Introdução à impressão 3D em cerâmica

A impressão 3D com materiais cerâmicos ainda é uma adição relativamente nova ao arsenal de técnicas do fabricante de aditivos, mas, ainda assim, tem uma ampla gama de aplicações potenciais, de belas criações artísticas a peças industriais versáteis. No tutorial de hoje, forneceremos uma introdução concisa à impressão 3D em cerâmica, como a tecnologia funciona e como garantir que seu primeiro design seja um sucesso.



Como funciona?

Atualmente, existem duas formas principais de impressão em cerâmica 3D:impressão baseada em jato e impressão baseada em extrusão.

Algumas impressões cerâmicas 3D utilizam uma abordagem baseada em jato, onde um líquido é disparado em um leito de pó para ligar o material escolhido. Uma vez que uma camada tenha sido formada desta forma, a mesa de impressão é abaixada e uma nova camada de pó é depositada. Este processo é então repetido até que todo o objeto tenha sido construído.

Como alternativa, as peças podem ser impressas usando técnicas baseadas em extrusão (uma abordagem popular ao imprimir com argila). Usando este método, uma extrusora deposita material no leito de impressão, uma camada de cada vez, sem a necessidade de um material aglutinante.

Embora esses sejam os dois métodos mais amplamente usados, outros estão se estabelecendo lenta mas seguramente. Por exemplo, a Prodways oferece impressão em cerâmica usando sua própria tecnologia DLP® MOVINGLight®, que foi projetada especificamente para aplicações industriais.

Independentemente do método utilizado, uma vez que a impressão esteja completa, o objeto ainda estará em um estado "verde" e exigirá a queima em um forno para remover qualquer umidade e endurecer a peça. Após a primeira queima, uma camada de pré-esmalte é aplicada e deixada secar. A peça é então queimada novamente e um esmalte é aplicado. A peça é então queimada pela última vez e outro esmalte é aplicado para obter um acabamento brilhante e liso.



Aplicativos

Talvez mais obviamente, a impressão 3D em cerâmica pode ser usada para criar uma ampla gama de decoração atraente. Oferece aos artistas e designers ferramentas completamente novas para dar vida aos seus conceitos. Como bônus, uma vez que são revestidos durante o pós-processamento, os materiais usados ​​na impressão de cerâmica são totalmente seguros para alimentos, o que significa que podem ser usados ​​para imprimir utensílios de cozinha.

No entanto, é importante ter em mente que a impressão em cerâmica também tem aplicações nos setores industrial, médico e até espacial. Por exemplo, no setor industrial, válvulas de cerâmica e elementos de filtro agora podem ser impressos em 3D, reduzindo drasticamente a necessidade de armazenamento de peças de reposição e permitindo que peças de reposição funcionais sejam geradas conforme a necessidade. Ao mesmo tempo, no setor médico, as cerâmicas podem ser impressas em 3D para criar implantes dentários sob medida para os pacientes.



Materiais

Uma variedade de materiais cerâmicos novos e tradicionais agora podem ser impressos em 3D, incluindo:

• Argila. Uma gama de diferentes materiais de argila está disponível para impressão, com tecnologia dedicada - como a extrusora LDM WASP - disponível para apoiar profissionais e amadores que exploram este material.
• Alumina-sílica. É utilizado na forma de pó pela iMaterialise na Bélgica, que utiliza sílica ou porcelana como aglutinante durante a impressão.
• Óxido de alumina / óxido de zircão. O material de escolha para peças cerâmicas funcionais, amplamente utilizado em círculos industriais.
• Porcelana. Atualmente oferecido pela Shapeways como um material SLS. Uma vantagem principal é que uma gama mais ampla de opções de acabamento está disponível do que com outros materiais cerâmicos, incluindo acabamentos foscos.

Dê vida ao seu design

Para ajudá-lo a começar, aqui estão algumas dicas práticas para projetar suas peças de cerâmica:

• Evite peças interligadas, uma vez que não são possíveis com a tecnologia de impressão 3D de cerâmica atual.
• Se a precisão da peça for uma preocupação importante, certifique-se de levar em consideração as diferentes camadas de esmalte que devem ser adicionadas a todas as peças de cerâmica, pois elas adicionarão pelo menos um milímetro ao superfície da peça.
• Evite paredes finas e / ou sem suporte. Eles não apenas correm o risco de empenar durante a impressão, mas também será muito fácil danificá-los ao mover a parte verde para o forno após a impressão.
• Os ângulos agudos tendem a rachar durante o disparo e podem ser suavizados durante o processo de acabamento, portanto, tente evitá-los sempre que possível.
• Para impressão à base de pó, lembre-se de fatorar os orifícios de escape em seu design, para que o pó em excesso possa ser removido antes que a peça seja queimada. Isso é essencial, pois qualquer excesso de pó que não seja removido afetará a qualidade do acabamento da sua peça.
• Certifique-se de que sua peça tenha uma base forte e estável e lembre-se de que essa área não deve ser vitrificada.

A impressão 3D em cerâmica é uma tecnologia surpreendentemente versátil que definitivamente merece uma investigação mais aprofundada dos fabricantes. Estamos ansiosos para ver como ele continua a evoluir no futuro próximo, à medida que mais fabricantes o incorporam em seus próprios processos de prototipagem e produção.