados e como eles interagem com o processo de fabricação. Nas próximas aulas, exploraremos esses aspectos com maior profundidade, visando enriquecer ainda mais nosso entendimento sobre o tema.

AULA 6 - Materiais

Na aula 6 do curso "Introdução à Manufatura Aditiva", daremos continuidade ao aprofundamento do conhecimento nas tecnologias essenciais dessa área inovadora. Neste módulo, focaremos especificamente nos materiais utilizados na manufatura aditiva comum, ou seja tecnologias FDM e FFF, destacando sua importância e influência no processo de fabricação. Compreender a interação entre os materiais e a tecnologia é fundamental para o sucesso nesse campo. Ao longo das próximas aulas, exploraremos de forma mais detalhada os diferentes tipos de materiais empregados, suas propriedades e como são aplicados na fabricação aditiva. Nosso objetivo é enriquecer ainda mais o entendimento dos participantes sobre esse tema crucial, preparando-os para enfrentar desafios e oportunidades nesse cenário em constante evolução.

Tendemos a separar os polímeros de em Básico, Intermediário e Avançados. Por ser um curso introdutório, vamos trabalhar com materiais Básicos, pincelando sobre alguns materiais intermediários que a NEO3D recomenda para casos de engenharia.

Polímeros

Antes de estudarmos os materiais mais comuns para a Manufatura Aditiva, precisamos estudar e compreender o que são polímeros. Um polímero é uma macromolécula formada pela repetição de unidades menores chamadas monômeros, que se ligam entre si através de reações químicas específicas. Para entender melhor, imagine um colar de pérolas, onde cada pérola representa um monômero e o colar completo representa o polímero. Esses materiais são extremamente versáteis e podem ser encontrados em uma ampla variedade de produtos do nosso dia a dia, como plásticos, borrachas, fibras têxteis, e até mesmo em substâncias biológicas como o DNA e as proteínas.

Um monômero é uma molécula de baixa massa molecular que possui a capacidade de se ligar a outras moléculas semelhantes, formando estruturas maiores e mais complexas conhecidas como polímeros. Este processo de ligação é chamado de polimerização. Os monômeros são, portanto, os blocos de construção fundamentais dos polímeros, que são materiais de grande importância em diversas indústrias e aplicações.

Existem diferentes tipos de monômeros, dependendo da natureza química das moléculas envolvidas. Alguns exemplos comuns incluem o etileno, que é o monômero do polietileno, e o estireno, que é o monômero do poliestireno. A escolha do monômero adequado é crucial, pois determina as propriedades físicas, químicas e mecânicas do polímero resultante.

A polimerização pode ocorrer por diferentes mecanismos, sendo os mais comuns a polimerização por adição e a polimerização por condensação. Na polimerização por adição, os monômeros se unem sem a perda de átomos, enquanto na polimerização por condensação, a união dos monômeros resulta na liberação de pequenas moléculas, como água.

Os polímeros podem ser classificados de diversas maneiras, dependendo de sua origem, estrutura e propriedades. Uma das classificações mais comuns é baseada na origem dos monômeros, dividindo-os em polímeros naturais e sintéticos. Polímeros naturais incluem substâncias como a celulose, a seda e a borracha natural. Já os polímeros sintéticos são produzidos em laboratório e incluem materiais como o polietileno, o polipropileno e o poliestireno.

Do ponto de vista estrutural, os polímeros podem ser lineares, ramificados ou reticulados. Polímeros lineares consistem em cadeias longas e contínuas de monômeros, enquanto os ramificados possuem cadeias laterais que se estendem a partir da cadeia principal. Polímeros reticulados, por sua vez, possuem uma estrutura tridimensional onde as cadeias estão interligadas, formando uma rede complexa. Essas variações estruturais influenciam diretamente nas propriedades físicas e mecânicas dos polímeros, como a resistência, a flexibilidade e a solubilidade.

A síntese de polímeros pode ocorrer através de diferentes mecanismos de polimerização, sendo os mais comuns a polimerização por adição e a polimerização por condensação. Na polimerização por adição, os monômeros se ligam uns aos outros sem a formação de subprodutos. Um exemplo clássico é a produção de polietileno a partir do etileno. Já na polimerização por condensação, a ligação entre monômeros resulta na liberação de pequenas moléculas como água ou metanol. Um exemplo é a formação de nylon a partir de ácido adípico e hexametilenodiamina.

Em termos técnicos, os polímeros exibem uma variedade de propriedades termodinâmicas e reológicas que são cruciais para suas aplicações industriais. A temperatura de transição vítrea (Tg) é um parâmetro importante que indica a temperatura abaixo da qual o polímero se comporta de maneira rígida e quebradiça. Acima dessa temperatura, o material se torna mais flexível e dúctil. Outro parâmetro relevante é a temperatura de fusão (Tm), que define o ponto em que o polímero passa do estado sólido para o estado líquido.

A reologia dos polímeros, que estuda o fluxo e a deformação dos materiais, é fundamental para processos de fabricação como extrusão, moldagem por injeção e sopro. A viscosidade dos polímeros, por exemplo, é uma propriedade que varia com a temperatura e a taxa de cisalhamento, influenciando diretamente na processabilidade do material.

Por fim, a caracterização dos polímeros envolve uma série de técnicas analíticas avançadas, como a espectroscopia de infravermelho (FTIR), a cromatografia de permeação em gel (GPC) e a análise térmica diferencial (DSC). Essas técnicas permitem a determinação da composição química, da distribuição de massa molar e das transições térmicas, respectivamente, fornecendo informações essenciais para o desenvolvimento e a aplicação de novos materiais poliméricos.

Hoje temos um mercado diverso com vários materiais. Muitos ainda são descendentes de outros setores como injeção plástica e outras técnicas. Como foi citado anteriormente, a Manufatura Aditiva é pura Engenharia de Materiais. Para isso vamos analisar a seguir então os materiais comuns deste setor.

Ácido Polilático

O PLA é um polímero semi-biodegradável amplamente utilizado em diversas indústrias devido às suas propriedades ecológicas e versatilidade. Este material é derivado de fontes renováveis, como o amido de milho, a cana-de-açúcar e a beterraba, o que o torna uma alternativa sustentável aos plásticos convencionais, que são baseados em petróleo.

A produção do PLA envolve vários estágios. Inicialmente, o material de origem (como o milho) é fermentado (processo que utiliza Lactobacilos) para produzir ácido láctico. Este ácido láctico é então polimerizado através de um processo de condensação ou polimerização por abertura de anel, resultando no polímero PLA. Este processo é relativamente eficiente e pode ser realizado em grande escala, o que contribui para a viabilidade econômica do PLA.

O PLA possui várias propriedades que o tornam atraente para uma ampla gama de aplicações. Ele é transparente, tem uma boa resistência mecânica e é semi-biodegradável, o que significa que pode se decompor em condições adequadas de compostagem. Além disso, o PLA apresenta uma baixa toxicidade, sendo seguro para uso em embalagens de alimentos e produtos médicos.

O PLA é amplamente utilizado em diversas indústrias devido às suas propriedades únicas. Na indústria de embalagens, ele é usado para produzir filmes, garrafas e outros tipos de recipientes. Na área médica, o PLA é utilizado na fabricação de suturas, stents e dispositivos de liberação controlada de medicamentos, devido à sua biocompatibilidade e biodegradabilidade. Além disso, o PLA é popular na impressão 3D, onde é valorizado por sua facilidade de uso e qualidade de impressão.

Como qualquer material, o PLA possui vantagens e desvantagens. Entre as vantagens, destacam-se a sua origem renovável, semi-biodegradabilidade e baixa toxicidade. No entanto, o PLA também apresenta algumas limitações. Ele possui uma resistência térmica relativamente baixa, o que pode limitar seu uso em aplicações que envolvem altas temperaturas. Além disso, a biodegradabilidade do PLA requer condições específicas de compostagem industrial, o que significa que ele não se decomporá facilmente em aterros sanitários ou no ambiente natural, mesmo assim é um material que irá se decompor mais rápido que outras alternativas a base de petróleo.

Propriedades gerais do Filamento de PLA:

● É um filamento muito rígido, porém é frágil

● Melhor utilizado para impressões artísticas, protótipos, brinquedos de mesa, aplicações com pouco estresse no material.

● Melhor material para iniciantes, devido a sua simplicidade para imprimir e baixa contração (na casa de 0.003%).

● Temperatura de extrusão: 215±15 °C

● Temperatura da Mesa: 40±15 °C

● Adesão à mesa: Fita azul de pintura, Fita crepe ou diretamente no vidro. O PLA adere muito bem ao vidro quente e ao G10 quente. Lembre-se de manter as superfícies bem limpas.

A NEO3D junto com seus parceiros fornece aos seus clientes o PLA REVO. Este material sofre um processo de repolimeralização, o que é então alterado sua cadeia para ter características avançadas, mantendo um material simples de se imprimir. O PLA REVO está disponível em diversas cores e uma edição especial, enriquecido com Nanotubos de Carbono. Esse enriquecimento permite um melhor fluxo de impressão e aumenta sua força nominal, ductilidade, resistência a impacto e aderência de camada. É o melhor material para peças que não precisam de resistência térmica.

O PLA Revo possuí características como:

● É um filamento de alta rigidez, mas sua falha tende a ter um alongamento descente, ou seja, contrário de PLAs tradicionais, o material não estilhaça ao quebrar;

● Temperatura de trabalho maior, com temperatura de amolecimento de 65ºC e de processamento (extrusão) entre 180ºC e 300ºC;

● Manufaturado sem adição de veículos contaminantes e com pigmentos sem metais pesados (seguro para uso com alimentos);

● Não possui odor emitido durante a impressão e não emite vapores tóxicos durante processamento;

● Livre de cloro e metais pesados em sua formulação;

● Aceita trabalhar em alta velocidade de impressão (até 1000 mm/s), reduzindo o tempo de impressão;

● Excelente adesão entre camadas, possibilitando que as peças sejam lixadas, furadas e usinadas sem descamação;

● Excelente adesão à mesa de impressão, não necessitando do uso de adesivos/colas;

● Características mecânicas mais equilibradas (tensão, flexão e impacto).

Para as pessoas que estão acostumados com manufatura aditiva, pricipalmente com materiais comuns podem estranhar essas características deste material. Sim a temperatura é ampla, assim é importante realizar teste para saber como se comporta de acordo com a sum impressora e a de acordo com a peça a ser impressa e este fato permite grande flexibilidade em definição das características da peça. Por exemplo, ao imprimir quente e lento você aumenta a adesão entre as camadas e permite também imprimir em velocidades diferentes. Disponível em diversas cores, é ideal para quem deseja impressões decorativas e até mesmo funcionais, devido a sua resistência mecânica aprimorada e excelente qualidade superficial, estabilidade dimensional, leveza e facilidade de impressão. Este filamento pode ser utilizado para impressão de peças à prova d’água e estanques. Não necessita de ambiente fechado. Isto é o resultado de materiais desenvolvidos para Manufatura Aditiva. Se tiver dúvidas a Neo3D está disponível para te ajudar.

ABS – Acrilonitrilo butadieno estireno

ABS é outro termoplástico muito comum derivado do petróleo. É um copolímero derivado da síntese de três monômeros: acrilonitrila, butadieno e estireno. A acrilonitrila é um monômero sintético produzido a partir da amoxidação catalítica do hidrocarboneto propileno e amoníaco; o butadieno é um alceno que se obtém a partir da desidrogenação do butano, um dos processos de obtenção economicamente viáveis; e o estireno produz-se a partir da desidrogenação do etilbenzeno, um hidrocarboneto aromático obtido na reação do etileno com o benzeno. Obtido através da polimerização da acrilonitrila e do estireno na presença do polibutadieno. A produção de 1 kg de ABS requer o equivalente a cerca de 2 kg de petróleo como matéria-prima.

Ganhou fama devido ser o polímero mais utilizado em injeção de plástico e devido ao seu baixo custo. Ele é comumente usado para peças com necessidade de serem mais duráveis que necessitem resistir temperaturas maiores e com boa resistência à ultravioleta (se o ABS usado for processado para Manufatura Aditiva). Comparado ao PLA , o filamento ABS é menos frágil e mais dúctil porém com menor resistência geral.

Também pode sofrer processos após a impressão para se obter uma aparência lisa e brilhante, isso devido o ABS dissolver em acetona, o que permite várias técnicas de acabamento. Ao dissolver o ABS em Acetona permite gerar uma cola com textura de gel, perfeita para colar peças impressas e manter alta resistência, próxima

Quando imprimir com o filamento de ABS, é recomendado uma mesa aquecida e uma câmara fechada, pois o plástico ABS tem uma contração muito alta (aproximadamente 0,08%), principalmente quando resfriado muito rápido, podendo não aderir às camadas anteriores causando uma falha na impressão, fragilizando a peça ou até gerando falhas catastróficas ainda no processo de impressão.

O ABS deve ser utilizado de forma cautelosa pois é um material extremamente tóxico. Seu processamento libera diversos VOC

Propriedades gerais do Filamento de ABS

● É um filamento forte, dúctil e resistente ao desgaste com boa tolerância à temperatura.

● Utilizado para peças com necessidades de alta resistência, como engrenagens, peças expostas à UV e calor, e principalmente para prototipagem.

● Material difícil de manipular

● Temperatura de extrusão: 230±10 °C

● Temperatura da Mesa: 90±15 °C

● Adesão à mesa: Fita Kapton, Laquê de cabelo e Cola PVA.

PETG – PoliEtileno Tereftalato modificado com Glicol

O PETG é um famoso copolímero, ou seja, é a combinação do PET (usado comumente para confecção de garrafas plásticas) com adição do Glicol para facilitar o processo de extrusão e conformação térmica. Este plástico é criado a partir da Copolimeralização entre o PET e o CHDM (Ciclohexanodimetanol) para gerar blocos longos da cadeia do polímero. Com isso se tem um material mais translúcido e com um ponto de fusão menor, características ideais para criar peças resistentes e facilitar o processo de termoformação ou extrusão. Também obtendo assim uma grande estabilidade térmica.

O material possuí diversas propriedades bem atrativas, sendo considerado um intermediário entre o PLA e o ABS. Com maior temperatura de amolecimento (85ºC), uma resitência descente à UV, baixa contração (aprox. 0,004%) e alta resistência a impacto. O PETG tem um grande problema para a MA, sua dificuldade de adesão de camadas em baixas temperaturas, necessitando

O PETG é visto como um material intermediário entre o PLA e o ABS, tendo uma transição vítrea relativamente alta e excelentes resistências mecânicas e químicas. Sua contração de aproximadamente 0.004% permite maior tranquilidade de impressão, possuí também excelente adesão de camadas e menor liberação de VOCs (comparado ao ABS). O PETG é um material muito utilizado para peças funcionais como até mesmo peças de impressoras. Há marcas, como a Prusa, que utiliza este material nas suas peças. Além de ser um material aprovado para manipulação de alimentos.

Contudo o PETG tem certos problemas, principalmente quando trabalhamos na M.A.. É um filamento extremamente higroscópico, sua natureza translúcida requer uma maior quantidade de corante para se tornar opaco. É um material onde as cadeias tendem a sempre estar ligadas, este efeito é bem observado nas retrações da impressora, onde as peças vão apresentar diversos "fiapos". Também é um material difícil de manter grudado na mesa. Características ruins para peças com "pontes".

Propriedades gerais do Filamento de PETG

● Material com alta resistência, dúctil e com boa tolerância à temperatura e contração.

● Utilizado para peças com necessidades de alta resistência, como engrenagens, peças expostas à UV e calor, e principalmente para prototipagem.

● Temperatura de extrusão: 235±15 °C

● Temperatura da Mesa: 70±15 °C

● Adesão à mesa: Fita Azul e Cola PVA.

FILAMENTOS SOLÚVEIS

PVA – Acetato de Policloreto

O PVA (Acetato Policloreto) é um material translúcido com uma leve coloração levemente amarelada, e é usado principalmente como um material de suporte, por ser solúvel em água, ou seja, que se dissolve quando mergulhado em água quente (e por este motivo ele necessita ser mantido seco para sua impressão). PVA é mais utilizado em impressoras 3D com duas extrusoras, onde uma extrusora imprime com o material primário (como ABS ou PLA) enquanto a outra imprime com o filamento de suporte solúvel para providenciar ajuda em beiradas e ressaltos.

Propriedades gerais do Filamento PVA

● Filamento de nylon é forte e ainda flexível, fazendo-o difícil de quebrar e estilhaçar.

● Comumente usado para dobradiças vivas, ou partes funcionais fortes.

● Precisa ser secado antes de ser impresso para um acabamento forte e brilhoso.

● Temperatura de extrusão: 180±20 °C

● Temperatura da Mesa: 45±10 °C

● Adesão à mesa: Fita Azul para Pintura e Cola PVA.

HIPS – Poliestireno de Alto Impacto

O material HIPS (Poliestireno de Alto Impacto) é muito similar ao ABS, e possuem alta compatibilidade. A diferença principal é que o HIPS é um plástico que pode ser dissolvido usando Limoneno (um composto encontrado no limão), fazendo com que seja um ótimo material para suporte para ABS.Temperatura de extrusão: 230±10 °C

Propriedades gerais do Filamento HIPS

● HIPS é um filamento rígido, e um material para suporte que dissolve em Limoneno.

● Muito utilizado para modelos com suportes internos, ou com incríveis detalhes ou saliências.

● Melhor material de suporte para ABS ou materiais de temperaturas similares.

● Temperatura da Mesa: 50±10 °C

● Adesão à mesa: Fita Kapton, Laquê de cabelo e Cola PVA.

AULA 7 - Funcionamento Básico FFF/FDM

Nesta aula de número 7 do nosso curso "Introdução à Manufatura Aditiva", será especificado para compreender como funciona o processo da tecnologia de Manufatura Aditiva mais famosa, mais utilizada no mundo! Conhecida como FDM ou FFF (nomenclaturas diferentes por razões legais) que significam respectivamente: Fused Deposition Modeling e Fused Filament Fabrication. Essa tecnologia (como a maioria das tecnologias da manufatura aditiva) é um processo que dizemos ser 2.5D e não 3D, isso é, consiste em um processo de duas dimensões que se repete na terceira. Onde temos camadas que vão se acomulando para criar-se a peça, assim como Blanther visionou (verificar o módulo 1 para melhor contextualização).

A maior parte das impressoras 3D em geral são máquinas do tipo CNC, ou seja Numericamente Controladas por Computador. As FDM/FFF caem nesta categoria. Temos dois grandes modelos de locomoção para se escolher: Deltas e Cartesianas. Impressoras deltas utiliza três eixos lineares verticais dispostos em triângulo conectados diretamente no cabeçote da impressora. Esses equipamentos tem uma área de atuação cilíndrica e são conhecidas pela sua velocidade. Contudo sua maior desvantagem é a necessidade de um espaço vertical maior que a própria altura de impressão, porém não requerem muito espaço horizontal. Com uma mesa fixa, é o modelo favorito para impressões altas e rápidas. Em comparação, tem-se muito mais impresoras do tipo cartesiano, e elas temos uma pletora de opções de tipos de movimentos, como: Bedslingers (onde a mesa movimenta no eixo Y podendo ser tipo i3, Cantiliver ou até mesmo Core XZ), impressoras tipo portal (com portais móveis,,,, ou em estáticos em ângulo para mesas de fita), Cartesiana em Caixa tradicional e as famosas Core XY (onde temos mesas estáticas, movimentando em Z com um ou mais eixos).

Para poder movimentar esses eixos e construir nossa peça temos alguns componentes responsáveis por toda a movimentação. Para estabilizar os eixos, pode ser utilizado guias lineares (linear rail), eixos tipo varas (rods) e V-rollers. Impressoras mais simples tendem a utilizar as famosas rodinhas que deslizam sob os alumínios extrusados. Mas vê-se um movimento da indústria geral para utilização de guias lineares devido sua alta precisão e permitir altas velocidades, contudo possuem um custo bastante elevado. Os eixos são movimentados por motores de Passo, os mais comuns são os NEMA-17. Estes motores de passo são ligados nos carros (partes que serão movimentadas, como o cabeçote) através de correias ou eixos de rosca, entre outras formas. Normalmente, é utilizado um motor por eixo, contudo os sistemas Core utilizam dois motores em tandem para executar a locomoção do carro, portanto, por exemplo, a mesma correia estará conectada ao eixo motor do eixo X e Y.

Para controlar a movimentação dos motores precisamos de controladores especiais chamados de Drivers. Estes chips convertem todos os comandos em pulsos analôgicos para os motores executarem seus movimentos. Há vários fabricantes destes chips, contudo a Trinamics são atualmente os mais famosos pela sua linha TMC22XX, onde seu custo relativamente baixo e suas qualidades trouxeram equipamento mais silenciosos para as massas. Os drivers possuem diversas características especiais, permitindo maior precisão, menor ruído, velocidade em movimentação, e até mesmo a eliminação total de sensores de fim de curso para calibração de posicionamento dos eixos.

Outros atuadores destes equipamentos tendem a envolver temperaturas, como os aquecedores de mesa e bico (alguns possuem também aquecedores de câmara), os ventiladores (de resfriamento do bico e de resfriamentos de peças). Temos então os sensores de temperatura e fim de curso de movimento dos eixos, outros sensores podem ser adicionados de acordo com a complexidade dos equipamentos, como sensores de cÂmara, motores e etc.

Todas essas informações e junto com todos os comandos são gerenciados pela placa mãe (chamada também de MCU - MicroController Unit, Unidade de Microcontrolador). Antigamente não os equipamentos especializados comerciais utilizavam placas proprietárias desenvolvidos por eles, contudo com o avanço do desenvolvimento de chips e queda de preços, placas com microcontroladores apareceram ao montes. Uma das mais famosas placas de desenvolvimento é o Arduino, e uma de suas versões (o Arduino Mega, com o chip ATMega 2560) se tornou temporariamente o microcontrolador mais utilizado em impressoras pelo mundo, principalmente utilizando a placa Ramps como interface para os componentes. Hoje existem várias placas dedicadas, as principais marcas hoje no mercado são Duet, BigtreeTech and MKS. O maior diferencial é a questão do poder de calculo de ações. As placas mais recentes hoje usam uma arquitetura de 32 bits (comparado ao arduino 8bits), isto permite uma maior precisão no controle do equipamento ao todo.

Com o avanço colaborativo da tecnologia, hoje temos impressões computadorizadas para melhor qualidade e controle do equipamento. Um destes avanços é a integração de um SBC (Single Board Computer, Computador de Placa Única), como a tradicional placa Raspberry Pi. Esta combinação ainda está sendo aprimorada porém já permite muitos avanços, principalmente através de firmwares como o Klipper.

Vamos então estudar sobre o componente mais importante deste tipo de equipamento: o Conjunto Extrusor. Esta parte é composta pelo motor extrusor, o extrusor o tubo teflon (se for tipo bowden), e o hotend. O hotend é composto por um bico, um bloco aquecedor (este contém o cartucho aquecedor e o sensor de temperatura), a garganta e o dissipador de calor. Temos dois tipos principais de conjuntos extrusores como Bowden e Direct Drive. Bowden significa que o extrusor e o hotend estão separados, e o filamento é empurrado para o hotend onde é derretido, através de um tubo de teflon. Os sistemas tipo Direct Drive possuem o extrusor logo acima do hotend, sistemas novos integram completamente os extrusores com dissipadores e garganta. Conjuntos tipos Bowden tem uma pior precisão de volume de extrusão devido ao acumulo de folgas geradas pelas peças e principalmente pelo tubo de teflon.

AULA 8 - Parâmetros de Impressão

O entendimento de como é construído a peça desejada permite fazer escolhas ideais dos parâmetros a ser definidos pela pré impressão. Muitas vezes esquecemos que este é o ato principal de todo o processo de impressão, como fosse o café da manhã do início do nosso dia. Então nesta aula eu peço a maior atenção possível e um estudo mais longo. Esta aula deve ser acompanhada com quaisquer programas tipo fatiadores para melhor fixação e aprendizado. Ao longo dos parâmetros será explanado sobre considerações a se tomar de acordo com efeitos gerados pelo processo de extrusão.

O processo de extrusão de impressoras FDM/FFF é similar à uma pistola de cola quente, onde temos o material sólido sendo empurado para o bico aquecido onde amolece e é depositado. A quantidade a ser depositada é sempre uma variável do fluxo de extrusão do bico. Todas as definições serão em base como desejamos que as características da peça seja e em função do fluxo do material definido previamente.

Atualmente a expessura de filamento mais utilizado é de 1.75mm, depois temos os de 2.85mm. Saber qual expessura de material é importante para entendermos sobre a pressão exercida sobre o bico. Quanto maior área, maior será a quantidade de material no bico sendo derretido, e a cada milímetro sendo empurrado pelo extrusor para o bico maior será a pressão. Um maior diâmetro de filamento é ideal para impressoras com grandes câmaras de derretimento e bicos grandes para impressões de larga escala.

O fluxo de saída de material através do bico é diretamente proporcional da viscosidade do material e pressão exercida sobre e inversamente proporcional ao tamanho do bico utilizado. Com essa informação em mente, podemos extrapolar a vazão máxima de cada bico sendo utilizado. Este valor vai sempre variar, de acordo com a engenhraria do conjunto do bico extrusor como um todo. Mais detalhes sobre isso é importante para manipulação avançada da tecnologia, o que não é o intuito no momento.