O processo de manufatura aditiva

Introdução

A manufatura aditiva (às vezes chamada de prototipagem rápida ou impressão 3D) é um método de fabricação em que camadas de um material são construídas para criar um objeto sólido. Embora existam muitas tecnologias de impressão 3D diferentes, este artigo se concentrará no processo geral, desde o design até a parte final. Seja a parte final um protótipo rápido ou uma parte funcional final, o processo geral não muda.

Processo de fabricação aditiva

1. CAD

A produção de um modelo digital é o primeiro passo no processo de manufatura aditiva. O método mais comum para produzir um modelo digital é o desenho assistido por computador (CAD). Há uma grande variedade de programas CAD gratuitos e profissionais que são compatíveis com a manufatura aditiva. A engenharia reversa também pode ser usada para gerar um modelo digital por meio de digitalização 3D.

Existem várias considerações de projeto que devem ser avaliadas ao projetar para manufatura aditiva. Eles geralmente se concentram nas limitações da geometria do recurso e nos requisitos de furos de suporte ou de escape e variam de acordo com a tecnologia.

2. Conversão STL e manipulação de arquivos

Uma etapa crítica no processo de manufatura aditiva que varia da metodologia de manufatura tradicional é a necessidade de converter um modelo CAD em um arquivo STL (estereolitografia). STL usa triângulos (polígonos) para descrever as superfícies de um objeto. Um guia sobre como converter um modelo CAD em um arquivo STL pode ser encontrado aqui. Existem várias limitações de modelo que devem ser consideradas antes de converter um modelo em um arquivo STL, incluindo tamanho físico, estanqueidade e contagem de polígonos.

Depois que um arquivo STL é gerado, o arquivo é importado para um programa slicer. Este programa pega o arquivo STL e o converte em código G. O código G é uma linguagem de programação de controle numérico (NC). É usado na fabricação assistida por computador (CAM) para controlar máquinas-ferramentas automatizadas (incluindo máquinas CNC e impressoras 3D). O programa slicer também permite que o designer personalize os parâmetros de construção, incluindo suporte, altura da camada e orientação da peça.

3. Imprimindo

As máquinas de impressão 3D geralmente são compostas por muitas peças pequenas e complexas, portanto, a manutenção e a calibração corretas são essenciais para produzir impressões precisas. Nesta fase, o material de impressão também é carregado na impressora. As matérias-primas usadas na manufatura aditiva geralmente têm uma vida útil limitada e requerem manuseio cuidadoso. Embora alguns processos ofereçam a capacidade de reciclar o excesso de material de construção, a reutilização repetida pode resultar em uma redução nas propriedades do material se não for substituída regularmente.

A maioria das máquinas de manufatura aditiva não precisa ser monitorada após o início da impressão. A máquina seguirá um processo automatizado e os problemas geralmente só surgem quando a máquina fica sem material ou há um erro no software. Uma explicação sobre como cada uma das diferentes impressoras de manufatura aditiva produz peças pode ser encontrada aqui.

4. Remoção de impressões

Para algumas tecnologias de manufatura aditiva, a remoção da impressão é tão simples quanto separar a peça impressa da plataforma de construção. Para outros métodos de impressão 3D mais industriais, a remoção de uma impressão é um processo altamente técnico que envolve a extração precisa da impressão enquanto ela ainda está envolta no material de construção ou presa à placa de construção. Esses métodos exigem procedimentos de remoção complicados e operadores de máquinas altamente qualificados, além de equipamentos de segurança e ambientes controlados.

5. Pós-processamento

Os procedimentos de pós-processamento também variam de acordo com a tecnologia da impressora. O SLA requer que um componente cure sob UV antes do manuseio, as peças metálicas geralmente precisam ser aliviadas de estresse em um forno, enquanto as peças FDM podem ser manuseadas imediatamente. Para tecnologias que utilizam suporte, isso também é removido no estágio de pós-processamento. A maioria dos materiais de impressão 3D pode ser lixada e outras técnicas de pós-processamento, incluindo tombamento, limpeza de ar de alta pressão, polimento e coloração, são implementadas para preparar uma impressão para uso final.