Impressão 3D - Conceitos, Tipos e Aplicações

Impressão 3D - Introdução

Se você é novo no maravilhoso mundo da impressão 3D, podemos ser os primeiros a oferecer-lhe uma recepção calorosa. Você vai se divertir muito!

O desafio imediato que os recém-chegados enfrentam com a tecnologia de impressão 3D é distinguir entre os diferentes processos e materiais disponíveis.

Também chamada de manufatura aditiva, a impressão 3D usa a tecnologia de computador para criar objetos sólidos tridimensionais. A impressão 3D combina o processo aditivo ou estratifica o material em seções transversais horizontais finas e o programa de computador para imprimir objetos sólidos. Você pode criar quase tudo a partir da impressão 3D, incluindo brinquedos, armas ou peças de máquinas.

A história da impressão 3D é importante para entender o futuro da manufatura, à medida que essa tecnologia se torna mais popular e mais disponível ao público.

A história da impressão 3D e seu desenvolvimento

O registro mais antigo da impressão 3D através do processo aditivo foi o inventor japonês Hideo Kodama em 1981. Ele criou um produto que usava luzes ultravioletas para endurecer polímeros e criar objetos sólidos. Este é um trampolim para a estereolitografia (SLA).

A estereolitografia é um processo semelhante à impressão 3D que usa a tecnologia para criar versões menores de objetos para que possam ser testados antes de gastar tempo e dinheiro na criação do produto real. O objeto é impresso camada por camada, lavado com solvente e endurecido com uma luz ultravioleta. O processo usa desenhos auxiliados por computador (CAD) para criar os modelos 3D.

A sinterização seletiva a laser (SLS) é outra forma mais avançada de impressão 3D. Ele usa fabricação aditiva e um polímero em pó - normalmente nylon - para criar objetos. O SLS usa um laser para fundir o pó, camada por camada, em formas mais complexas do que o SLA é capaz de criar.

A Modelagem por Deposição Fundida (FDM), desenvolvida por Scott Crump, é a forma mais comum de impressão 3D atualmente. É conhecida como "impressoras 3D de mesa", porque é a forma mais usada da tecnologia. Para formar um objeto, a impressora aquece um cabo de termoplástico na forma líquida e o expulsa camada por camada.

A impressão 3D geral mudou e melhorou nos últimos trinta anos. SLA, SLS e FDM mostram o histórico da impressão 3D e, portanto, como ela se tornou uma ferramenta vital para a fabricação. Ele permite que você faça praticamente qualquer coisa simplesmente criando um arquivo de computador. Visite nosso site para saber como a impressão 3D pode ajudá-lo.

Tipos de Impressão 3D

Extrusão de Material

Processo em que um filamento de material termoplástico sólido é derretido e depositado, resfriando e solidificando, formando um objeto sólido. Há apenas um tipo: Modelagem de Deposição Fundida (FDM - Fused Deposition Modeling) ou, às vezes, é chamada Fabricação de Filamento Fundido (FFF - Fused Filament Fabrication).

Polimerização VAT

Processo baseado em um tanque contendo resina de fotopolímero que endurece com a exposição à radiação ultravioleta. Existem dois tipos: Estereolitografia (SLA) que usa um laser de ponto e o processamento direto de luz (DLP - Direct Light Processing) que usa um projetor.

Fusão de Cama em Pó (Polímeros)

Processo em que uma fonte de energia térmica induz seletivamente a fusão entre as partículas de poeira dentro de uma área de construção para criar um objeto sólido. Há apenas um tipo: sinterização seletiva a laser (SLS - Selective Laser Sintering).

Jato Material

Processo em que gotas de material são depositadas seletivamente em uma placa de construção e endurecem quando expostas à luz. A natureza do processo de jateamento de materiais permite que materiais diferentes sejam impressos no mesmo objeto. Existem dois tipos: Jato de material (MJ - Material Jetting) que funciona de maneira semelhante a uma impressora jato de tinta padrão, mas em vez de imprimir uma única camada de tinta, várias camadas são criadas para criar uma peça sólida e Drop on Demand (DOD), onde um par de jatos de tinta é usado: um com o material de impressão e outro com o material de suporte (que geralmente é solúvel).

Jato de Binder

Processo semelhante ao SLS, mas usando um laser para sinterizar o pó. Utiliza dois materiais: um material à base de pó (material de construção) e um aglutinante (geralmente na forma líquida). Como material de construção, geralmente é usado areia ou pó de metal.

Fusão de Cama em Pó (Metais)

Processo que utiliza uma fonte térmica para induzir a fusão entre partículas de pó de metal (camada por camada). Existem diferentes versões dessa tecnologia, alterando as fontes de energia: Direct Laser Laser Sintering (DMLS) ou Selective Laser Melting (SLM) usando lasers e Electron Beam Melting (EBM) usando feixes de elétrons.

Como a Impressão 3D pode Revolucionar o Futuro?

Transformando a resposta humanitária e a medicina moderna

A impressão 3D também está sendo usada para obter bens e serviços essenciais para áreas de desastre e campos de refugiados, permitindo que trabalhadores e partes interessadas tenham acesso às ferramentas necessárias para recuperar. Por exemplo, no Nepal, as Nações Unidas estão implementando a impressão 3D como parte de seu plano de resposta a terremotos, incluindo a impressão de peças de tubos personalizadas necessárias para a infraestrutura de saneamento. A impressão 3D também está permitindo que ferramentas médicas novas e essenciais cheguem às mãos de quem precisa delas, desde possibilidades médicas como um coração artificial impresso em 3D até ferramentas básicas como clipes de cordão umbilical.

Aproveite para conhecer nosso curso gratuito de introdução ao Lean Healthcare.

Protegendo nosso planeta

A impressão 3D também está nos permitindo usar materiais antigos de novas maneiras mais sustentáveis. Por exemplo, os pesquisadores descobriram como converter dióxido de carbono em concreto usando a impressão 3D. A utilização de resíduos antigos para criar produtos futuros faz com que nossa sociedade tenha um consumo mais eficiente. Os inovadores da impressão 3D estão até explorando como tornar o processo mais sustentável, incluindo o uso de filamentos à base de algas para reduzir a energia necessária para o processo de impressão. O uso criativo de materiais e métodos de produção abre novas possibilidades à medida que abordamos a ação climática e a vida sustentável.

Softwares de Impressão 3D

TinkerCAD

O Tinkercad da Autodesk é uma das ferramentas CAD educacionais mais populares e uma das melhores para iniciantes. Sua interface é amigável e fácil de usar, tornando o processo divertido para crianças, entusiastas, educadores e designers.

SketchUp

O SketchUp é uma das ferramentas CAD gratuitas mais intuitivas e poderosas disponíveis no mercado. A combinação o torna ideal para usuários iniciantes e intermediários. A plataforma também é totalmente compatível com as necessidades de quem deseja imprimir em 3D.

Possui um Armazém 3D, que possui muitos modelos pré-fabricados, incluindo os fabricados para impressão 3D. Outros aspectos incluem serviços especiais para professores e uma versão PRO paga, que amplia significativamente a funcionalidade da plataforma.

FreeCAD

O FreeCAD é um modelador de software CAD paramétrico gratuito e de código aberto. É considerado um ótimo ponto de entrada para designers e engenheiros mecânicos novos no mundo da modelagem. A modelagem paramétrica significa que é possível modificar um modelo 3D navegando no histórico do modelo e ajustando ou alterando elementos individuais.

A interface gráfica do usuário pode não parecer tão refinada quanto seus concorrentes, mas o FreeCAD é ideal para projetos de precisão, o que é bom para peças técnicas e de reposição.

Fusion 360

Se você está procurando um programa de CAD que seja relativamente fácil de usar e permita aprofundar-se em profundezas profissionais, o Fusion 360 é a escolha certa para você. Ele permite modelagem paramétrica, de forma livre, de superfície e de malha e permite exportar arquivos STL para impressão 3D.

A Autodesk oferece um acordo generoso: se você é um hobby, usando o programa para projetos não comerciais, o Fusion 360 é gratuito. Você pode usar todos os recursos do programa, mas não pode trabalhar em equipe ou usar o suporte da Autodesk.

OnShape Free

O OnShape é um programa CAD profundo e versátil que vai além do design de modelos 3D. A autoproclamada “plataforma de desenvolvimento de produtos tudo-em-um” também permite modelagem paramétrica, colaboração em equipe, gerenciamento de dados, construção baseada em peças, BIM e análises aprimoradas. Seu forte são as peças técnicas e de reposição, fabricadas ou montadas.

O OnShape oferece um negócio interessante para entusiastas e fabricantes: se você estiver disposto a compartilhar seus projetos livremente, o OnShape é gratuito, com algumas limitações. Se você quiser todos os novos recursos brilhantes e criar dados de design privados, terá que pagar.

Blender

Para muitos, o Blender é o epítome do software de computação gráfica em 3D, não necessariamente porque é o melhor, mas porque é gratuito, de código aberto e possui uma infinidade de recursos e casos de uso. Os exemplos incluem modelagem 3D, texturização, rigging, skinning, simulação de fumaça, simulação de partículas, animação, renderização e edição de vídeo. (E essas são realmente apenas uma fração das coisas oferecidas!)

Naturalmente, o Blender é mais do que capaz de produzir modelos para impressão 3D. Dito isto, a menos que você esteja interessado em mergulhar profundamente na plataforma, convém considerar uma ferramenta diferente. O Blender é considerado uma ferramenta difícil de dominar, e os vários recursos podem torná-lo intimidador e confuso.

Espero que você tenha uma boa ideia do que pode obter com esses softwares de impressão 3D. Que tal você dar uma chance a eles e criar seu primeiro modelo 3D? Se você já experimentou a modelagem 3D, recomendo conferir alguns tutoriais que esses softwares têm a oferecer para começar.

Lembre-se de que a impressão 3D pode ser um passatempo bastante caro, verifique se você inspecionou seus desenhos antes de pressionar o botão de impressão.

Aproveite para conhecer a FM2S. Acesse a nossa Plataforma EAD e confira nossos cursos. Pra você que não sabe por onde começar recomendamos o White Belt Gratuito.