10 Soluções Comprovadas à Prova de Água para Peças Impressas em 3D: Materiais e Pós-Processamento

A resistência à água é essencial para peças que serão expostas à chuva e outras condições climáticas húmidas, incluindo contacto constante com água, como garrafas de água. Para tecnologias de impressão 3D, existem vários fatores a considerar para obter peças resistentes à água: o material, o processo de impressão 3D e as opções de pós-processamento.

Materiais resistentes à água para impressão 3D

A maioria dos materiais de impressão 3D, como o PLA, pode degradar-se quando exposta à água por longos períodos, enquanto os metais geralmente desenvolvem ferrugem devido à oxidação pela água. Materiais com boa resistência à água são classificados como IP 67 e/ou IP 68 de acordo com o Código de Proteção de Entrada (Ingress Protection Code).

Os materiais de impressão 3D listados abaixo podem ser usados para fazer modelos 3D resistentes à água sem muitos tratamentos de superfície.

Polipropileno (PP)

Este material é popular em garrafas e contentores de embalagens alimentares. É leve e repele a água (hidrofóbico), ao contrário de outros materiais que absorvem água ao longo do tempo.

O polipropileno é muito flexível e tem boa adesão intercamadas com poucos espaços entre camadas durante a impressão. Além de ser resistente à água, também é resistente a produtos químicos agressivos como ácidos e solventes orgânicos. Tem boa resistência ao calor também.

Tecnologias de impressão 3D adequadas: MJF e SLS

Nylon PA 12

Este material tem boa elasticidade e alta resistência ao impacto. A sua resistência a produtos químicos, álcoois, combustíveis, óleos e detergentes é excelente. Tem boa estabilidade a intempéries e luz ultravioleta. O PA12 oferece algumas propriedades de estanqueidade à água e uma boa relação preço-qualidade geral. No entanto, não é adequado para contacto prolongado com água e precisa de alguns tratamentos de superfície específicos, como revestimento epóxi, para garantir melhor resistência à água.

Tecnologias de impressão 3D adequadas: SLS e FDM

ABS

Este material é excelente para impressão resistente à água. O ABS é um material resistente a alto impacto e tenaz, com temperatura de transição vítrea de cerca de 105°C. É altamente resistente a ácidos aquosos, fosfóricos e clorídricos. No entanto, pode ser danificado pela luz solar. É comumente usado em linhas de aspersão e tubos de drenagem.

Tecnologia de impressão 3D adequada: FDM

Policarbonato

O policarbonato é um material transparente com boa resistência ao impacto. É um material ideal para biberões, garrafas de água recarregáveis.

O policarbonato é um material tenaz e amorfo com alta resistência ao impacto, estabilidade e boas propriedades elétricas. Tem uma gama de temperatura de uso mais ampla com temperatura de deflexão térmica de 140°C.

Tecnologia de impressão 3D adequada: FDM

PETG

O PETG tem resistência química significativa, durabilidade e boa conformabilidade. Tem forte barreira à água e humidade, bem como boa resistência ao impacto e é ligeiramente flexível. Este material tem baixas temperaturas de conformação, tornando-o popular em aplicações de consumo.

O PETG é comumente usado para contentores alimentares e garrafas para bebidas líquidas.

Tecnologia de impressão 3D adequada: FDM

ASA (Acrilonitrila estireno acrilato)

Este é um termoplástico amorfo com resistência melhorada à intempérie. É amplamente usado em prototipagem na impressão 3D devido à sua resistência UV e excelentes propriedades mecânicas. O ASA tem boa resistência a produtos químicos e calor, com temperatura de transição vítrea de 108 graus.

Tecnologia de impressão 3D adequada: FDM

Aço Inoxidável 316L / 1.4404

A percentagem relativamente insignificante de cromo no aço inoxidável torna-o resistente à água. É bastante resistente à oxidação (ferrugem). No entanto, pode ser danificado por água à base de cloro. É tipicamente usado em equipamentos de processamento alimentar e laboratório, trocadores de calor, porcas e parafusos.

Tecnologia de impressão 3D adequada: DMLS

Comparação de custos de produção de peças usando materiais resistentes à água

Vamos comparar os custos de produção de peças usando diferentes materiais resistentes à água para impressão 3D do Motor de Cotação Instantânea da Xometry:

Material	Tecnologia de Impressão 3D	Custo por unidade	Custo unitário por 10 peças	Custo unitário por 100 peças
Polipropileno	MJF	€ 51,00	€ 11,72	€ 8,89
Polipropileno	SLS	€ 51,00	€ 31,57	€ 30,69
Nylon PA 12	SLS	€ 20,96	€ 15,03	€ 12,73
Nylon PA 12	FDM	€ 18,70	€ 10,35	€ 5,63
ABS	FDM	€ 9,13	€ 6,34	€ 2,57
Policarbonato	FDM	€ 34,45	€ 25,89	€ 25,03
PETG	FDM	€ 10,84	€ 4,28	€ 3,32
ASA	FDM	€ 18,75	€ 6,60	€ 3,99
Aço Inoxidável 316L / 1.4404	DMLS	€ 387,12	€ 294,83	Preço sob consulta

Tecnologias de impressão 3D resistentes à água

A modelação por deposição fundida (FDM), estereolitografia (SLA) e sinterização seletiva a laser (SLS) são as melhores tecnologias de impressão 3D quando se trata da produção de peças resistentes à água. As seguintes técnicas podem ser aplicadas principalmente durante o processo de impressão FDM para obter melhores propriedades de resistência à água para as peças impressas.

Espessura da parede

Imprimir com espessura de camada de 0,15 mm dá boa qualidade de impressão e boas peças resistentes à água. Aumentar a espessura da parede é uma forma de reduzir a porosidade à água. A espessura da parede pode ser aumentada usando altura de camada baixa, preenchimento sólido e alta temperatura.

Aumentar perímetros (shells)

Como regra geral, quanto mais perímetros adicionados, maiores as hipóteses de produzir uma peça resistente à água. De facto, a combinação de 4 a 6 perímetros com espessura de parede de cerca de 3 mm funciona bem para peças estanques. No entanto, diferentes materiais têm diferentes limites de perímetros, daí a importância de considerar o limite de perímetro para o material escolhido.

Temperatura de impressão mais alta

Temperaturas mais altas podem dar melhor adesão entre cada camada. Esta ligação melhorada reduz os espaços intercamadas que podem causar vazamento de água.

Opções de pós-processamento para obter peças resistentes à água

Processos de pós-produção são formas seguras de garantir que as suas peças têm a resistência à água necessária para o serviço.

Alisamento a vapor

Este processo envolve a fusão de camadas, remoção de espaços intercamadas e o apertamento do selo ao redor da peça. É realizado principalmente aplicando um solvente a uma impressão solúvel. Vale notar que os solventes químicos são algo peculiares aos materiais.

Este tratamento de superfície está disponível para tecnologias MJF e SLS.

Revestimento Epóxi

Antes da aplicação do epóxi, é vital lixar e polir a superfície da peça 3D para torná-la o mais suave possível. Isso garantirá que esteja devidamente preparada para a aplicação do epóxi. Epóxis de duas partes são ideais para acabamento e obter peças 3D resistentes à água. A fluidez é suficiente para penetrar nas rachaduras, vazios ou espaços na impressão 3D. O epóxi endurece então para produzir uma camada rígida que é estanque à água.

Conclusão

A Xometry Europa oferece não apenas os materiais e processos de impressão 3D, mas também as operações de pós-processamento necessárias para produzir peças funcionais e de alta qualidade resistentes à água. Aceda ao nosso Motor de Cotação Instantânea para explorar os nossos vários materiais, tecnologias e opções de acabamento e carregar o seu modelo 3D.