A diferença entre FFF de nível industrial e impressoras 3D de mesa

A impressão 3D recebeu muito burburinho na última década, mas dificilmente é uma nova invenção. Hideo Kadama foi pioneiro no que hoje é conhecido como manufatura aditiva em 1981, quando descreveu um sistema de prototipagem rápida que poderia construir modelos usando várias camadas de fotopolímeros solidificados. Desde então, os engenheiros não pararam de inovar com a impressão 3D. A indústria até deu origem a uma série de aplicações médicas, produzindo bexigas, rins, pernas protéticas e vasos sanguíneos impressos em 3D, tudo entre 1999 e 2010.

Indiscutivelmente, a era mais importante na história da impressão 3D é meados dos anos 2000, quando a manufatura aditiva se tornou cada vez mais democratizada. Em 2009, as antigas patentes de fabricação de filamentos fundidos (FFF) expiraram e as impressoras de mesa inundaram o mercado. Agora, amadores e engenheiros estabelecidos podem criar projetos CAD e construir praticamente o que quiserem, de parafusos a brinquedos e armas de fogo. No entanto, há uma grande diferença entre modelagem de deposição fundida de nível industrial (FDM), o nome da marca Stratasys para FFF e extrusão de filamento em casa.

A tecnologia compartilhada de nível industrial e FFF de desktop

FFF de nível industrial e de mesa compartilham os mesmos processos principais, o que significa que ambos usam um bico aquecido para derreter o material termoplástico e extrudá-lo uma camada de cada vez até que um produto sólido seja formado. Além disso, os avanços recentes na extrusão de filamentos de mesa os aproximaram um pouco mais da capacidade técnica da impressão de nível industrial.

O FFF industrial é conhecido por sua alta precisão, pois possui controles mais rígidos devido aos parâmetros de processamento durante a impressão. As impressoras industriais FFF usam algoritmos de calibração, câmaras aquecidas, extrusão dupla e temperaturas de impressão mais altas para garantir uma impressão de alta qualidade. Muitas impressoras desktop de extrusão de filamentos de ponta no mercado possuem essas mesmas funções e podem até produzir peças com uma precisão dimensional relativamente alta e tamanho mínimo de recursos, aproximando-se da nuance alcançada pelo FFF industrial.

No entanto, entusiastas e engenheiros são conhecidos por confundir impressão de mesa com impressão de nível industrial. Muitos engenheiros usam extrusão de filamentos em pequena escala para fins de prototipagem. No entanto, os protótipos produzidos via FFF desktop não alcançarão as mesmas propriedades mecânicas que os criados usando tecnologia de nível industrial. Além das semelhanças tecnológicas fundamentais e da capacidade de detalhamento, os FFFs industriais e de desktop diferem significativamente.

Principais diferenças entre FFF de nível industrial e extrusão de filamento

O FFF de grau industrial, popular entre os fabricantes de aditivos, é projetado para tiragens de produção de baixa a média, impressão de moldes para moldagem por injeção de baixa tiragem e produção rápida de protótipos grandes. Essas impressoras têm áreas de impressão maiores, para que possam produzir uma ou duas peças grandes ou várias cópias de peças menores durante uma única impressão. Impressoras de nível industrial, como a Stratasys F900, também são conhecidas por sua repetibilidade e confiabilidade. O mesmo não pode ser dito para impressoras 3D domésticas.

Impressoras menores também não podem atender às certificações de material exigidas para aplicações FFF de nível industrial. Por exemplo, o ULTEM® (PEI) é um dos poucos materiais no mercado que atende às regulamentações de toxicidade de fogo e fumaça para uso na indústria aeroespacial e é incompatível com impressoras de mesa. Resultados semelhantes não podem ser replicados. O mesmo se aplica aos materiais de suporte solúveis e à grande variedade de plásticos de engenharia usados ​​com FFF de nível industrial.

Durante o processamento, esses materiais são frequentemente tratados com aditivos para dar-lhes certas propriedades que os engenheiros procuram ao construir produtos para casos de uso industrial, como resistência química ou maior resistência. Como tal, o FFF industrial é uma excelente escolha para fazer protótipos, peças especializadas e produtos de alto desempenho voltados para o consumidor, como embalagens de alimentos e medicamentos.

Uma impressora de mesa, mais adequada para quem deseja prototipar pequenos volumes de peças ou experimentar a extrusão de filamentos durante o tempo livre, também pode ser usada para produções de baixo volume de peças funcionais em escala muito menor. Graças à ampla atenção da mídia e à crescente popularidade da impressão 3D, os materiais de impressão desktop estão amplamente disponíveis. O PLA padrão é fácil de imprimir e pode criar detalhes mais finos que os amadores podem procurar em brinquedos ou modelos intrincados, enquanto o ABS oferece maior resistência e estabilidade térmica.

Imprimir com uma impressora doméstica também é muito mais acessível do que imprimir com FFF industrial. Uma boa impressora de escritório custa cerca de US$ 50.000, em comparação com as máquinas industriais, que geralmente custam centenas de milhares de dólares totalmente equipadas. No entanto, as impressoras de extrusão de filamento domésticas exigem um alto nível de manutenção do usuário e calibração quase constante, para o qual engenheiros e grandes fabricantes não têm necessariamente tempo. Ainda assim, uma impressora de extrusão de filamentos de pequena escala é uma boa escolha para amadores.

Qual ​​é o resultado final?

Os consumidores devem ter cuidado para não confundir FFF industrial com FFF de desktop, ou assumir que podem obter os mesmos benefícios de uma máquina que obteriam com a outra. O FFF industrial será mais benéfico para os engenheiros devido ao grande tamanho de construção das máquinas e às propriedades mecânicas especiais habilitadas pelo FFF de nível industrial. Para amadores ou empresas que desejam fazer protótipos simples, uma pequena impressora 3D de mesa funcionará bem para construções rápidas e econômicas.

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