O que é manufatura aditiva? Comece com a impressão 3D

Vamos começar com o básico

A fabricação aditiva (muitas vezes chamada de prototipagem rápida ou impressão 3D) é um método de fabricação em que as camadas de material são construídas uma de cada vez para criar um objeto sólido. Embora existam muitas tecnologias diferentes de manufatura aditiva e impressão 3D, este artigo se concentrará no processo geral, desde o design até a peça final.

Seja a peça final um protótipo rápido ou uma peça funcional de uso final, o processo geral não muda significativamente. Vamos entrar nisso.

Como você projeta modelos fabricáveis ​​em 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 usando o desenho assistido por computador (CAD). Existe uma extensa gama de programas CAD gratuitos e profissionais que são compatíveis com tecnologias de 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 modelos digitais para manufatura aditiva. Eles geralmente se concentram nas limitações da geometria do recurso e nos requisitos de furos de suporte ou escape, para citar alguns. Fatores como esses tendem a variar de acordo com a tecnologia, por isso é essencial aprimorá-los.

O que são conversão STL e manipulação de arquivos?

Uma etapa crítica no processo de manufatura aditiva que varia da 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 o tamanho físico do modelo, a estanqueidade e a 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, 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 suportes, altura da camada e orientação da peça.

Como as máquinas aditivas produzem peças personalizadas?

As máquinas de manufatura aditiva (impressoras 3D) compreendem muitas peças pequenas e complexas, portanto, a manutenção e a calibração corretas são essenciais para produzir impressões precisas.

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 reduzir as propriedades do material se não for substituído 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 de como cada uma das diferentes impressoras de manufatura aditiva produz peças pode ser encontrada aqui.

Como e quando você remove as 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.

Como funciona o pós-processamento para manufatura aditiva?

Os métodos de pós-processamento 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.

Perguntas frequentes

Quais são as principais tecnologias de manufatura aditiva?

Existem sete tecnologias sob o guarda-chuva da manufatura aditiva. Estes são polimerização em cuba, extrusão de material, jato de material, laminação de chapas, deposição de energia direcionada, jato de ligante e fusão em leito de pó.

Qual é a diferença entre manufatura aditiva e impressão 3D?

Os termos manufatura aditiva e impressão 3D são, em sua maioria, intercambiáveis. Ambos se referem a processos de fabricação onde as peças são construídas camada por camada a partir de um projeto CAD.

Manufatura aditiva e prototipagem rápida são o mesmo processo?

Embora a manufatura aditiva e a impressão 3D sejam frequentemente usadas de forma intercambiável, a prototipagem rápida é um processo relacionado, mas distinto. A prototipagem rápida refere-se ao estágio de prototipagem acelerada do desenvolvimento do produto, sendo a manufatura aditiva um processo para apoiar esse objetivo.

Quais indústrias costumam usar manufatura aditiva?

A manufatura aditiva é usada em uma enorme (e crescente) gama de indústrias, incluindo aeroespacial, robótica, eletrônica de consumo e automotiva. Uma indústria que se beneficiou imensamente com o advento e a ampla adoção de aditivos é a tecnologia médica. Historicamente, a maioria das indústrias tende a usar aditivos para prototipagem, mas com tecnologias mais robustas chegando ao mercado, as empresas estão recorrendo a aditivos para peças de uso final e produção de maior volume também.

Quais são as vantagens da manufatura aditiva?

A manufatura aditiva traz muitas vantagens exclusivas. É uma maneira muito mais econômica de criar peças de prototipagem do que processos subtrativos e produz menos desperdício de material. O custo de entrada é bastante baixo e é mais barato para menores e mais rápidos para execuções de produção. A manufatura aditiva é especialmente útil se você precisar recriar peças legadas que deseja otimizar.

Quais são os materiais comuns usados ​​na manufatura aditiva?

A manufatura aditiva pode criar peças personalizadas usando polímeros, metais e, em alguns casos, cerâmicas. O material mais comum que você verá na manufatura aditiva é o plástico, especialmente para prototipagem.