Tecnologias 3D

Como a impressão 3D funciona exatamente?

Como a impressão 3D funciona exatamente?

A impressão 3D é um método altamente versátil de produção e prototipagem rápida. Nas últimas décadas, ele tem causado sucesso em muitas indústrias em todo o mundo.

A impressão 3D faz parte de uma família de tecnologia de manufatura chamada manufatura aditiva. Descreve a criação de um objeto adicionando material ao objeto camada por camada. Ao longo de sua história, a manufatura aditiva recebeu vários nomes, incluindo estereolitografia, camadas 3D e impressão 3D, mas a impressão 3D é a mais conhecida.

Então, como as impressoras 3D funcionam?

RELACIONADOS: COMECE SEU PRÓPRIO NEGÓCIO DE IMPRESSÃO 3D: 11 CASOS INTERESSANTES DE EMPRESAS QUE USAM IMPRESSÃO 3D

Como funciona uma impressora 3D?

O processo de impressão 3D começa com a confecção de um modelo gráfico do objeto a ser impresso. Eles geralmente são projetados usando pacotes de software CAD (Computer-Aided Design), e esta pode ser a parte mais trabalhosa do processo. Os programas usados ​​para isso incluem TinkerCAD, Fusion360 e Sketchup.

Para produtos complexos, esses modelos são frequentemente testados extensivamente em simulação para qualquer defeito potencial no produto final. Claro, se o objeto a ser impresso for puramente decorativo, isso é menos importante.

Um dos principais benefícios da impressão 3D é que ela permite a prototipagem rápida de praticamente qualquer coisa. A única limitação real é sua imaginação.

Na verdade, existem alguns objetos que são simplesmente muito complexos para serem criados em processos de fabricação ou prototipagem mais tradicionais, como fresamento ou moldagem CNC. Também é muito mais barato do que muitos outros métodos tradicionais de fabricação.

Após o design, a próxima fase é fatiar digitalmente o modelo para obtê-lo para impressão. Esta é uma etapa vital, pois uma impressora 3D não pode conceituar um modelo 3D da mesma forma que você ou eu. O processo de fatiar divide o modelo em várias camadas. O design de cada camada é então enviado ao cabeçote da impressora para impressão ou disposição em ordem.

O processo de fatiamento geralmente é concluído usando um programa de fatiamento especial, como CraftWare ou Astroprint. Este software divisor também irá lidar com o "preenchimento" do modelo, criando uma estrutura de treliça dentro de um modelo sólido para estabilidade extra, se necessário.

Essa também é uma área em que as impressoras 3D se destacam. Eles são capazes de imprimir materiais muito resistentes com densidades muito baixas por meio da adição estratégica de bolsas de ar dentro do produto final.

O software divisor também adicionará colunas de suporte, quando necessário. Eles são necessários porque o plástico não pode ser colocado no ar e as colunas ajudam a impressora a preencher as lacunas. Essas colunas são removidas posteriormente, se necessário.

Uma vez que o programa de segmentação tenha feito sua mágica, os dados são enviados para a impressora para o estágio final.

A partir daqui, a própria impressora 3D assume o controle. Ele começará a imprimir o modelo de acordo com as instruções específicas do programa do fatiador usando métodos diferentes, dependendo do tipo de impressora usada. Por exemplo, a impressão 3D direta usa tecnologia semelhante à tecnologia de jato de tinta, em que os bicos se movem para frente e para trás e para cima e para baixo, dispensando ceras grossas ou polímeros plásticos, que se solidificam para formar cada nova seção transversal do objeto 3D. A modelagem de múltiplos jatos usa dezenas de jatos trabalhando simultaneamente, para uma modelagem mais rápida.

Na impressão 3D de aglutinante, os bicos de jato de tinta aplicam um pó seco fino e uma cola líquida, ou aglutinante, que se unem para formar cada camada impressa. As impressoras de encadernação fazem duas passagens para formar cada camada. A primeira passagem deposita um revestimento fino do pó e a segunda passagem usa os bicos para aplicar o aglutinante.

Na fotopolimerização, gotas de um plástico líquido são expostas a um feixe de laser de luz ultravioleta, que converte o líquido em um sólido.

A sinterização é outra tecnologia de impressão 3D que envolve a fusão e fusão de partículas para imprimir cada camada sucessiva. A sinterização seletiva relacionada a laser depende de um laser para derreter um pó de plástico retardador de chamas, que então se solidifica para formar a camada impressa. A sinterização também pode ser usada para construir objetos de metal.

O processo de 3D pode levar horas ou até dias, dependendo do tamanho e da complexidade do projeto.

“Existem algumas tecnologias mais rápidas que fazem barulho na indústria, como a Carbon M1, que usa lasers lançados em um leito de líquido e puxa a impressão para fora dele, acelerando o processo significativamente. Mas esses tipos de impressoras são muito mais complicado, muito mais caro e só funciona com plástico até agora. " - howtogeek.com.

Independentemente do tipo de impressora 3D usado, o processo geral de impressão é geralmente o mesmo.

  • Passo 1: Produza um modelo 3D usando software CAD.
  • Passo 2: O desenho CAD é convertido para o formato de linguagem de mosaico padrão (STL). A maioria das impressoras 3D usa arquivos STL além de outros tipos de arquivo, como ZPR e ObjDF.
  • Etapa 3: O arquivo STL é transferido para o computador que controla a impressora 3D. Nesse local, o usuário designa o tamanho e a orientação da impressão.
  • Passo 4: A própria impressora 3D está configurada. Cada máquina tem seus próprios requisitos de configuração, como reabastecimento de polímeros, aglutinantes e outros consumíveis que a impressora usará.
  • Etapa 5: Inicie a máquina e aguarde a conclusão da construção. A máquina deve ser verificada regularmente durante esse período para garantir que não haja erros.
  • Etapa 6: O objeto impresso é removido da máquina.
  • Etapa 7: A última etapa é o pós-processamento. Muitas impressoras 3D requerem algum tipo de pós-processamento, como remover qualquer pó restante ou lavar o objeto impresso para remover suportes solúveis em água. O novo objeto também pode precisar de cura.

O que pode fazer uma impressora 3D?

Como já vimos, as impressoras 3D são incrivelmente versáteis. Eles podem, em teoria, criar quase tudo que você possa imaginar.

Mas eles são limitados pelos tipos de materiais que podem usar para "tinta" e por seu tamanho. Para objetos muito grandes, como uma casa, você precisaria imprimir peças individuais - ou usar uma impressora 3D muito grande

As impressoras 3D são capazes de imprimir em plástico, concreto, metal e até mesmo em células animais. Mas a maioria das impressoras é projetada para usar apenas um tipo de material.

Alguns exemplos interessantes de objetos impressos em 3D incluem, mas não estão limitados a: -

  • Membros protéticos e outras partes do corpo
  • Casas e outros edifícios
  • Comida
  • Remédio
  • Armas de fogo
  • Estruturas líquidas
  • Produtos de vidro
  • Objetos acrílicos
  • Adereços de cinema
  • Instrumentos musicais
  • Roupas
  • Modelos e dispositivos médicos

A impressão 3D claramente tem aplicações em muitos setores.

Quais são alguns tipos de software de impressão 3D?

Diferentes softwares CAD usarão uma variedade de formatos de arquivo, mas alguns dos mais comuns são:

  • STL - Linguagem de mosaico padrão ou STL é um formato de renderização 3D que geralmente só pode lidar com uma única cor. Este é normalmente o formato de arquivo usado pela maioria das impressoras 3D de mesa.
  • VRML - Virtual Reality Modeling Language, arquivo VRML é um formato de arquivo mais recente. Eles são normalmente usados ​​para impressoras com mais de uma extrusora e podem lidar com a criação de modelos multicoloridos.
  • AMF - Formato de arquivo Additive Manufacturing, este é um padrão aberto baseado em .xml para impressão 3D. Ele também pode suportar várias cores.
  • GCode - GCode é outro formato de arquivo que pode conter instruções detalhadas para a impressora 3D seguir para estabelecer cada fatia.
  • Outros formatos - Outros fabricantes de impressoras 3D também têm seus próprios formatos de arquivo proprietários.

Quais são os benefícios da impressão 3D?

Como já mencionamos acima, a impressão 3D pode ter várias vantagens sobre os processos de fabricação mais tradicionais, como moldagem por injeção ou fresamento CNC.

A impressão 3D é um processo aditivo, em vez de subtrativo como o fresamento CNC. A impressão 3D constrói as coisas camada por camada, enquanto a última remove gradualmente o material de um bloco sólido para criar um produto. Isso significa que, em alguns casos, a impressão 3D pode ser mais eficiente em termos de recursos do que o CNC.

Outro exemplo de processos de manufatura tradicionais, a moldagem por injeção, é excelente para fazer muitos objetos em grandes volumes. Embora possa ser usado para criar protótipos, a moldagem por injeção é mais adequada para a produção em massa em grande escala de projetos de produtos aprovados. No entanto, a impressão 3D é mais adequada para tiragens de produção ou prototipagem limitadas em pequena escala.

Dependendo do uso, existem algumas outras vantagens da impressão 3D em relação a outros processos de produção. Estes incluem, mas não estão limitados a:

  • Produção mais rápida - Embora às vezes lenta, a impressão 3D pode ser mais rápida do que alguns processos convencionais, como moldagem por injeção e produção subtrativa.
  • Facilmente acessível - A impressão 3D já existe há algumas décadas e explodiu desde cerca de 2010. Agora há uma grande variedade de impressoras e pacotes de software disponíveis (muitos são de código aberto) tornando mais fácil para quase qualquer pessoa aprender como fazê-lo.
  • Produtos de melhor qualidade - A impressão 3D produz uma qualidade consistente de produto. Contanto que o modelo seja preciso e adequado à finalidade, e o mesmo tipo de impressora seja usado, o produto final geralmente será sempre da mesma qualidade.
  • Ótimo para design e teste de produto - A impressão 3D é uma das melhores ferramentas para design e teste de produtos. Oferece oportunidades para projetar e testar modelos para permitir o refinamento com facilidade.
  • Custo-beneficio - A impressão 3D, como vimos, pode ser um meio de produção de baixo custo. Depois que o modelo é criado, o processo geralmente é automatizado e o desperdício de matéria-prima tende a ser limitado.
  • Os designs dos produtos são quase infinitos - As possibilidades de impressão 3D são quase ilimitadas. Contanto que possa ser projetado em CAD e a impressora seja grande o suficiente para imprimi-lo, o céu é o limite.
  • Impressoras 3D podem imprimir usando vários materiais - Algumas impressoras 3D podem realmente misturar ou alternar entre os materiais. Na impressão tradicional, isso pode ser difícil e caro.


Assista o vídeo: Impressão 3d para Iniciantes - Ender 3 - Como Funciona? (Julho 2021).