Projeto de TCC voltado ao desenvolvimento de uma recicladora doméstica capaz de transformar garrafas PET pós-consumo em filamento utilizável em impressoras 3D FDM.
- Sobre o projeto
- Demonstração de funcionamento
- Motivação
- Prova de conceito manual
- Como o processo funciona
- Protótipos
- Vídeos do projeto
- Preparação do PET
- Peças impressas em 3D
- Montagem dos subconjuntos
- Extrusão e controle dimensional
- Primeira impressão com PET
- Controle por G-code
- Anexos e referências
- Estrutura do repositório
- Licença
- Observações técnicas
A proposta deste projeto é demonstrar, na prática, que uma garrafa PET comum pode ser preparada, cortada em fitas, extrudada e transformada em material para impressão 3D.
O foco não está apenas na reciclagem do plástico, mas na construção de um ciclo completo e acessível: sair de um resíduo cotidiano e chegar a uma peça impressa funcional. Para isso, o projeto reúne modelagem 3D, reaproveitamento de componentes de impressora, eletrônica, controle por G-code, testes de extrusão e ajustes de impressão.
O vídeo abaixo mostra o equipamento em operação, com a fita PET sendo alimentada na recicladora, o acionamento do sistema e o início da transformação da fita em filamento para impressão 3D.
Assistir à demonstração no YouTube
Filamentos comerciais representam um custo recorrente para quem utiliza impressão 3D. Ao mesmo tempo, garrafas PET são resíduos amplamente disponíveis e com potencial técnico para reaproveitamento.
A recicladora foi desenvolvida para investigar uma pergunta simples:
É possível transformar garrafas PET pós-consumo em filamento funcional para impressão 3D usando uma solução doméstica, de baixo custo e reproduzível?
O projeto também tem um objetivo educacional: documentar o processo de forma clara para que outras pessoas possam entender as decisões de construção, os testes realizados e os limites encontrados.
Antes da construção dos protótipos, o primeiro teste foi feito de forma manual para verificar se o princípio do projeto era possível.
Foi utilizado o bloco gerador de calor do hotend E3D, segurado com um alicate de pressão, e uma placa RAMPS para controlar o aquecimento. A ideia era simples: se a fita de PET conseguisse passar pelo bloco aquecido e sair em formato de filamento, então faria sentido avançar para a construção de uma recicladora com estrutura, motor, carretel e controle por G-code.
Com o primeiro trecho de filamento puxado manualmente, o material foi testado na impressora para verificar se o sistema conseguiria aceitá-lo, tanto pelo diâmetro quanto pela temperatura de trabalho.
A documentação desta etapa está em testes/00-prova-conceito-manual.
O processo começa com a seleção e preparação das garrafas. Depois, o PET é cortado em fitas, aquecido no hotend, conformado em formato de filamento e enrolado em um carretel adaptado. O material produzido é então testado em uma impressora 3D, exigindo ajustes próprios de temperatura, fluxo e velocidade.
O primeiro protótipo validou a montagem inicial do sistema de bobinamento, a transmissão por engrenagens e o controle eletrônico usando RAMPS 1.4 com Arduino Mega, LCD compatível com RAMPS e fonte ATX reaproveitada de computador.
Nesta versão, o equipamento chegou a funcionar de forma estável: bastava iniciar o G-code e aguardar o processo de extrusão/bobinamento terminar.
Mais fotos e detalhes estão em hardware/prototipo-01.
O segundo protótipo reorganiza a montagem em uma base maior, separando melhor as etapas de alimentação do material, aquecimento, eletrônica de controle e bobinamento.
Após montar o conjunto do motor e fixar o carretel nos suportes, foi feito um teste para verificar o alinhamento e o giro do conjunto mecânico.
Com a montagem validada, o protótipo 2 passou a funcionar corretamente, sem ajustes pendentes para a operação normal.
Mais fotos e detalhes estão em hardware/prototipo-02.
| Vídeo | Referência no projeto | YouTube |
|---|---|---|
| Protótipo 01 funcionando corretamente | Protótipo 01 | Assistir |
| Protótipo 02 - teste do motor e carretel | Teste de montagem | Assistir |
| Protótipo 02 funcionando corretamente | Funcionamento correto | Assistir |
| Preparação da garrafa PET para fatiamento | Preparação do PET | Assistir |
| Processo de transformação da fita PET em filamento | Extrusão e controle dimensional | Assistir |
| Primeira impressão com filamento PET reciclado | Primeiro teste de impressão | Assistir |
| Benchy com PET de garrafa colorida | Teste com PET colorido | Assistir |
| Impressão do suporte do switch da fita PET | Peças funcionais | Assistir |
| Suporte do carretel da fita PET | Peças funcionais | Assistir |
Antes do corte em tiras, as garrafas precisam ser limpas, secas e preparadas. A retirada do rótulo é importante para evitar que papel, adesivo, cola ou sujeira contaminem a fita de PET e cheguem ao hotend durante a extrusão.
Depois da limpeza, o fundo da garrafa é removido para permitir o encaixe correto na ferramenta de corte das tiras de PET.
Para o fatiamento da garrafa em tiras, foi utilizado o projeto Simple PET Bottle Cutter, disponivel no MakerWorld.
O vídeo de preparação mostra a limpeza inicial, o corte da garrafa, o fatiamento do PET em tiras e o enrolamento da fita no carretel.
Assistir à preparação da garrafa PET no YouTube
A documentação desta etapa está em testes/01-preparacao-pet.
As peças estruturais e mecânicas da recicladora foram modeladas no Tinkercad e impressas em 3D. Elas incluem suporte do motor, suportes dos carretéis, engrenagens, arruelas adaptadoras e espaçadores.
Algumas peças foram posteriormente impressas com PET reciclado, pois versões iniciais em PLA apresentaram quebras durante o funcionamento. O PET reciclado foi usado nas peças que exigiam maior resistência mecânica.
A documentação das peças está em modelos-3d, incluindo a tabela com nomes, quantidades e links para os arquivos STL.
Os registros de aplicação do PET reciclado estão organizados em pecas-impressas/testes, pecas-impressas/funcionais e pecas-impressas/reposicao-prototipo.
O motor NEMA 17 é fixado em um suporte impresso em 3D. A engrenagem do motor é instalada no eixo para transmitir movimento ao sistema de bobinamento.
Detalhes da montagem estão em hardware/prototipo-02/montagem/motor-nema-17.
O carretel é reaproveitado de filamento 3D e adaptado com arruelas impressas, tubo de PVC e uma coroa dentada impressa em 3D.
Detalhes da preparação estão em hardware/prototipo-02/montagem/carretel.
As fitas de PET são aquecidas no hotend e conduzidas até o carretel de armazenamento. Nos testes, a temperatura de extrusão variou entre 230 °C e 240 °C, com melhor estabilidade observada em 230 °C.
Após o resfriamento, o filamento é medido com paquímetro em diferentes pontos, tendo como referência o diâmetro nominal de 1,75 mm. Como o filamento é formado a partir de uma fita PET dobrada e conformada pelo calor, ele pode apresentar interior oco, ovalização e pequenas variações dimensionais.
A documentação desta etapa está em testes/02-extrusao. A organização dos dados de medição está em dados/medicoes.
Depois dos primeiros testes de geração manual do filamento, o material foi levado para a impressora 3D. Essa etapa serviu para verificar se a impressora conseguiria aceitar o filamento produzido, tanto pelo diâmetro quanto pela temperatura de trabalho.
O primeiro teste de impressão também ajudou a entender quais ajustes seriam necessários na impressora e no fatiador, como temperatura, fluxo, velocidade e estabilidade da extrusão.
Também foram feitos testes com garrafas PET coloridas. Um dos ensaios utilizou um barquinho Benchy para observar se o material ficaria translúcido e se a cor da garrafa causaria alguma diferença durante a impressão.
A documentação desta etapa está em testes/03-impressao-3d. Os parâmetros de fatiamento usados com PET reciclado estão em testes/03-impressao-3d/parametros.
Na versão com eletrônica reaproveitada da Ender 3 Pro, a recicladora utiliza a placa principal e o firmware original da impressora. Não há firmware customizado gravado na placa.
Os parâmetros necessários para a operação são definidos temporariamente no início dos arquivos G-code. Isso inclui temperatura do hotend, extrusão relativa, steps/mm temporário do extrusor, limite de velocidade, aceleração, jerk e multiplicador de velocidade.
Os G-codes utilizados no projeto trabalham com três temperaturas de extrusão:
| Arquivo | Temperatura | Uso |
|---|---|---|
PET_230c_20m.gcode |
230 °C | Extrusão em temperatura mais baixa. |
PET_235c_20m.gcode |
235 °C | Extrusão em temperatura intermediária. |
PET_240c_20m.gcode |
240 °C | Extrusão em temperatura mais alta. |
A documentação desta parte está em codigo/gcode e a nota sobre firmware original está em codigo/firmware-original-creality.md.
Os links auxiliares da monografia, incluindo cortador de garrafa PET, suporte para bobinas de tiras e hotend E3D V6, estão reunidos em anexos.
As referências bibliográficas usadas como base teórica e técnica estão em docs/referencias.
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├── docs/
│ ├── monografia/
│ ├── referencias/
│ └── apresentacoes/
├── hardware/
│ ├── prototipo-01/
│ └── prototipo-02/
├── modelos-3d/
│ ├── stl/
│ └── imagens/
├── codigo/
│ ├── gcode/
│ ├── scripts/
│ └── firmware-original-creality.md
├── testes/
│ ├── 00-prova-conceito-manual/
│ ├── 01-preparacao-pet/
│ ├── 02-extrusao/
│ ├── 03-impressao-3d/
│ └── 04-resistencia/
├── pecas-impressas/
├── dados/
└── anexos/
Este projeto está licenciado sob a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International (CC BY-NC-SA 4.0).
O material pode ser acessado, copiado, compartilhado e adaptado para fins não comerciais, desde que seja dado o devido crédito ao autor e que trabalhos derivados sejam distribuídos sob a mesma licença ou uma licença compatível.
Uso comercial não é permitido sem autorização prévia do autor.
- Os arquivos CAD/editáveis dos modelos 3D não são disponibilizados neste repositório. Para reprodução, serão fornecidos os arquivos STL.
- O código-fonte do firmware da Creality também não é disponibilizado. A placa e o firmware permanecem originais da Ender 3 Pro.
- As alterações de parâmetros da máquina são feitas pelos arquivos G-code, sem
gravação permanente com
M500. - O projeto está em desenvolvimento e este repositório funciona como registro técnico, visual e experimental da construção.