Curvas que uma bolinha consegue fazer

Na escala do modelo, uma curva fechada real é apertada demais: uma curva de 15 m a 1:45.000 mede um terço de milímetro. Por isso cada curva fechada é aberta em um retorno em U de cerca de 1,3 larguras de bolinha no meio do canal, e o trecho seguinte se desloca de lado a largura de uma volta inteira. Uma sequência de zigue-zagues se abre como um acordeão e, se for longa demais para a mesa, faz uma leve curva. Onde ainda não há espaço suficiente, duas curvas vizinhas são retiradas juntas (sai um trecho da sequência) e a página diz quantas: sempre em pares, para que o resto da estrada continue virando para o mesmo lado. Uma bolinha menor, uma mesa maior ou blocos preservam mais delas.

Uma inclinação que mantém a bolinha rolando

A pista tem seu próprio perfil, separado do terreno embaixo dela: sempre em descida, nunca mais plana que cerca de 2° (uma esfera de aço sobre plástico impresso precisa disso para vencer a resistência ao rolamento com folga) e nunca mais íngreme que 7½°. Onde passa abaixo do terreno, fica em um corte; onde passa acima, em um aterro, para continuar imprimível sem suportes. A altura do terreno é ajustada para que a rota desça cerca de 3½° em média; você pode mudar as duas coisas.

O rolamento, simulado

Uma esfera maciça rolando sem deslizar acelera a 5⁄7 de g·sin(inclinação); o resto da energia vai para o giro. Contra isso atuam a resistência ao rolamento nas linhas de camada (pior para bolinhas pequenas), um pouco de arrasto do ar e, nas curvas, o atrito ao subir pela lateral do canal. Na curva a bolinha se acomoda onde a gravidade e a força da curva se equilibram, tan ψ = v²⁄(r·g); o canal é inclinado nas curvas rápidas e a parede externa é elevada onde a bolinha sobe. A simulação aponta os lugares onde a bolinha pararia, voaria de uma crista ou passaria por cima de uma parede, e suaviza ou aumenta a inclinação até ela chegar ao copo.

Como imprimir

• Imprima a pista em uma cor contrastante: no 3MF a pista, o terreno, a água, o copo de chegada e as letras são peças separadas.
• Um fundo de canal liso é o mais importante. Use camadas finas na pista (a página sugere uma altura para sua bolinha) ou passar a ferro (ironing) nas superfícies superiores.
• Não precisa de suportes: o canal é um U aberto com paredes inclinadas no máximo 20°.
• O terreno é quase todo ar por dentro; 8 a 10% de preenchimento é suficiente. Os blocos têm furos para pinos de alinhamento impressos.
• Encaixe o portão nas duas ranhuras do topo, coloque a bolinha atrás dele e levante.

Qual bolinha

Esferas de rolamento são redondas com precisão de milésimos de milímetro e pesadas para o tamanho, então rolam certinho. O aço cromo (muitas vezes vendido como esferas de rolamento G25) é barato e muito liso, mas enferruja se for muito manuseado; o aço inox (AISI 420 ou 440) custa um pouco mais e continua brilhante. A opção de 16 mm serve para uma bolinha de gude comum. Um pequeno ímã de disco sob o copo de chegada para a esfera de aço com um clique e a segura.

O que levar em conta

A simulação é um modelo, com valores de atrito para uma impressão típica em PLA; cada impressora, filamento e bolinha é um pouco diferente, e é para isso que serve a peça de teste. A pista segue as curvas da rota na ordem e do lado certo, mas não o traçado exato: ela precisa de um espaço que a estrada real não tem. O copo de chegada fica onde a pista termina. Túneis nunca são usados: uma rota que passa por um é cortada onde o túnel começa.