As Vantagens e Desvantagens da Impressão 3D

É importante entender que a impressão 3D é uma tecnologia em rápido desenvolvimento, e traz consigo uma série de vantagens para toda uma indústria, mas também em alguns quesitos fica atrás da fabricação tradicional.

Neste artigo vamos discutir os aspectos das vantagens e desvantagem da impressão 3D. Continue lendo!

Já explicamos o que é a impressão 3D, conhecemos um pouco sobre a história da impressão 3D, listamos seus benefícios e limitações levando em consideração os prós e contras de todas as tecnologias de impressão 3D atualmente disponíveis. Use-os para entender onde a impressão 3D está hoje e para onde ela está indo no futuro próximo. Agora vamos falar das vantagens e desvantagens da impressão 3D.

A manufatura aditiva agora define um grande ramo de sistemas industriais (e de hobby) para a criação de novas peças e produtos. Mais referido como impressão 3D, a maioria dos sistemas nesta categoria é caracterizada pelo método de criação de uma peça, camada por camada .

Existem algumas diferenças entre sistemas individuais de impressão 3D. No entanto, as principais diferenças entre estes e os processos industriais mais típicos podem ser divididos em categorias:

  • A velocidade define a rapidez com que uma determinada peça pode ser fabricada do projeto ao acabamento.
  • Custo é o montante médio de financiamento necessário para criar uma única peça.
  • A qualidade é uma medida realista de como uma peça perfeita e precisa pode ser feita.
  • Repetibilidade é como partes “idênticas” similares estão entre execuções de fabricação separadas.
  • A flexibilidade define com que facilidade um projeto pode ser personalizado ou modificado durante a fabricação.
  • Acessibilidade é quão facilmente uma pessoa ou empresa pode obter os meios para criar uma peça ou produto.
  • A sustentabilidade é a quantidade de resíduos gerados pela fabricação de uma única peça e da facilidade com que a peça podem ser reciclada em comparação com outros processos.

Vantagens e Desvantagens da Impressão 3D

Conheça agora, tire suas duvidas de quando usar um serviço de impressão 3D ou usar outros métodos de fabricação tradicionais.

Velocidade

Uma das maiores vantagens da impressão 3D é resumida em duas palavras: Prototipagem Rápida

Uma das principais vantagens da manufatura aditiva é a velocidade com que as peças podem ser produzidas em comparação com os métodos tradicionais de fabricação. Projetos complexos podem ser carregados de um modelo CAD e impressos em poucas horas. A vantagem disso é a rápida verificação e desenvolvimento de idéias e design.

Onde no passado poderia levar dias ou mesmo semanas para receber um protótipo, a impressão 3D coloca um modelo nas mãos do designer em poucas horas . Embora as máquinas de fabricação de aditivos mais industriais demorem mais para imprimir e pós-processar uma peça, a capacidade de produzir peças finais funcionais em volumes baixos a médios oferece uma enorme vantagem de economia de tempo quando comparada às técnicas de fabricação tradicionais.

Assim, para pequenas tiragens de produção e prototipagem, a impressão 3D é uma das melhores opções em termos de velocidade. No entanto, para produzir um produto acabado em escala de fabricação em massa, os sistemas de manufatura tradicionais ainda ultrapassam a impressão 3D em longo prazo.

Custo

É aqui que as coisas se tornam um pouco interessantes. é também é comum uma pergunta sobre o preço da impressão 3D. Conforme discutido na seção anterior, a impressão 3D leva muito menos tempo para fabricar um único componente ou protótipo exclusivo. No entanto, os métodos tradicionais de fabricação são capazes de agilizar a produção em massa de uma peça acabada.

É a mesma verdade quando se olha para o equilíbrio dos custos? Para tiragens muito pequenas, a impressão 3D é mais barata, pois haverá apenas uma ou duas máquinas necessárias (dependendo do sistema) para fabricar uma peça de um determinado material. Há também muito menos material residual, já que a peça está sendo construída a partir do zero, não esculpida de cima para baixo, como em alguns processos, e não requer ferramentas adicionais. Como tal, o custo por peça de uma impressora 3D é fixo para qualquer peça.

No entanto, um processo tradicional usado para fabricar uma peça em massa usará menos energia e menos tempo para criar um grande número de peças. Depois do custo inicial de criar as ferramentas necessárias, o custo de uma peça geralmente não é muito maior do que o do material usado para criá-la. Em algum momento, isso combinado com a velocidade de um processo de fabricação tradicional contrabalançará o investimento inicial em maquinário e se tornará menos dispendioso do que manter um sistema de impressão 3D para produzir a mesma peça.

A produção em baixos volumes é muito competitiva em comparação com a fabricação tradicional. Para a produção de protótipos que verificam a forma e o ajuste, é significativamente mais barato do que outros métodos de fabricação alternativos (por exemplo, moldagem por injeção) e é frequentemente competitivo para a fabricação de peças funcionais únicas. As técnicas tradicionais de fabricação se tornam mais econômicas, à medida que o volume aumenta e os altos custos de instalação são justificados pelos grandes volumes de produção.

Qualidade

Provavelmente, a maior limitação da impressão 3D é a qualidade final da peça. Devido à forma como cada camada é depositada em cima da última nos métodos típicos de impressão 3D, uma fraqueza inerente é literalmente incorporada ao design. Existem, é claro, maneiras de projetar em torno desta fraqueza, por exemplo, mantendo certas características paralelas ao sentido de impressão, mas isso pode ser problemático para aqueles que tentam criar peças de alta qualidade para usos industriais.

Para alguns sistemas, outra desvantagem das camadas é a inevitável linha entre camadas, o que pode diminuir significativamente o apelo visual de um produto. Novamente, existem maneiras de finalizar as peças impressas em 3D para tornar essas camadas invisíveis, mas isso requer tempo e esforço extra em comparação com produtos fabricados por outros meios.

A maneira mais fácil de resolver esses problemas é imprimir usando sistemas baseados em laser em resoluções extremamente altas. No entanto, isso significa que as peças levarão muito mais tempo para serem fabricadas (lembre-se do tempo fixo por peça característica da impressão 3D) e, dependendo do material, ainda podem precisar de tratamento adicional para atingir a força total. Além disso, esses sistemas baseados em laser são bastante caros de adquirir e executar, tornando-os mais adequados para empresas já industrializadas e grandes empresas.

Repetibilidade

Num processo de fabricação tradicional, por exemplo, moldagem por injeção, existe uma percentagem de qualquer lote de peças sair de alguma forma defeituosa ou inconsistente em termos de qualidade em comparação com o restante. Devido aos enormes avanços na tecnologia de fabricação industrial, eles representam apenas uma porcentagem muito pequena do número total de peças produzidas por unidade de tempo.

Com a impressão 3D, o processo é um pouco mais complexo. Devido às peças serem impressas em sucessão, cada impressão pode ser monitorada e os erros detectados em tempo real, reduzindo o número de peças defeituosas e materiais desperdiçados. No entanto, pequenas inconsistências podem ocorrer na impressão devido a pequenas alterações na qualidade do material. Para que um lote de peças seja completamente consistente, as máquinas devem ser mantidas muito bem ajustadas e em um ambiente controlado.

Flexibilidade

Outro quesito das vantagem e desvantagens da impressão 3D é a capacidade da impressora poder criar praticamente qualquer coisa que possa caber dentro do seu volume de impressão.

Em qualquer outro processo de fabricação (além da fresagem), cada nova peça ou mudança no desenho requer uma nova ferramenta, molde, matriz ou gabarito. Com a impressão 3D, o design pode ser alimentado em um software slicer “fatiador“, se necessário um suporte pode ser adicionado e, em seguida, impresso com pouca ou nenhuma alteração na máquina ou no equipamento físico.

Outra vantagem da impressão 3D é a capacidade de criar geometrias “impossíveis” que anteriormente não podiam ser fabricadas como uma peça única. Essas coisas incluem:

  • Cavidades ocas em peças sólidas
  • Peças dentro de peças
  • Mecanismos funcionais como engrenagens impresso dentro peça.

Mesmo as coisas que qualquer entusiasta de impressão 3D consideraria como padrões de preenchimento oco são muito complexas para os métodos tradicionais de fabricação e, como tal, são exclusivas da impressão 3D. Isso também é verdade para a capacidade de incluir vários materiais em um único objeto , o que permite que uma infinidade de diferentes cores, texturas e propriedades mecânicas sejam misturadas e combinadas.

Outra das muitas vantagens da impressão 3D é a capacidade de qualquer usuário, mesmo aqueles com experiência limitada em CAD, editarem desenhos de acordo com o seu gosto, criando peças novas exclusivas e totalmente personalizadas. Para as empresas, isso significa que agora existe a opção de permitir que cada cliente personalize um produto para seu gosto pessoal, uma tendência crescente nos mercados modernos. Isso também significa que um determinado projeto pode ser fabricado em uma grande variedade de materiais diferentes .

Acessibilidade

Impressoras 3D ultimaker representando a acessibilidade da impressão 3D
Acessibilidade uma grande vantagem da impressão 3D

Embora a manufatura aditiva tenha existido por mais de 30 anos, a maior parte do crescimento ocorreu desde 2010. Isso deve levar um grande número de impressoras 3D a entrar no setor, facilitando significativamente o acesso dos projetistas à tecnologia de manufatura aditiva.

Enquanto uma  impressora FDM pode ser comprada por apenas US $ 100 , essas máquinas são direcionadas principalmente para consumidores individuais e amadores. Máquinas e sistemas voltados para usuários profissionais começam em torno de US $ 1.000 e sobem a partir daí. Máquinas industriais podem facilmente custar tanto ou mais do que um carro novo.

Embora pareça que isso deva fazer parte da seção Custo , o que estamos realmente vendo é a facilidade com que uma pessoa, profissional ou empresa poderia adquirir uma configuração completa de impressão 3D. Para comparação, uma configuração completa de moldagem por injeção pode custar em torno de US $ 50.000 ou mais, e isso não leva em conta o preço de instalação ou o ferramental adicional necessário para criar os próprios moldes.

Assim, embora ainda não seja barato, os sistemas de impressão 3D podem ser muito mais facilmente obtidos e usados ​​por um número muito maior de pessoas do que as configurações de fabricação mais tradicionais. Além disso, a impressão 3D é quase totalmente automatizada por padrão e requer pouca ou nenhuma equipe adicional para executar, supervisionar e manter a máquina. Isso torna a impressão 3D muito mais acessível do que outros sistemas de manufatura.

Sustentabilidade

Métodos de fabricação subtrativa, como fresagem ou torneamento CNC, removem uma quantidade significativa de material de um bloco inicial, resultando em altos volumes de material residual.

Geralmente, os métodos de fabricação de aditivos usam apenas o material necessário para construir uma peça. A maioria dos processos usa matérias-primas que podem ser recicladas e reutilizadas em mais de uma construção. Como resultado, o processo de fabricação aditiva produz muito pouco desperdício.

Como as impressoras 3D de mesa têm uma curva de aprendizado relativamente pequena para operar com sucesso, os projetos não precisam ser enviados para um especialista a ser fabricado. Além disso, a pegada de um sistema de manufatura aditiva industrial é muito menor do que a pegada de um local de fabricação tradicional.

Por esse motivo, serviços profissionais de impressão 3D são criados em todo o mundo, mesmo em locais onde o custo do aluguel é alto (por exemplo, em centros como os de São Paulo e RJ ). A redução nos requisitos de envio tem um impacto ambiental positivo. Isso, juntamente com a capacidade de imprimir e produzir peças de reposição no local, resulta em um uso de carbono muito menor para a maioria das peças produzidas por meio da manufatura aditiva.

Conclusão

Para resumir, as principais vantagens e desvantagens da impressão 3D são os fatores Velocidade, Flexibilidade e Custo. Como já dissemos muitas vezes ao longo deste artigo, para pequenas tiragens de produção, prototipagem e hobby, uma impressora 3D é um método de fabricação muito melhor do que outros sistemas industriais.

No entanto, se você pretende começar a fabricar em massa um produto, os sistemas industriais começam a se tornar uma opção muito melhor. Isso poderia explicar por que muitas empresas ainda não consideram a impressão 3D como um sistema de fabricação viável para produtos modernos.

Lembre-se, se você ainda estiver com alguma duvida entre em contato com a nossa empresa de impressão 3D. Vai ser um prazer lhe anteder.

Deixe uma resposta

Open chat
Quer fazer um orçamento?
Powered by