Para que serve a impressão 3D?

A impressão 3D, também manufatura aditiva, é responsável por criar um objeto tridimensional ou um componente usando modelos CAD.

Faz isso imitando o processo biológico, onde adiciona camadas de materiais ao fazer a parte física. A impressão 3D ajuda a produzir formas funcionais usando menos material, ao contrário da forma tradicional de fabricação.



A impressão 3D é usada para criar peças de carros, capas de smartphones, acessórios de moda e construção nos setores de saúde para criar órgãos como aparelhos auditivos e muito mais. Na moda, eles são usados ​​para criar roupas à prova de balas e à prova de fogo. Existem diferentes tecnologias 3D a partir das quais todas as indústrias constroem suas impressoras 3D.

A tecnologia de impressão 3D foi adotada por quase todos os setores, pois ajuda a desenvolver projetos.

Este artigo irá ajudá-lo a aprender sobre impressoras 3D, desde seus usos até como elas funcionam para os diferentes tipos de processos de impressão 3D.

Qual ​​é o principal uso da impressão 3D?

• Indústria da construção

Existem inúmeros exemplos de impressão 3D usados ​​na indústria da construção. É usado na fabricação de componentes usados ​​na construção. Algumas das aplicações 3D usadas na construção são extrusões, como cimento, espuma de cera, polímeros, colagem de pó que inclui ligação reativa, sinterização, polímero e soldagem aditiva.

• Prototipagem e fabricação

A impressora 3D foi feita inicialmente para ajudar na prototipagem rápida. A injeção tradicional - o protótipo do modelo era muito caro e demorava uma eternidade para completar um único modelo. Com a manufatura aditiva, a prototipagem é rápida e não tão cara quanto a primeira. Você pode fabricar um componente em uma hora, ao contrário de antes.

A diminuição do tempo na prototipagem ajudou a tornar o processo de fabricação rápido e barato em comparação com antes.

Devido à tecnologia 3D, as empresas estão personalizando seus serviços e até mesmo os consumidores podem personalizar os produtos que compram usando software baseado na web. ajudou no crescimento da indústria manufatureira.

• Automóveis

Os automóveis usam a impressão 3D há décadas. A indústria automotiva usa a manufatura aditiva para criar protótipos que os ajudam a criar um novo modelo de carro.



Você também pode usar impressoras 3D para fazer peças de reposição de veículos de alta qualidade e econômicas. Além disso, a tecnologia 3D ajudou a aumentar o fluxo de trabalho em automóveis. Isso envolve gabaritos personalizados, acessórios e outras ferramentas usadas em carro único, especialmente para máquinas de alto desempenho.w

Quais são os benefícios da impressão 3D?

• Os designs são mais flexíveis

Com a impressão 3D, projetos complexos agora são fáceis de projetar, ao contrário dos métodos tradicionais de fabricação. Os processadores tradicionais têm restrições que não são com a impressão 3D.

Antes das pessoas adotarem a impressão 3D, o preço da compra de órgãos impressos para aplicações de engenharia de tecidos costumava ser maior do que o de imóveis. Agora, empresas com considerável influência introduziram órgãos impressos em 3D em sua linha de produção e os estão anunciando.

• Produção de protótipos em ritmo acelerado

Com a impressão 3D, os fabricantes podem produzir objetos em um ritmo mais rápido. Os métodos de impressão 3D aumentaram a velocidade de processamento do protótipo, o que conclui cada etapa mais rapidamente do que antes.

Além disso, a impressão 3D tem um custo menor em comparação com os protótipos de usinagem, o que leva uma eternidade. Ele ajuda a concluir cada modificação do projeto a uma taxa mais eficiente. Isso ajudou as empresas a reduzir o preço de seus objetos impressos em 3D, gerando mais vendas e, portanto, mais lucros.

• Imprima quando precisar

Com a impressão 3D, você só imprime sob demanda, pois não precisa de muito espaço para estocar o estoque. Isso ajudará você a economizar espaço e custo, pois você não precisa imprimir o que não precisa.

O 3D foi projetado para armazenar todos os seus arquivos em sua biblioteca virtual à medida que são impressos por tecnologias conhecidas como CAD e STL. Isso significa que você pode recuperá-lo a qualquer momento e imprimi-lo. Além disso, você pode fazer edições e ainda usar o arquivo.

• Peças leves

A maioria dos materiais de impressão usados ​​são plásticos, embora existam alguns metais usados. Isso é vantajoso para as indústrias automotiva e aeroespacial, onde preferem materiais mais leves para tornar seus produtos mais eficientes.

Objetos podem ser criados a partir de diferentes materiais usando impressão 3D para adquirir algumas propriedades como resistência ao fogo, à prova d'água e à prova de balas ao fazer certos objetos.

• Menos desperdício

Usando a tecnologia 3D, você só produz objetos 3D com os únicos materiais necessários, o que significa que há menos ou nenhum desperdício. Ao contrário do método tradicional onde os objetos são feitos de materiais de mandril grande que não são recicláveis ​​e depois o objeto é cortado, gerando tanto desperdício. Ao reduzir o desperdício, a manufatura aditiva ajudou a reduzir os custos de produção e, portanto, mais lucro para as indústrias e fabricantes.

• Eles são fáceis de acessar

Com o tempo, a impressão 3D tornou-se mais acessível a um ponto em que os provedores de serviços locais oferecem impressão 3D. Isso ajuda a economizar tempo e custos de transporte. Com os métodos tradicionais de fabricação, os serviços foram encontrados em determinadas áreas e países tornando o transporte caro e você gasta muito tempo.

• Eles são mais ecológicos

Primeiro, a impressão 3D conserva o meio ambiente ao não desperdiçar materiais. Além disso, usa menos combustível, pois usa materiais leves. Dessa forma, o meio ambiente é preservado em relação à forma tradicional de fabricação, que utiliza materiais em excesso.

• Melhor saúde

A tecnologia 3D permitiu melhores cuidados de saúde e salvou mais vidas, pois é possível imprimir órgãos usando a impressão 3D. Partes como o fígado, rim e coração. Além disso, eles ajudam no desenvolvimento de partes dos sentidos, como aparelhos auditivos. Mais avanços estão sendo desenvolvidos usando a tecnologia e melhorando ainda mais o setor de saúde.

O que são impressoras 3D e seus usos?

As impressoras 3D são objetos que permitem ao usuário imprimir um objeto em 3 dimensões, que é uma imagem de desenho assistido por computador (CAD). O processo também é chamado de manufatura aditiva.



Ajuda os produtores a reduzir custos e tempo rapidamente e não desperdiça materiais do que os métodos tradicionais de fabricação (veja mais detalhes do que é impressão 3D).

• Moda e confecção de roupas

As impressoras 3D são usadas para criar novas declarações de moda e fazer roupas. As impressoras 3D tornaram os designers acessíveis e trouxeram uma imensa gama de novas tendências da moda.

A tecnologia 3D é usada na alteração do têxtil durante a produção. Desta forma, levou à criação de novos têxteis. Um exemplo são as roupas à prova de balas e à prova de fogo que retêm o calor. Mais desenvolvimento e inovação estão acontecendo na indústria da moda, usando impressoras 3D para experimentar coisas.

• Jóias e arte impressas em 3D

As impressoras 3D trouxeram um novo mundo de joias e arte que não existia nas joias tradicionais. Ele trouxe jóias individuais e únicas; Além disso, agora é possível personalizar uma peça de forma barata usando materiais 3D, como filamento de ácido polilático (PLA), platina e ouro.

As impressoras 3D criando peças 3D comparáveis ​​é fácil e rápido, ao contrário das tradicionais joias feitas à mão e moldadas, que davam muito trabalho. Agora, com a tecnologia 3D, existem mais materiais imprimíveis que fazem muitos designs de joias diferentes.

Com as impressoras 3D de joias, você pode criar peças de resina ou cera no modelo 3D do projeto. O modelo digital pode ser editado facilmente e criar diferentes modelos melhores. Isso torna os protótipos com impressão 3D baratos e extremamente convenientes.



Para os compradores, suas experiências aumentaram um pouco, pois agora eles podem usar os protótipos de designs que criaram ou fizeram sugestões para garantir que seja o que eles queriam antes de comprar.

Após a confirmação do design, a joia é impressa em 3D usando o mesmo fluxo de trabalho da tradição, o que resulta em peças espetaculares. As peças de joalheria feitas com os padrões 3D são feitas usando a tecnologia de impressão 3D estereolitografia (SLA).

Além das joias, as impressoras 3D deram nova inspiração aos artistas. Usando a tecnologia de impressão 3D em metal, eles estão criando peças lindas e únicas. Um exemplo de um artista holandês conhecido como Olivier van Herpt está criando vasos de cerâmica usando impressoras 3D. Além disso, Gilles Azzarob, um artista digital, torna invisível para imagens 3D de voz visíveis, onde eles usam as ondas sonoras das vozes.

• Esculturas

Esculturas são outro uso de impressoras 3D. Caso você utilize o sistema de escaneamento fotográfico 3D, a arte física é criada. Dessa forma, muitas novas opções são criadas para os clientes. A tecnologia 3D deu aos artistas um novo poder de criação. Contanto que eles possam conceber e projetar, eles podem produzir.

Um exemplo é um artista na Holanda chamado Danny Van Ryswyk, que cria esculturas impressas em 3D usadas no cinema e representa o personagem de Tim Burton.

Como funciona a impressão 3D?

A impressão 3D é um método de produção e prototipagem rápida altamente versátil. Ele cresceu e se desenvolveu ao longo das poucas décadas, onde várias indústrias o adotaram em todo o mundo.

A impressão 3D, também chamada de manufatura aditiva, faz parte da manufatura. As técnicas de impressão 3D estão criando objetos onde os materiais são adicionados a um objeto uma camada após a outra.

O processo de impressão começa com a confecção de um modelo gráfico da substância que se deseja imprimir. Os projetos gráficos são feitos usando um pacote de software conhecido como Computer-Aided Design (CAD). Esta parte é a mais trabalhosa de todo o processo. Os programas usados ​​nesta fase incluem Fusion360, TinkerCAD e Sketchup.

O processo de impressão 3D começa com a confecção de um modelo gráfico do objeto a ser impresso. Eles geralmente são projetados usando pacotes de software CAD, que podem ser a parte mais trabalhosa do processo. Os programas usados ​​para isso incluem TinkerCAD, Fusion360 e Sketchup.

Se o produto estiver completo, os modelos são testados extensivamente para garantir que não haja defeitos nos produtos finais. Com a impressão 3D, você pode criar qualquer protótipo. A única coisa que limita é a sua imaginação.

Com a impressão 3D, você pode desenvolver modelos complexos como o CNC e criá-los a um custo mais barato em comparação aos tradicionais.

O próximo passo depois de criar um modelo gráfico é cortar digitalmente o design para imprimi-lo. Esta etapa é importante, pois uma impressora 3D não conceitua o design 3D da mesma forma que nós. No estágio de fatiamento, o modelo é dividido em várias camadas. Depois disso, cada camada é enviada para o cabeçote da impressora para impressão ou simplesmente para colocar as camadas em ordem.



Programas como CraftWare e Astroprint são usados ​​no processo de fatiamento. O software slicer também é usado no preenchimento dos modelos para criar uma estrutura de treliça no modelo sólido, pois fornece estabilidade extra.

Neste ponto, eles imprimem materiais extremamente fortes com baixas densidades, adicionando estrategicamente bolsas de ar aos produtos finais.

O software também auxilia na adição de colunas para suporte caso o modelo necessite de suporte. Isso ocorre porque o plástico não pode ser colocado usando ar rarefeito. Agora as colunas servem para ajudar a impressora a cobrir as lacunas. Depois disso, as colunas são removidas. Depois que o programa slicer tiver concluído seu trabalho, os dados serão enviados para a impressora.

Agora, neste ponto, o trabalho da impressora 3D começa. Inicia o processo de impressão seguindo as instruções do programa slicer, mas agora usando métodos diferentes. O método que uma impressora usa depende do tipo de impressora que você está usando.

Um exemplo é quando a tecnologia de impressão 3D utilizada é semelhante à tecnologia de jato de tinta onde o bico se move para frente e para trás, para cima e para baixo; então, uma cera ou plástico grosso é dispensado, solidificando e formando uma nova seção transversal do objeto.

Por outro lado, a modelagem multijato usa muitos jatos que funcionam simultaneamente e aprimora a modelagem mais rápida.

Depois disso, a impressora encaderna usando os bicos de jato de tinta onde aplica o pó seco, e depois cola ou um aglutinante que se junta e forma camadas impressas em cada um. Para formar uma camada de espuma, a impressora de encadernação precisa fazer duas passagens. A passagem rápida deposita uma fina camada de pó e, na segunda passagem, o bico passa o aglutinante. (saiba como limpar e desentupir o bico da impressora 3D)

No processo de fotopolimerização, o plástico líquido é exposto a feixes de luz ultravioleta, o que ajuda a converter o plástico de líquido em sólido.

Outra tecnologia 3D usada no processo de impressão é a sinterização, que derrete as partículas e as usa para imprimir todas as camadas sucessivas. Depois disso, é lançado em um laser para derreter um retardante de chama do pó. Em seguida, ele usa o laser para solidificar e imprimir as camadas. A tecnologia de sinterização também é utilizada na construção de objetos metálicos.

Esse processo pode levar horas ou dias, dependendo da complexidade e do tamanho do objeto.

O processo simples é o descrito abaixo, não importa qual tecnologia você esteja usando:

Comece produzindo um modelo 3D que você pretende imprimir usando o software CAD.

Em seguida, converta o desenho CAD para o formato de linguagem de mosaico padrão (STL). A maioria das impressoras usa arquivos STL, mas algumas outras usam ZPR e ObjDF.

Transfira o arquivo STL ou qualquer outro arquivo que você converteu para o computador que está no controle da impressora 3D. Neste ponto, designe o tamanho e a orientação de impressão.

Certifique-se de que a impressora 3d esteja pronta configurando todas as máquinas. Por exemplo, você precisa reabastecer polímeros ou o material que sua impressora usa, fichários e quaisquer outros consumíveis de que a impressora precise.

Neste ponto, inicie a máquina e aguarde a conclusão do processo. Verifique a máquina regularmente para garantir que não haja erros durante o processo.

Quando a impressão estiver concluída, remova o objeto impresso da impressora.

Depois disso, é pós-processamento, como escovar o pó e lavá-lo para remover qualquer material solúvel em água das ferramentas de impressão 3D.

Tipos de tecnologias e processos de impressão 3D

Existem diferentes tipos de tecnologias e processos de impressão 3D usados ​​na impressão 3D. Abaixo estão os tipos de tecnologia e como eles funcionam.

1. Estereolitografia (SLA)

A tecnologia SLA é o processo original de impressão 3D industrial. É perfeito para produzir peças de modelo 3D detalhadas, possui superfícies lisas e alta tolerância.



Com SLA, ele acaba com as superfícies para ficarem bonitas e ajuda no funcionamento das peças, testando como elas se encaixam após a montagem. Um exemplo é perfeito na indústria médica, pois é aplicado em modelos anatômicos. Para peças SLA, o sistema 3D usa Viper, iPros e ProJets.

2. Sinterização Seletiva a Laser (SLS)

O SLS funciona derretendo o pó de nylon em plástico sólido. As peças SLS são feitas de materiais termoplásticos, o que as torna duráveis ​​e podem ser melhores para testar dobradiças vivas funcionais e de suporte e encaixes de encaixe. A desvantagem é que sua superfície é mais áspera em comparação com o SL. Como as peças são fortes, não precisam de nenhum suporte.

A plataforma de compilação é utilizada para dar suporte a muitas partes diferentes em uma única compilação. A maioria das peças SLS são usadas como modelos de protótipos que em algum momento serão moldados por injeção.

3. Impressora 3D PolyJet

Polyjet é outro processo de impressão 3D que tem uma reviravolta. Ele pode fabricar peças que possuem diferentes e muitas propriedades, materiais e cores.

Os projetistas utilizam o Polyjet para prototipagem de elastômeros ou nos casos em que estão sobremoldando uma peça. Caso o design seja único e rígido em plástico, outras tecnologias como o SL ou o SLS são melhores, pois são econômicas em comparação com o Polyjet. isso leva a uma redução dos preços das commodities.

O processo Polyjet é melhor para modelos de sobremoldagem e borracha de silicone. A tecnologia ajuda você a economizar no ferramental inicial que acontece no ciclo de desenvolvimento. Você pode iterar e validar o design rapidamente.

4. Processamento de luz digital (DLP)

A tecnologia de impressão DLP é quase semelhante ao SLA. A diferença entre os dois é que o DLP usa um projeto de luz digital para ajudar a exibir uma única imagem em cada camada ao mesmo tempo; em outras palavras, tem vários flashes para as partes maiores.

O projetor é uma tela digital, e as imagens de cada camada são feitas de pixels quadrados, que trazem uma camada formada por pequenos blocos retangulares chamados voxels.

Além disso, em comparação com o SLA, a tecnologia DLP é muito mais rápida no tempo de impressão. This is due to the feature where the layers are exposed simultaneously, unlike where the cross-sectional area is traced with the laser point.

The light is projected to the resin using the LED screen or the ultraviolet light directed to the surface by the Digital Micromirror Device (DMD). The DMD is responsible for controlling where the light is projected by providing a light pattern on the surface.

5. The Metal 3D Printing Range at Proto Labs

This technology uses the laser concept Mlab and the M2 machines on metals 3D printed parts.

6. Multi Jet Fusion (MJF)

It is similar to the SLS; its functional parts are also built from nylon powder. But the difference is for multi-jet fusion (MJF), instead of using the laser to sinter the nylon powder, it uses an inkjet array that applies a fusing agent on the powder’s bed. After that, a heating element is passed over the bed, and it fuses each layer.

With this method, the result is consistent mechanical properties compared to SLS, and the surface is better finished. The process also speeds up the build time, which helps in lowering the production cost.

7. Fused Deposition Modeling (FDM)

The FDM technology is a desktop 3D printing technology used for plastic parts. It functions by extruding a plastic filament layer to layer on the build platform. The technology is a cost-efficient and fast method in producing physical designs.

It can be used to test functionality but should be avoided as its parts are a bit rough on the surface and are not as strong.

8. Direct Metal Laser Sintering (DMLS)

The metal 3D printer brings about new possibilities for metal parts models. The process used at Protolab on the 3D print metals is the Direct Metal Laser Sintering (DMLS). The technology is used to reduce metal and multiple parts assemblies to single parts or a much more lightweight part with internal channels.

DMLS is applicable in prototyping and production as the parts are dense as those produced with the traditional manufacturing processes.

9. Electron Beam Melting (EBM)

EBM is a metal 3D printing technology that uses electrical beams controlled by the electromagnetic coil that melts the powder. The bed is heated up and is in vacuum condition in the build period. The material used is the one that determines the temperature used to heat the material.

Conclusão

3D printing has brought about more possibilities in many industries and companies. Apart from that, it has reduced the production cost. 3D printing is used in almost all industries, as seen in this article. It has especially benefited the medical industries as one can create body cells and other organs.