A função do aninhamento na impressão 3D de polímero

Ao administrar uma empresa de impressão 3D, reduzir o custo de impressão é um dos primeiros objetivos da lista. Uma maneira de obter economia de custos e otimizar o uso de sua frota de impressão 3D é por meio do aninhamento, uma etapa comum durante o processo de preparação de dados para impressão 3D.

Hoje vamos dar uma olhada no que é aninhamento, seus benefícios, bem como algumas dicas que o ajudarão a aplicar o aninhamento de forma mais eficiente.

O que é aninhamento na impressão 3D?

Na impressão 3D, o aninhamento é parte de um estágio de preparação de impressão que otimiza o uso do volume de impressão de uma impressora 3D.

O nesting pode ser comparado ao Tetris, um jogo em que você precisa organizar os blocos de queda de diferentes formas para preencher a linha, enquanto com o nesting você tenta embalar o máximo de peças possível em uma impressora 3D para economizar custos e aumentar a produtividade da máquina.

O aninhamento é mais comumente usado com tecnologias de Powder Bed Fusion (PBF), como Selective Laser Sintering (SLS) e Multi Jet Fusion (MJF) da HP.

Automatizado ou manual, o aninhamento classifica, orienta e organiza arquivos 3D para maximizar o espaço dentro de uma impressora 3D, sem interferir com áreas não construídas. O uso ineficiente de aninhamento pode causar desperdício de material e erros de impressão.

Por que você deve usar o aninhamento na impressão 3D?

1. Otimize a capacidade da máquina

No PBF, o processo de impressão envolve o uso de polímeros em pó e uma fonte de calor. Quando uma camada de pó é espalhada, uma fonte de calor traça os contornos da peça definida pelo software, fundindo o material. O processo é repetido até que as peças sejam produzidas.

As peças acabadas permanecem na câmara de impressão 3D, cheias de pó solto não fundido e precisam ser removidas e limpas.

O pó solto que envolve as peças impressas também funciona como material de suporte, podendo ser parcialmente reciclado e reaproveitado.

Os materiais para PBF são caros e podem constituir uma grande parte do custo de uma peça. Para maximizar a produção de uma impressora PBF 3D, ao mesmo tempo em que apresenta maior eficiência de material, uma empresa precisa aproveitar ao máximo sua capacidade.

O nesting surgiu como uma das soluções para permitir maior densidade de embalagem - o que, essencialmente, significa embalar o máximo de peças possível em uma construção, para o uso ideal da capacidade da máquina.

Ao embalar em mais peças, você pode imprimir a mesma quantidade em menos tempo ou mais peças na mesma câmara de construção.

2. Salvar material

No PBF, você sempre deve usar mais pó do que o necessário para imprimir uma peça. A quantidade real é definida pela altura do seu modelo. O pó não utilizado pode ser reutilizado misturando-o com pó fresco, mas, em muitos casos, muito pó é desperdiçado.

Por exemplo, um provedor de serviços estimou que de 500 kg de pó que compra por mês, "25% se torna uma parte, 25% é resíduo e 50% é reutilizado para atualizar a próxima compilação".

Ao aninhar suas peças de maneira ideal e reduzir a altura da plataforma de construção, você pode economizar material e também acelerar sua produção.

3. Reduza custos

Ao calcular o custo de uma peça de impressão 3D, um dos fatores mais importantes é a caixa delimitadora da peça, que se refere ao espaço retângulo que contém todo o seu modelo 3D e determina a quantidade de espaço que a peça ocupará dentro do 3D impressora.

Ao aninhar suas peças de maneira ideal, você pode encaixar mais peças em uma caixa delimitadora. Isso permitirá que você imprima mais peças de uma vez, o que significa que você produz mais rápido e desperdiça menos pó - economizando despesas desnecessárias.

De acordo com algumas estimativas, os modelos aninhados podem fornecer cerca de 30 por cento na economia. Projetar peças tendo em mente o aninhamento pode aumentar ainda mais a economia em até 60 por cento.

Dito isso, nem todas as peças se beneficiarão com o aninhamento. Às vezes é mais econômico imprimir peças em caixas delimitadoras separadas, conforme mostrado na imagem abaixo.

Aninhamento manual vs automatizado

Hoje, a capacidade de aninhamento pode ser encontrada na maioria das soluções de preparação de dados de impressão 3D. Muitas dessas soluções de software oferecem agrupamento manual, o que tende a ser demorado e requer habilidade para encontrar a melhor combinação possível de peças na placa que minimiza o espaço.

Uma regra prática é começar com o modelo maior e organizar as partes menores em torno dele ou, se possível, dentro dele.

Diversas ferramentas no mercado também oferecem nesting automatizado, como Materialize Magics e Netfabb, ajudando a agilizar o processo de nesting.

As ferramentas de agrupamento automatizado podem usar um dos dois tipos de agrupamento de peças:caixa delimitadora ou agrupamento baseado em geometria.

O aninhamento da caixa delimitadora assume os valores máximos de X, Y e Z de sua peça e forma uma caixa ao redor da peça. O aninhamento baseado em geometria examina a superfície da peça e os espaços com base na geometria real da peça.


A desvantagem do aninhamento da caixa delimitadora é que pode ser difícil atingir densidades de partes mais altas com ele. Uma boa prática é pré-aninhar as peças manualmente antes de usar o software para executar algoritmos de aninhamento automático.

Seja no aninhamento automático ou manual, é importante deixar uma lacuna de pelo menos 1,5 mm entre todos os componentes em seu arquivo 3D com processos SLS e uma lacuna de 5 mm nos processos MJF. Isso evitará que as peças se fundam durante o processo de impressão.

Usando aninhamento para obter maior produtividade com impressão 3D

O aninhamento é uma etapa crucial na preparação de dados para impressão 3D. Ajuda a otimizar a capacidade da máquina, reduzindo custos e tempo de impressão, enquanto aumenta a produtividade da máquina.

Embora o aninhamento atualmente continue sendo uma operação amplamente manual, o software de aninhamento automatizado está evoluindo para permitir que os designers de impressão 3D otimizem suas construções por meio do aninhamento mais rapidamente.

Em última análise, considerar o aninhamento no início do processo de design permitirá que você administre um negócio de impressão 3D mais lucrativo.