O que é uma impressora PolyJet? É semelhante ao FDM ou SLA?

Até agora, todo mundo já ouviu falar da impressão 3D e como ela está revolucionando vários setores e criando novas oportunidades todos os dias. As tecnologias mais populares usadas pela comunidade de fabricantes são as impressoras de modelagem de deposição fundida (FDM) e estereolitografia (SLA). No entanto, requisitos mais exigentes muitas vezes exigem máquinas mais caras e de nível industrial, como as impressoras PolyJet.

Podemos nos perguntar o que são, como são usados ​​e quão caros são!

As impressoras PolyJet funcionam por jato de gotas de fotopolímeros camada sobre camada. Cada camada é instantaneamente curada sob luz UV e, ao fazê-lo, o objeto é sistematicamente construído. As impressoras PolyJet permitem a impressão multimateriais, possibilitando que os modelos tenham mais de um perfil técnico. Devido às vantagens inerentes da impressão PolyJet, ela é usada nas indústrias aeroespacial, automotiva, de moda, ferroviária e médica.

O que é uma impressora 3d PolyJet?

Os nomes no mundo da impressão 3D podem ser confusos e, muitas vezes, haverá dois ou mais nomes para a mesma tecnologia ou produto. Um bom exemplo é FDM (Fused Deposition Modeling) e FFF (Fused Filament Fabrication), que se referem à impressão com filamento termoplástico.

PolyJet ou Poly Jet não é diferente quando se trata de nomes porque funciona com os mesmos princípios das impressoras Material Jetting (MJ). A empresa Stratasys desenvolveu sua própria tecnologia de jato de líquido e a chamou de Poly Jet porque está vinculada à tecnologia.

Este método de impressão usa fotopolímeros como material de construção, e a tecnologia injeta gotas de fotopolímero na plataforma de construção, que são curadas por luz UV. O processo é extremamente rápido e os níveis de precisão são os melhores da indústria 3D.

A empresa Sistemas 3D nomearam suas impressoras usando esta tecnologia, impressoras MJ ou impressoras MultiJet. Aqui, novamente, o nome está diretamente ligado a um aspecto da tecnologia, pois usa multijatos para pulverizar ou depositar com precisão o material fotopolímero líquido na placa de construção.

Como você pode ver, os nomes usados ​​na impressão 3D podem inicialmente parecer confusos, mas são, na verdade, bastante lógicos. A razão para a indústria não estar em conformidade com um nome comum para um tipo específico de tecnologia tem muito a ver com a associação de marca e marketing. Quanto mais atenção uma empresa puder reunir em torno de seus produtos, melhores serão seus resultados. É muito parecido com um jogo de Survivor onde Outwit, Outsmart e Outplay têm uma quarta dimensão, “Outname ”.

A impressão 3D de jato de fotopolímero se enquadra ou é uma subclasse da categoria de extrusão/jateamento de material. O jateamento de material usa tecnologias que injetam material fotopolímero líquido de uma cabeça de impressão submetida e curada por luz UV. Nem todos, mas a maioria dos processos de jateamento de materiais, utilizam fotopolímeros como material de construção.

A Stratasys é considerada líder mundial em tecnologia de impressão FDM (FFF) e a aquisição da Objet em 2012 também levou às impressoras PolyJet e PolyJet Matrix. As impressoras PolyJet são capazes de impressão multimateriais e multicoloridas, o que proporciona impressões de alta qualidade.

Como funciona uma impressora PolyJet?

De muitas maneiras, a impressão 3D PolyJet é semelhante às impressoras de documentos a jato de tinta. A diferença é que as impressoras Polyjet imprimem modelos 3D, dando-lhes essa dimensão extra. Isto é conseguido imprimindo camada sobre camada, da mesma forma que a impressão FDM.

Cada camada depositada é curada sob luz UV e, desta forma, a impressão é sistematicamente construída. Ao concluir uma impressão, ela pode ser imediatamente manuseada e utilizada sem a necessidade de pós-cura adicional, o que economiza muito tempo.

Os suportes de impressão ainda são necessários para saliências e outros elementos de desenho geométrico que requerem suporte até que o processo de cura seja concluído. Um material tipo gel especialmente projetado é usado onde o suporte é necessário e, uma vez concluída a impressão, os suportes são facilmente removidos à mão, lavados com água e finalmente imersos em um produto químico para remover o material de suporte restante.

Existem inúmeras vantagens na impressão PolyJet que incluem velocidade de impressão, precisão e qualidade excepcionais, bem como uma grande variedade de materiais de impressão que podem ser usados ​​simultaneamente, como é o caso da impressora 3D Objet Connex da Stratasys .

As impressoras PolyJet funcionam com os mesmos princípios das impressoras 3D de jato de material. Antes do início da impressão, o material fotopolímero no reservatório de material da impressora deve ser aquecido até a temperatura ideal para garantir a viscosidade de impressão correta.

A impressão começa com o carro se movendo no eixo X da plataforma de construção. Durante os movimentos, a cabeça de impressão injetará seletivamente a resina em gotas muito finas na plataforma de construção, e elas serão imediatamente curadas ou endurecidas com luz UV.

Com a tecnologia de várias cabeças de impressão, os suportes são impressos ao mesmo tempo usando material de suporte específico que é facilmente removido posteriormente. Após a conclusão de cada camada, a plataforma de construção desce um degrau e o processo é repetido até que a impressão seja concluída. As bio-resinas estão entre a ampla gama de opções de materiais.

Com a tecnologia PolyJet, as impressões finalizadas são pulverizadas com água pressurizada para remover o material de suporte e mergulhadas em uma solução química para dissolver os últimos pedaços de material de suporte. As impressoras MultiJet usam cera de parafina como material de suporte que precisa ser derretido em um forno.

É sempre intuitivo e bom ver uma impressora em ação para entender completamente como ela funciona, então dê uma olhada no vídeo a seguir!

O PolyJet é semelhante ao FDM?

Embora as impressoras PolyJet e FDM criem uma impressão camada por camada, o processo usado em cada uma delas difere muito. As impressoras FMD usam termoplásticos como material, enquanto a PolyJet usa fotopolímeros líquidos.

Na impressão FDM, o filamento termoplástico é enrolado em um carretel e alimentado na cabeça de impressão, onde é derretido e extrudado como uma camada e resfria e solidifica. Cada camada passa pelo mesmo processo até que a impressão seja concluída. Na impressão PolyJet, cada camada de resina líquida injetada é curada por luz UV e as camadas se acumulam para formar uma impressão completa.

O PolyJet é semelhante ao SLA?

O PolyJet é semelhante à impressão SLA, pois ambos usam uma resina líquida que é curada por luz UV, mas os processos são muito diferentes. O SLA imprime o design de cabeça para baixo usando uma cuba de resina ou banho para imprimir o modelo, enquanto as impressoras PolyJet pulverizam pequenas gotas em uma placa de construção e a montam dessa maneira.

Ambos os métodos de impressão imprimem camada por camada, mas a impressão PolyJet tem vantagens distintas sobre a impressão SLA. Para começar, não se restringe apenas ao tipo de resina, e o material de suporte é lavado sem a necessidade de um demorado processo de pós-produção. Em uma escala de volume de impressão, o PolyJet é capaz de volumes de impressão mais altos devido ao acabamento curado a seco.

A maior vantagem que a PolyJet tem sobre o SLA é o uso de multimateriais que tem a capacidade de alterar a estrutura do produto final. Onde a SLA produz uma impressão uniforme que é definida em sua rigidez, a PolyJet combina diferentes materiais na impressão para permitir que uma determinada área seja rígida, enquanto outras áreas podem ser mais flexíveis.

Que materiais as impressoras PolyJet usam?

A gama de materiais fotopolímeros usados ​​com as impressoras PolyJet é abrangente com muitas aplicações diferentes. Abaixo estão listadas algumas aplicações que agregaram valor à indústria médica e odontológica.

• BoneMatrix:modelos que imitam estruturas ósseas porosas, tecidos fibróticos e ligamentos.
• GelMatrix:estruturas vasculares detalhadas.
• Med610:guias cirúrgicos para implantes dentários ou outros procedimentos ortopédicos.
• Med620:modelos de teste precisos para trabalho odontológico
• Med690:projete coroas e pontes duráveis.
• VeroFlex:projete armações de óculos.

É interessante ver como os diferentes materiais imitam a função de vida real da peça criada. Na odontologia, é possível criar uma estrutura de prótese mais macia que é como borracha macia, limitando a pressão direta no tecido gengival real abaixo. A capacidade de criar próteses fortes e duráveis ​​que assumem a sensação de tecidos e estruturas ósseas reais é fenomenal.

Vantagens e desvantagens da impressão 3D PolyJet

Como em tudo na vida, há vantagens e desvantagens. Como a impressão 3D é um subconjunto da vida, ela também deve ter seus prós e contras. Deixando de lado as palavras nerds, vamos passar por elas!

Vantagens

• As impressões PolyJet são precisas de até 16 mícrons e têm um acabamento de superfície suave que se compara muito bem à moldagem por injeção. O processo de impressão permite a impressão de várias peças ao mesmo tempo sem perda de velocidade.
• Os designs podem ser criados e impressos em cores, e diferentes materiais também podem ser usados ​​na mesma impressão. Isso é possível graças ao uso de várias cabeças de impressão de jato.
• O processo de cura com a tecnologia PolyJet é instantâneo e as impressões podem ser usadas imediatamente.
• A tecnologia PolyJet permite detalhes de impressão superiores e os suportes de impressão são facilmente lavados quando a impressão é concluída.
• Existem atualmente mais de cem materiais impressos para selecionar, e o número está crescendo continuamente.

Desvantagens

Apesar das muitas vantagens, as propriedades mecânicas tendem a falhar na impressão Polyjet até certo ponto, pois muitas vezes são piores do que as peças impressas em FDM e SLA. As impressões PolyJet são suscetíveis ao calor e à luz solar e perderão sua força com o tempo. Claro, isso depende dos materiais utilizados e, como há um enorme repertório de opções, a maioria dos casos de uso pode ser abordada adequadamente escolhendo corretamente o material

O outro ponto negativo é que as impressoras e materiais de Material Jetting podem ser muito caros e fora do alcance de muitos entusiastas do 3D.

O PolyJet é caro?

A resposta simples é sim, PolyJet é caro. Isso pode ser devido ao fato de que o jateamento de material é uma adição relativamente nova à impressão 3D e é predominantemente usado em ambientes profissionais. Isso não deve atrapalhar a exploração das opções que o jateamento de material tem a oferecer em comparação com as opções FDM ou SLA.

Se você deseja adquirir uma impressora PolyJet, deve investir pelo menos US$ 35.000. Dado esse número, você deve realmente saber para que vai usá-lo, pois imprimir PolyPikachu de alta qualidade não fará muito sentido financeiro.

Alternativas recomendadas para imprimir em casa

A menos que você esteja disposto a desembolsar US $ 35.000, provavelmente precisará procurar em outro lugar para colocar as mãos em uma impressora 3D.

Existem várias impressoras atualmente no mercado que não vão quebrar o banco e que podem produzir modelos realmente bonitos.

Eu possuo uma Ender 3 Pro e é uma impressora fantástica, considerando que me custou menos de US $ 200, mas você também pode investir em uma Prusa MK3S + que é uma impressora muito melhor, mas também custa um pouco mais (um “pouco”) .

Por fim, se você é mais fã de impressoras de resina, considere as impressoras Elegoo, como a Elegoo Mars 3 Ultra 4k, que é uma impressora incrível para criar suas próprias miniaturas de alto detalhe.

Aplicações da impressão 3D PolyJet

Como afirmado, a aplicação da tecnologia de impressão PolyJet é de amplo alcance e é procurada em ambientes profissionais, pois lida bem com detalhes intrincados e recursos delicados, independentemente da complexidade do design.

Nos EUA, a impressão Polyjet pode ser encontrada nos setores automotivo, de arquitetura, industrial e educacional. A indústria médica mostra um forte apoio à impressão PolyJet de próteses e substituições de articulações, bem como na odontologia. As aplicações odontológicas são comuns em países desenvolvidos, mas não tanto em economias emergentes como a Índia, portanto, há um grande potencial de crescimento nos EUA e no mundo.

PolyJet no setor de saúde

A odontologia adotou as tecnologias de jateamento de materiais porque permitiu que o mercado de alinhadores transparentes fosse ampliado. A facilidade de operação da impressora e a velocidade de impressão significam que as solicitações sob demanda podem ser atendidas.

Aeroespacial

Enormes economias foram possíveis com o uso da tecnologia PolyJet, e um exemplo é a economia de US$ 3,8 milhões do Departamento de Defesa dos EUA, com uma economia esperada de mais de 15 milhões nos próximos 10 a 15 anos.

Com novos projetos de aeronaves constantemente na mesa, as peças de protótipo são essenciais, e não há maneira mais fácil de criá-las de acordo com as especificações do que usando a tecnologia de jato de material.

Automotivo

A indústria automotiva se beneficiou muito das tecnologias 3D, e a inclusão do jateamento de materiais como uma opção para prototipagem rápida, ferramentas, gabaritos e acessórios e peças de produção beneficiou muito a indústria.

Ferrovias

Com a tecnologia PolyJet, o tempo de produção de peças customizadas de grau de produção foi reduzido em até 95%, o que em qualquer setor significa eficiência e resposta eficaz na apresentação de soluções que estejam em conformidade com a segurança.

Arte e moda

Arte e moda tornaram-se uma colaboração com tecnologias de impressão 3D, onde empresas como a Stratasys unem inovação com uma criação que engloba não apenas avanços tecnológicos, mas também reflete dimensões filosóficas e culturais. Um desses desenvolvimentos é a impressão a jato com chocolate, que é apenas uma das muitas aplicações das tecnologias PolyJet.

Conclusão

Até agora, você não deve apenas ter um bom entendimento da impressão PolyJet, mas também ter um desejo agressivo de possuir uma. Enquanto você economiza pelo menos US $ 35.000, eu pessoalmente recomendo obter uma impressora FDM ou SLA de nível amador para molhar os pés no enorme mundo da impressão 3D. Você não apenas descobrirá se está interessado neste setor, mas também poderá aprender que não precisa de uma máquina de nível industrial de última geração para atender às suas necessidades.

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