Compreendendo a tecnologia e os processos de manufatura aditiva

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Se você está lendo isso, provavelmente já sabe o que é uma impressora 3D (se não souber, leia este artigo sobre impressão 3D versus moldagem por injeção). Mas você entende as diferenças entre o grande número de processos de manufatura aditiva, tecnologias e suas aplicações?

Para começar, aqui estão três maneiras fáceis de categorizar as várias tecnologias de manufatura aditiva:

1. Sólidos fundidos

Há uma série de tecnologias de fabricação aditiva que dependem de derreter um material e extrudá-lo de um bico ou efetor de algum tipo. Essas tecnologias aditivas essencialmente reconstituem um material "completo" (como de um carretel) em uma nova forma, derretendo e estratificando em uma nova forma.

2. Líquidos solidificantes

Você provavelmente não viu isso, mas sim, existe um processo de tecnologia de fabricação aditiva que é o inverso total da fusão de sólidos. Baseando-se normalmente em resinas ou polímeros fotossensíveis, essas impressoras 3D geralmente funcionam aplicando um laser ou uma projeção para solidificar uma película fina da resina em um objeto sólido.

3. Pós de fusão

Possivelmente o formato de tecnologia mais conhecido, a fusão em pó funciona exatamente como o nome sugere. O material com o qual você está trabalhando é um pó em seu formato “cru” e se funde através de um agente ligante ou derretendo o material com uma fonte de calor.

Tendo lidado com várias maneiras diferentes que você pode fabricar coisas de forma aditiva, vamos mergulhar nos processos específicos de fabricação aditiva.

Processos de Manufatura Aditiva

FFF:fabricação de filamentos fundidos

As chances são de que, quando alguém diz impressão 3D, você pensa nessa tecnologia aditiva. Facilmente a tecnologia aditiva mais prolífica do boom em máquinas de mesa que começou por volta de 2010, as máquinas FFF fabricam produtos com um carretel de plástico que é acionado por uma extrusora de extremidade quente que derrete o plástico em forma líquida, que é então disposta em um padrão que é uma fatia do objeto. Você pode estar ciente do FFF graças a empresas de hardware de fabricação aditiva como a Ultimaker.

Inscrições de FFF

A FFF é uma fantástica tecnologia de fabricação aditiva de força de trabalho para prototipagem, produção de produtos básicos, teste de ideias rapidamente e fluxos de trabalho de criação geral. Claro, FFF também pode ser usado com mais "permanência" em mente para fabricar produtos também. FFF é uma tecnologia confiável para manufatura aditiva, com poucas coisas que podem dar errado, tempo de inatividade mínimo e objetos geralmente bem produzidos. É limitado principalmente pela resolução da impressão, o que criará uma troca de precisão por velocidade. As peças FFF também exigem algum pós-processamento para acabamento, e as linhas de cumeeira geralmente precisam ser removidas para pintura.

SLA e DLP – Aditivo de Laser Seletivo e Processamento de Luz Digital

Indiscutivelmente o segundo processo de impressão 3D mais popular/famoso depois do FFF, essa tecnologia aditiva também se beneficiou de um boom de empresas a partir de 2010. Essas impressoras 3D usam um tanque de resina fotossensível, com o objeto sendo feito passando um laser sobre a camada para solidificar a resina no lugar. O DLP difere do SLA ao projetar toda a camada de imagem usando um projetor em vez de um laser. Indiscutivelmente, o DLP é mais rápido, pois toda a camada é projetada de uma só vez em vez de usar um laser para rastrear, mas novamente há compensações, geralmente em torno do acabamento da superfície. Você provavelmente conhece a impressão de SLA por meio de empresas como a FormLabs.

Aplicativos de SLA e DLP

Existem muitas opções de resina disponíveis, a maioria das quais simula as propriedades do material de um plástico. Os benefícios do SLA em relação ao FFF geralmente são a precisão e o acabamento da superfície, portanto, se você estiver imprimindo objetos com muitos pequenos detalhes, o SLA o atenderá melhor. No entanto, o processo de SLA exige mais de você como usuário final, exigindo etapas extras após a impressão para que a peça esteja pronta. O SLA também pode imprimir peças grandes e é usado em escala. Você deve se lembrar de ver os tênis Adidas Futurecraft 4D com uma sola impressa em 3D, que foram alcançadas com a tecnologia baseada em SLA da Carbon.

MJF – Multi Jet Fusion

Uau, fusão a jato? E existem vários deles? Sim. Esta tecnologia aditiva é tão incrível quanto o próprio nome sugere. A Multi Jet Fusion produz peças de nylon usando um sistema de jato de tinta não muito diferente do que você teria em uma impressora de papel comum. O cabeçote de uma máquina de fusão multijato é consideravelmente mais complexo do que um cabeçote de impressora comum, enviando material e agentes de ligação. O MJF tende a dar um acabamento e propriedades de material muito mais consistentes do que suas contrapartes de Sinterização Seletiva a Laser.

Inscrições MJF

Para os profissionais, esse processo adiciona cor e materialidade para que a prototipagem fique muito mais próxima do objeto final do que com outros processos de prototipagem. Esse aplicativo de manufatura aditiva é particularmente conveniente quando a cor é importante, não apenas de uma perspectiva de acabamento, mas também para representações visuais, como imprimir um mapa de calor de tensões diretamente na peça, tornando mais fácil entender o que está acontecendo ao revisar seu objeto.

DMLS – Sinterização direta a laser de metal

Antes de mergulharmos neste, vale a pena notar que o DMLS é um processo de manufatura aditiva relativamente novo em relação a outros processos de sinterização a laser. Muito provavelmente, você saberá o que é SLS (Sinterização Seletiva a Laser) e as peças de nylon que ela produz. O DMLS funciona usando o mesmo processo, usando um laser para fundir pó metálico. Normalmente usado para prototipar peças complexas e fabricar produtos personalizados em massa, o DMLS permite que você fabrique peças que serão muito mais fortes (porque, bem… o metal é mais forte que o plástico na maioria das vezes) e teste.

Aplicativos DMLS

Em relação a outros processos, o DMLS é caro, pois é um processo de manufatura aditiva de metal. Isso é esperado, pois os materiais, a tecnologia e os protocolos de segurança necessários para abrigar uma máquina DMLS são caros. Mas o custo vale a pena, é claro, para poder testar e validar processos. Se você trabalha no setor aeroespacial ou automotivo, uma impressora DMLS será uma das maneiras mais eficazes de prototipar peças complexas e exclusivas e estar o mais próximo possível da peça acabada. Você pode estar pensando:“e quanto à usinagem?” Claro, você ainda pode usar a usinagem como parte de qualquer processo de prototipagem, mas estamos aqui para discutir objetos que exigiriam o uso de manufatura aditiva.

DED – Deposição direta de energia

A impressão DED é melhor pensada como a contraparte metálica da FFF para plásticos. As máquinas DED usarão um pó ou um fio (não muito diferente de um carretel de plástico) para aquecer o metal no ponto de extrusão e depositá-lo com um bico.

Aplicativos do DED

Pela descrição do DED, você pode pensar que seria usado em aplicações semelhantes ao FFF, mas com peças metálicas. Na realidade, o uso mais comum do DED hoje é construir peças existentes e ser incluído em um processo de fabricação híbrido para aplicações de manufatura aditiva de ponta. Um dos exemplos mais famosos seria o uso de fabricação híbrida no Porto de Roterdã. Eles imprimirão peças em 3D em lemes danificados para fazer uma peça de reposição e, em seguida, usarão um processo de usinagem para levar a peça a um estado completo, pronta para uso em um novo navio.

Obviamente, as opções listadas acima não são as únicas tecnologias de manufatura aditiva que podem ser usadas para fazer produtos, mas todas elas estão disponíveis no Fusion 360 ou Netfabb como saídas para seu fluxo de trabalho.

Qual processo aditivo você usa e para que? Conte-nos na seção de comentários. E se você estiver pronto para levar sua manufatura aditiva para o próximo nível, veja como o Fusion 360 pode ajudar.