Neste artigo, vamos explicar o que é impressão 3D, apresentar o princípio do processo da manufatura aditiva, tecnologias, aplicações no mercado, sites especializados em arquivos, além dos eventos que antecederam o surgimento desta tecnologia.

Basicamente, a Impressão 3D ou Manufatura Aditiva é um processo de fabricação de objetos físicos tridimensionais feito a partir de um arquivo digital. O processo adiciona camadas sucessivas de material em um processo aditivo, com informações obtidas diretamente de uma representação geométrica computacional 3D.

Cada uma dessas camadas pode ser vista como uma linha horizontal finamente depositada uma sobre a outra. Na maioria dos processos de impressão 3D, as camadas adicionadas são planas, mas, isso não é uma regra, pois existem tecnologias que permitem adicionar material seguindo a geometria de peça.

A impressão 3D é o oposto da fabricação subtrativa que está cortando / esvaziando um pedaço de metal ou plástico, com, por exemplo, uma CNC. A impressão 3D permite produzir formas complexas (funcionais) usando menos material do que os métodos tradicionais de fabricação.

Antes da impressão 3D, os principais processos de fabricação se baseavam na Moldagem de Material, como por exemplo: fundição de material em moldes (Injeção de plástico, metalurgia em pó e moldagem em fibra de vidro); Remoção ou Subtração de materiais (Torneamento, fresamento, eletroquímica e etc.); Conformação (Forjamento, estampagem de chapas e etc.); União de componentes (Soldagem, colagem); E também a divisão de componentes (Serragens e Cortes).

No final da década de 1980, um novo princípio de fabricação baseado na adição de material foi apresentado, denominado de Manufatura Aditiva ou Impressão 3D.

Cada impressora 3D cria peças com base no mesmo princípio: um modelo digital é transformado em um objeto físico tridimensional ao adicionar material uma camada por vez. Daí vem o termo alternativo Manufatura Aditiva .

O processo tem início com o modelo 3D da peça sendo “fatiado” eletronicamente, obtendo-se as “curvas de nível” 2D que definirão, em cada camada, onde será ou não adicionado material. A peça física é, então gerada por meio do empilhamento de camadas da base ao topo.

Veja a imagem:

• A) – Modelagem tridimensional, gerando-se um modelo geométrico 3D utilizando um programas de modelagem 3D como: Solidworks, Fusion 360, 3DS Max, Blender e outros.
  • A.1) – O modelo tem quer ser salvo/exportado em um formato específico para impressão 3D, por exemplo o arquivo STL (STereoLithography) e AMF (Additive Manufacturing Format) outros.
• B) – Planejamento do processo de impressão 3D, fatiamento e definição de estruturas de suporte e estratégias de deposição de material.
• C) – Fabricação na Impressora 3D
• D) – Pós processamento , que varia bastante de acordo com a tecnologia, (pode envolver limpeza, etapas adicionais de processamento e acabamento)

Veja nosso artigo com mais detalhes sobre a História da Impressão 3D.

Quando comparado s aos processos de fabricação tradicionais, em especial com a usinagem CNC , os processos de Impressão 3D apresentam vantagens e limitações .

Vamos falar rapidamente sobre as vantagens e desvantagens da impressão 3D em relação aos métodos tradicionais.

Vários são os setores que podem se beneficiar do uso da manufatura aditiva, sendo já bastante difundidas na indústria aeroespacial, automobilística, de engenharia, de produtos elétricos, de produtos eletrônicos em geral e nos setores de joalheria, arte, engenharia civil e arquitetura.

Observa-se ainda que cada vez mais novos campos de aplicação estão surgindo à medida que aumenta o número de profissionais e empresas que tomam conhecimento dessas tecnologias.

É importante ressaltar que, com a popularização das Impressoras 3D de baixo custo, um campo de aplicação mais popular e doméstico tem crescido. Destaca-se a obtenção de produtos customizados e de entretenimento (brinquedos em geral).

Além disso, setores como confeitarias tem utilizadas tecnologias específicas, baseadas no princípio de manufatura aditiva para produzir doces das mais variadas formas, agregando valor aos seus produtos.

* Os processos que utilizam projeção de luz UV (Com ou sem máscara) e cujo material não fica necessariamente em uma cuba estão inclusos nesse grupo.

FDM (Fused Deposition Modeling)

​Na FDM, uma bobina de filamento é carregada na impressora e, em seguida, alimentada à cabeça de extrusão, que é equipada com um bocal aquecido. Uma vez que o bico atinge a temperatura desejada, um motor aciona o filamento através dele, derretendo-o.

SLA e DLP

O SLA e o DLP são processos similares que usam uma fonte de luz UV para curar (solidificar) a resina líquida em camada por camada. DLP é a mais antiga das tecnologias de impressão 3D, criada por um homem chamado Larry Hornbeck.em 1987.

SLS, DMLS & SLM

As três tecnologias são bem parecidas, uma fonte de alta energia funde seletivamente partículas de pó formando o objeto 3D

SLS, é uma técnica de impressão 3D que usa lasers de CO2 de alta potência para fundir partículas. Os laser sinterisa em pó materiais metálicos (embora possa utilizar outros materiais também, como pó de nylon branco, cerâmica e até mesmo vidro).

Polyjet – MJP

Funciona de forma semelhante à impressão jato de tinta, mas em vez de jato de tinta sobre papel, as impressoras 3D PolyJet injetam camadas de fotopolímero líquido curável em uma bandeja de construção.

Materiais comuns

Metais

O DMLS / SLM são compatíveis com a maior variedade de metais e produzem peças para aplicações de engenharia de ponta. Para casos de uso menos exigentes, o Binder Jetting está ganhando popularidade devido ao seu baixo custo, sendo o aço inoxidável, de longe, o material mais usado.

A modelagem para impressão 3D tem que seguir alguns critérios, quando isso não acontece, alguns problemas geométricos impedem a formação de um arquivo sólido fechado e consequentemente a geração da malha apropriada para uso nos software da manufatura aditiva. não são seguidos, Vejamos alguns do principais problemas.

• Superfícies não conectadas
• Sólidos não conectados
• Sobreposições de superfícies
• Espessura da parede (casca) abaixo do recomendado

• Evite overhangs em seu projeto quando possível, usando ângulos menores que 45º .
• Adicione pelo menos 0,8 mm de espessura de parede aos seus modelos (recomendamos minimo 1.2).
• Evite grandes superfícies planas e use cantos arredondados para evitar empenamentos.
• Decida qual é o nível mínimo de detalhes que seus modelos exigem e escolha um processo de impressão 3D de acordo.

O Cura e o Simplify3D são os fatiadores mais conhecidos, mas também temos muitos outros como por exemplo o CraftWare, Repetier, Kisslicer e esta lista não termina aqui.

Aqui estão alguns sites que recomendamos:

Nós, da Sigma Protótipos oferecemos impressão 3D em São Paulo, podemos te ajudar, seja fazendo serviço de impressão 3D para você, sua empresa ou te ajudando em qualquer duvida que você venha a ter sobre este assunto. Pode enviar um e-mail para nós sobre qualquer assunto que vamos lhe responder.

Veja neste artigo, Quanto custa uma Impressão 3D

Este foi um artigo longo, mas que ainda sim só cobriu uma parte do assunto. Em breve serão lançados mais materiais, desta vez mais técnicos e aprofundados sobre cada tópico deste artigo.

Fiquem a vontade para utilizar parte do texto em seus sites, peço apenas que referencie este artigo com uma citação e um link.

Fontes Utilizadas

Manufatura Aditiva (Neri Volpato)
3D Hubs
3D Printer Power
All3DP
Blog Gantri
3D Printing