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Impressão tridimensional

Impressora tridimensional por estereolitografia mostrando objeto tridimensional emergindo da cuba de resina

A impressão tridimensional, também chamada de fabricação aditiva, é um processo para produzir um objeto tridimensional a partir de um modelo digital, fabricando sucessivamente o material, camada por camada, de forma aditiva. Primeiro, uma representação tridimensional virtual do objeto é renderizada usando desenho assistido por computador (CAD). Em seguida, o modelo é “fatiado” em uma série de camadas horizontais para converter o desenho em um arquivo STL (linguagem padrão de tesselação) que é legível pela impressora tridimensional. Esses dados são, em seguida, transferidos para a impressora, e as configurações da impressora são definidas. O objeto final é produzido uma camada por vez, com cada camada se unindo e sendo construída sobre a anterior.  

Devido à capacidade de produzir formas e estruturas muito complexas com alta precisão e repetibilidade a partir de uma ampla gama de materiais, a impressão tridimensional é usada para diversas aplicações nos setores aeroespacial, automotivo, de construção, moda, alimentos, jóias, fabril e em medicina. Existem inúmeras técnicas para imprimir objetos tridimensionais com diferentes propriedades mecânicas, térmicas e químicas a partir de materiais nos estados fundido, líquido ou em pó.

Para obter informações mais detalhadas, incluindo a minimização da sua pegada de carbono com fabricação inteligente, explore nosso folheto Impressão 3D para 4D para maior sustentabilidade.

Entre as tecnologias populares de impressão tridimensional, podemos citar:


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Modelagem por deposição de material fundido (FDM)

A modelagem por deposição de material fundido (fused deposition modeling (FDM)), também chamada de fabricação com filamento fundido (FFF) ou extrusão de materiais, é a tecnologia de impressão tridimensional mais comum e barata. Um carretel de filamento termoplástico (p. ex., PLA, ABS) é aquecido até o seu ponto de fusão e extrudado através de um bocal sobre uma plataforma, onde o material derretido esfria e solidifica. Esta tecnologia é usada na moldagem por injeção e na fabricação moderna de plásticos para produtos prontos para uso.

Polimerização em cuba 

A polimerização em cuba usa fotopolimerização para curar e solidificar a resina de polímero líquido. A estereolitografia (SL) foi o primeiro tipo de impressão tridimensional desenvolvido e comercializado utilizando este método. Uma impressora de SL usa espelhos posicionados nos eixos X-Y para direcionar um feixe de laser através de uma cuba de resina para criar uma seção transversal do objeto. O processamento digital de luz (DLP) usa um projetor com uma tela LCD ou fonte de luz UV para piscar luz, criando cada camada. Este tipo de impressão tridimensional à base de resina é rápido, porque uma camada inteira é exposta de uma só vez. A estereolitografia mascarada (masked stereolithography (MLA)) usa um arranjo de LEDs para irradiar luz UV através de uma fotomáscara de tela de cristal líquido (liquid crystal display (LCD)).

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Fusão em leito de pó 

A fusão em leito de pó cura seletivamente polímeros ou pós metálicos com uma fonte de energia térmica para criar um objeto sólido de plástico ou metal. Primeiro, o pó é aquecido a uma temperatura logo abaixo do seu ponto de fusão. Em seguida, um rolo distribui uma camada bem fina de pó sobre a superfície do leito em construção antes que um laser passe sobre a camada para fundi-lo. Após concluir uma camada, o leito de pó afunda incrementalmente para formar a próxima camada. A sinterização seletiva a laser (SLS) sinteriza sucessivamente o polímero em pó com um laser. A fusão seletiva a laser (SLM) envolve o derretimento total do pó metálico ao invés de sua sinterização. Outras formas de fusão em leito de pó metálico incluem sinterização direta a laser de metal (DMLS) e fusão por feixe de elétrons (EBM). 

Jateamento

O jateamento de materiais usa a tecnologia de impressora a jato de tinta para adicionar pequenas gotículas de fotopolímeros ou cera sobre uma placa de construção. Uma luz ultravioleta (UV) cura simultaneamente as camadas à medida que são impressas. O jato de material (JM) deposita material de forma rápida e alinhada, ao invés de em pontos. Portanto, vários objetos podem ser fabricados em uma única linha. Além disso, este método permite que diferentes materiais sejam impressos no mesmo objeto. A tecnologia de impressão tridimensional de tinta sob demanda (drop-on-demand (DOD)) usa um conjunto de dois jatos de tinta para depositar o material final do objeto e o material de suporte dissolvível, simultaneamente.






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