Otimização da qualidade de impressão 3D através do uso de splines de biarcos em G-code : um estudo experimental em geometrias complexas

Abstract

A manufatura aditiva, amplamente conhecida como impressão 3D, tem transformado diversas indústrias ao permitir a prototipação rápida de objetos com geometrias complexas, ou seja, objetos que apresentam grandes variações de curvatura. No entanto, a qualidade das superfícies impressas ainda enfrenta limitações, especialmente nestas formas curvas, onde a suavidade é crucial para o acabamento estético e funcional. Tradicionalmente, os caminhos percorridos pelo cabeçote de impressão são descritos por segmentos de reta entre pontos adjacentes amostrados no processo de fatiamento, o que resulta em superfícies facetadas e pouco precisas. A fim de superar esse problema, foi proposto na literatura o uso de splines G 1 aproximativa de biarcos no lugar de segmentos de reta no G-code, uma vez que essa técnica permite conectar diversos biarcos de circunferência de maneira suave, preservando a continuidade tangencial e eliminando cúspides. O objetivo principal deste trabalho é realizar um estudo experimental que avalie os ganhos qualitativos proporcionados pelos splines G

1 de biarcos na impressão 3D de objetos com geometrias complexas. Para isso, serão gerados G-codes utilizando tanto o método tradicional de interpolação por segmentos retilíneos, aquele utilizado pelos softwares fatiadores, quanto o método aproximativo proposto com biarcos. Os G-codes serão comparados e será avaliado a eficiência do método proposto. Foi comprovado através da análise de código G-code exportado que o algoritmo desenvolvido calculou o mesmo trajeto utilizando comandos G2 e G3 de trajeto, entregando uma precisão curva ao invés daquela limitada por segmentos de reta. Esse estudo busca contribuir para o aprimoramento das técnicas de fatiamento e, consequentemente, para a melhoria da qualidade da impressão 3D em aplicações industriais e de design.