Estruturas de suporte de impressão 3D:as principais coisas que você precisa saber

Muitos profissionais de AM consideram as estruturas de suporte um mal necessário e aguardam o dia em que a tecnologia de impressão as tornará desnecessárias. No entanto, sua aplicação inteligente abre uma ampla gama de oportunidades para imprimir modelos complexos que não seriam alcançáveis ​​de outra forma. Por exemplo, com as estruturas de suporte certas, agora é possível produzir uma peça frontal sofisticada para um carro esporte em uma única tiragem.

Estruturas de suporte, como o nome indica, suportam sua peça durante todo o processo de impressão, garantindo que cada elemento possa imprimir de forma limpa e precisa, sem deformação causada por flacidez. Eles fornecem uma plataforma estável na qual outras camadas podem ser impressas e garantem que a peça permaneça firmemente presa à mesa de impressão durante todo o processo.

Independentemente de quais métodos de impressão 3D sua operação usa, você terá que considerar as estruturas de suporte como parte do processo como um ponto, portanto, no tutorial de hoje, veremos os elementos de suporte necessários durante os processos de impressão mais amplamente usados ​​e como utilizá-los de forma eficaz.

Agora, vamos ver quais estruturas de suporte serão necessárias para os diferentes métodos de impressão:



Sinterização seletiva a laser e jato de aglutinante

Não serão necessárias estruturas de suporte ao imprimir com essas tecnologias. Durante o processo de impressão, o próprio leito de pó fornece suporte para o modelo, após o qual pode ser levantado e limpo. Para minimizar o desperdício de material, certifique-se de construir orifícios de escape em seu projeto acabado, de forma que qualquer pó em excesso no interior da peça possa ser removido durante o pós-processamento.



Sinterização direta a laser de metal

Embora o DMLS utilize um leito de pó da mesma forma que o SLS, as estruturas de suporte ainda serão necessárias para garantir que a peça permaneça presa com segurança ao leito de impressão. Eles também ajudarão a prevenir qualquer deformação e garantir que o calor seja dissipado corretamente - essencial com as altas temperaturas usadas em DMLS.

A orientação ideal da peça é fundamental aqui e pode ajudar a minimizar a necessidade de estruturas de suporte, evitando saliências. Como regra geral, quaisquer saliências com um ângulo menor que 45 ° exigirão uma estrutura de suporte, portanto, considere isso ao determinar o ângulo de impressão ideal. Como um bônus, isso também pode ajudar a minimizar as camadas visíveis na peça acabada.

Idealmente, a necessidade de estruturas de suporte deve ser minimizada com qualquer projeto DMLS, pois podem ser muito difíceis de remover e muitas vezes requerem corte de fio ou usinagem CNC para atingir um resultado profissional. Se forem inevitáveis, as estruturas de suporte de deslocamento geralmente serão mais fáceis de remover, pois podem reduzir o número de superfícies que devem ser cortadas ao remover a peça da mesa de impressão.



Modelagem de Deposição Fundida

Para impressão FDM, o suporte será necessário para quaisquer saliências de mais de 45 ° e quaisquer pontes de mais de 5 mm. Em termos das estruturas de suporte reais, tornou-se prática comum utilizar materiais de suporte especialmente projetados, que são adicionados à construção durante a impressão por meio de uma extrusora separada. Depois de concluída a impressão, eles são simplesmente dissolvidos em água ou em um produto químico adequado. Este processo tem a vantagem de ser totalmente livre de mãos e significa que não será necessário lixar e polir mais para remover as marcas normalmente deixadas quando as estruturas de suporte são removidas. No entanto, requer o uso de uma impressora com vários cabeçotes, e a dissolução total dos suportes geralmente leva várias horas.

Alternativamente, certos materiais de suporte são projetados para simplesmente se separar da peça acabada, sem a necessidade de um banho de água ou químico. Isso é potencialmente mais rápido, mas a remoção das estruturas de suporte precisará ser fatorada no design da peça para garantir que possam ser removidas de forma limpa, sem qualquer material deixado para trás.

Os dois materiais solúveis mais comuns para estruturas de suporte FDM são o álcool polivinílico (PVA) e o poliestireno de alto impacto (HIPS). O PVA se dissolve em água, mas lembre-se de que é bastante suscetível a mudanças de temperatura, que podem afetar o tempo de dissolução e até mesmo bloquear o cabeçote da impressora. O HIPS, por outro lado, é menos afetado pela temperatura e se dissolve em limoneno (um produto de limpeza doméstico disponível) em vez de água. Se você está planejando usar o HIPS, certifique-se de levar em consideração o custo do limoneno em seu orçamento, pois ele pode se tornar uma despesa contínua significativa, dependendo dos volumes de impressão.



Estereolitografia

Estruturas de suporte são sempre necessárias ao imprimir com SLA, tanto para evitar áreas deformadas, quanto para garantir que sua peça fique devidamente fixada na mesa de impressão até que seja concluída. A boa notícia é que os suportes são muito fáceis de remover em comparação com outros processos e geralmente podem ser removidos com poucos problemas. Lembre-se de que a orientação correta da peça pode limitar o número de estruturas de suporte necessárias durante uma impressão de SLA. Alternativamente, pode ser possível imprimir uma peça como várias peças individuais que podem então ser cortadas ou coladas, minimizando ou eliminando a necessidade de suportes.

Como as peças SLA são consideravelmente mais delicadas do que as peças produzidas por outros métodos, use uma abordagem delicada ao lixar para remover quaisquer marcas deixadas pelas estruturas de suporte. Como alternativa ao lixamento, considere um jato leve com o cordão como forma de obter um acabamento liso e limpo.



Jateamento de material

Ao imprimir com jato de material, todas as saliências exigirão materiais de suporte, independentemente do ângulo. No entanto, esses suportes são muito mais fáceis de remover do que com outros métodos e geralmente podem ser simplesmente cortados após a impressão, com relativamente pouco lixamento e polimento necessários para remover quaisquer marcas que permaneçam.



Finalmente, algumas diretrizes gerais a serem lembradas:

• Considere quais áreas da peça precisam ser mais visíveis (por exemplo, as partes de um protótipo que serão mais vistas pelo público-alvo) e evite anexar quaisquer suportes a elas, para garantir que tenham uma aparência o mais limpa e atraente possível.
• Evite estruturas de suporte redundantes, pois estas servirão apenas para aumentar o tempo de impressão e levar ao desperdício de material
• Verifique se todas as estruturas de suporte estarão acessíveis após a impressão. Qualquer suporte difícil de alcançar será difícil de remover de forma limpa.
• Lembre-se de que as áreas internas de um modelo também podem exigir estruturas de suporte, portanto, considere como elas serão removidas após a impressão. Pode ser necessário dividir o design em duas partes que podem ser impressas separadamente e depois coladas.
• Não fixe estruturas de suporte em estruturas delicadas ou em qualquer lugar com detalhes finos, pois isso pode levar à perda de detalhes quando eles são removidos
• Certas impressoras têm a facilidade de adicionar estruturas de suporte automaticamente. Como alternativa, você pode adicioná-los em sua plataforma de software preferida, manualmente ou usando uma ferramenta integrada que calcula onde os suportes serão necessários. Considere o nível de controle que você deseja sobre suas estruturas de suporte antes de tomar sua decisão.
• Invista em um conjunto de alicates de ponta fina e cortadores nivelados de qualidade, pois isso tornará a remoção das estruturas de suporte muito mais fácil. Use alicates onde as peças podem simplesmente se partir e cortadores para suportes que requeiram mais precisão para obter um resultado limpo. Algumas pessoas preferem usar uma faca para este propósito ou remover suportes muito pequenos, embora tenha em mente que isso pode arranhar materiais mais delicados, então trabalhe com cuidado
• Ao alisar quaisquer marcas deixadas quando as estruturas são removidas, lixe cuidadosamente para evitar quaisquer alterações dimensionais indesejadas. Mais informações sobre lixar podem ser encontradas em nosso último tutorial.

Ao trabalhar com estruturas de suporte de qualquer tipo, a regra mais importante é ter cuidado e trabalhar com cuidado. Se você fizer isso ao adicionar suportes em seu software CAD e ao remover durante o estágio de pós-processamento, você obterá ótimos resultados com suas impressões 3D.