Os principais tipos de manufatura aditiva

No passado, as empresas de manufatura usavam processos subtrativos como moldes, corte e perfuração para criar produtos. Embora a remoção de material de um todo maior tenha funcionado bem antes, os modernos processos de manufatura aditiva os estão substituindo rapidamente. De acordo com as previsões, espera-se que a indústria de manufatura aditiva cresça para US $ 23 bilhões até 2022.

Manufatura aditiva é o processo controlado por computador de construir um objeto 3D, compilando camada sobre camada de material, normalmente pó de cerâmica ou metal, em uma plataforma de construção até que o produto final seja concluído . As camadas são endurecidas usando calor, um agente de cura ou lasers.

Como esse método é aditivo, há menos desperdício do que na fabricação subtrativa e, portanto, custos mais baixos.

Existem prós e contras para cada um dos sete principais tipos de manufatura aditiva. É fundamental conhecer as diferenças para que você possa escolher o método adequado para o seu negócio.

Aqui estão os principais tipos de manufatura aditiva para aumentar as capacidades de manufatura de sua empresa.

Tipos de Processos de Manufatura Aditiva

1. Jateamento de ligante

O jateamento de ligante, também conhecido como jateamento de material ou impressão a jato de tinta em pó, está entre os tipos de manufatura aditiva mais comuns.

Este método funciona de forma semelhante à sua impressora de escritório comum, exceto que imprime objetos tridimensionais. Em vez de jorrar tinta em uma página, aglutinante jorrando jatos de adesivo em um material em pó. A cabeça de impressão se move horizontal e verticalmente, colocando uma nova camada de material de construção a cada passagem.

É possível fabricar objetos com jateamento de aglutinante usando uma variedade de materiais, incluindo:

• Pó de gesso (giz)
• Plásticos
• Cerâmica
• Metal
• Copo
• Areia

O jateamento de ligantes é um dos processos de manufatura aditiva mais acessíveis devido ao seu custo de entrada relativamente baixo e à natureza barata de seus materiais. Ele também pode criar objetos mais rapidamente do que a maioria dos outros processos de manufatura aditiva - e em cores.

Embora traga muitos benefícios, os produtos de jateamento de ligantes tendem a ser frágeis e exigem pós-processamento, incluindo limpeza e endurecimento, o que pode ser tedioso e demorado.

2. Deposição de Energia Dirigida (DED)

Deposição de energia direcionada (DED) utiliza princípios de soldagem para criar objetos tridimensionais. O material - normalmente fio de metal ou pó - é derretido por uma fonte de energia focada como um laser ou feixe de elétrons. O material líquido é então derramado com precisão na plataforma de construção, onde endurece rapidamente, formando uma camada. Esse processo se repete até que o objeto termine de imprimir.

Um dos benefícios significativos do DED é que ele pode ser usado para mais do que apenas a criação de itens; ele também pode reparar e adicionar material a peças ou pré-formas existentes. Além disso, pode utilizar vários materiais em um único processo de impressão.

3. Extrusão de Material

A extrusão de material funciona de forma semelhante a uma pistola de cola quente. O material é alimentado na impressora a partir de uma bobina. A ponta do bico aquece e derrete o material. O material líquido é então colocado camada por camada na plataforma de construção, onde pode esfriar e solidificar, formando o objeto.

Muitas empresas, e até mesmo usuários recreativos, desfrutam da extrusão de materiais, devido ao baixo custo de seus equipamentos e materiais.

Embora esse método seja o método mais barato de fabricação aditiva, a extrusão de material não está isenta de limitações. Como os elementos de aquecimento não são poderosos o suficiente para derreter materiais de alta densidade como metal, você está limitado a usar apenas polímeros plásticos - que podem não ser duráveis ​​o suficiente para algumas aplicações, como ferramentas e acessórios.

4. Fusão em leito de pó (PBF)

A fusão em leito de pó, também conhecida como fusão por feixe de elétrons (EBM), começa com um grande leito de material em pó, normalmente plástico, metal, areia ou pós cerâmicos misturados com areia.

O pó é fundido seletivamente usando um laser ou feixe de elétrons. Uma vez que uma camada de material é fundida, a área de trabalho se move para baixo e a nova camada é construída em cima usando o mesmo processo.

Com o PBF, há um alto nível de complexidade nos objetos, tornando-os mais fortes do que os objetos criados por alguns outros tipos de manufatura aditiva. Uma vez que requer um leito de pó, é difícil manter um ambiente de trabalho limpo. Este método não é a melhor opção para espaços apertados que não são configurados para lidar com materiais em pó.

5. Laminação da folha

Laminação de chapas, também conhecida como fabricação aditiva ultrassônica (UAM) ou fabricação de objetos laminados (LOM) - é um processo de fabricação aditiva que empilha folhas finas de material e as une por meio de ultrassons soldagem, colagem ou brasagem. À medida que as camadas se acumulam, o objeto toma forma.

Uma vez que todas as camadas são empilhadas e laminadas, uma máquina CNC ou cortadora a laser remove o excesso de material, criando a forma final do objeto.

Como funciona em várias camadas, a laminação de chapas permite que os fabricantes coloquem vários materiais em camadas, imprimam em cores e a um custo muito menor do que alguns outros processos de manufatura aditiva.

Embora a laminação da folha seja relativamente barata, ela requer algum pós-processamento, o que pode ser tedioso e demorado. Você também está limitado a materiais que podem vir em folhas, como papel, plástico e metal. Como os objetos precisam ser aparados após a conclusão da laminação, alguns resíduos estão envolvidos nesse processo de fabricação aditiva.

6. Polimerização em cuba

A polimerização em cuba é semelhante à fusão em leito de pó, exceto que, em vez de um leito de pó, utiliza-se uma cuba de resina fotopolímero, que é endurecida em camadas por um laser ultravioleta. Quando uma camada é concluída, mais resina é adicionada e a próxima camada é construída. Esse processo continua até que o objeto seja concluído.

Embora a resina possa ser bastante cara, a polimerização em cuba pode construir objetos rapidamente, proporcionando um alto nível de precisão e um bom acabamento.

Apesar de seus benefícios, os fabricantes de polimerização em cuba estão limitados a usar materiais de foto-resina e são obrigados a realizar um nível substancial de pós-processamento. Os objetos impressos precisam ser removidos da resina e limpos antes de estarem prontos para uso.

7. Jateamento de materiais

Semelhante ao jateamento de fichário, jateamento de material de camadas de material para construir um objeto. No entanto, em vez de aplicar camadas de adesivo em um leito de pó, o jato de material derrete materiais semelhantes a cera e deposita gotas com precisão na plataforma de construção. À medida que as camadas se acumulam, o objeto toma forma.

Muitos fabricantes utilizam jateamento de material porque é relativamente barato e oferece excelente precisão com acabamentos de superfície de alta qualidade. Infelizmente, o jateamento de material é limitado ao uso apenas de materiais semelhantes a cera, que podem ser frágeis. Também leva mais tempo para construir objetos porque constrói uma gota de cada vez.

Que tipo de manufatura aditiva é ideal para você?

Antes de selecionar um método de manufatura aditiva, é importante pensar no que você precisa do seu projeto. Você está procurando uma opção mais econômica ou precisa usar materiais de construção mais fortes? Seja qual for a sua necessidade, existe um processo de manufatura aditiva para beneficiar sua produção.

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