Microfusão Avançada com Moldes de Resina Burn-Out Impressos em 3D

A microfusão ou fundição a cera perdida é um dos métodos de fabrico mais usados na indústria joalheira e é o processo de fundição mais antigo conhecido.

A fundição permite obter réplicas metálicas por meio de um molde que é feito a partir de um protótipo tradicionalmente modelado em cera. Neste caso, usam-se peças impressas em 3D com resinas burn-out para substituir os modelos de cera.

Joias podem ser feitas de uma variedade de metais, incluindo ouro, platina, prata e latão, usando o processo de fundição. Abaixo pode ver o processo de microfusão para joalharia a partir de peças impressas em 3D com resinas burn-out:

1- Impressão 3D da peça

Com base em designs criados usando software CAD, os modelos desejados devem ser impressos em 3D. Atualmente existe um grande número de resinas calcináveis disponíveis de diferentes fabricantes. O uso de um material ou outro depende da impressora 3D usada e das características requeridas para as peças.

Imagem 1: Anel impresso em 3D com resina burn-out FormLabs. Fonte: FormLabs.

Uma das impressoras 3D mais populares para impressão 3D no setor joalheiro é a Form3 do reconhecido fabricante FormLabs. Esta impressora 3D não requer conhecimentos técnicos avançados e pode portanto ser usada sem dificuldade. A impressora 3D Form3 limita o seu uso por suportar apenas materiais desenvolvidos pelo fabricante. Isto pode ser uma vantagem, pois não é necessária configuração e os parâmetros de configuração e valores modificáveis são reduzidos ao mínimo, com apenas o tipo de material e alguns parâmetros básicos a selecionar. Isto reduz a margem de erro ao mínimo.

A tabela seguinte mostra algumas das resinas calcináveis mais populares e a sua compatibilidade com impressoras 3D:

Resina	Fabricante	Tecnologia	Compatibilidade
Castable Wax	FormLabs	SLA	Form 2, Form 3, Form 3L, Form3+
Castable Wax 40	FormLabs	SLA	Form 2, Form 3, Form 3L, Form3+
zWax Amber	UniZ	LCD	Slash, Slash 2, Slash 2 Plus, Slash 2 Pro
zWax Purple	UniZ	LCD	Slash, Slash 2, Slash 2 Plus, Slash 2 Pro
Bluecast original	Zortrax	LCD	UniZ, WANHAO, zortrax, ANYCUBIC, ASIGA, B9 Creator, FLASH FORGE Moon Ray, Prusa.
Bluecast X5	Zortrax	LCD	UniZ, WANHAO, zortrax, ANYCUBIC, ASIGA, B9 Creator, FLASH FORGE Moon Ray, Prusa.
Bluecast X10	Zortrax	LCD	UniZ, WANHAO, zortrax, ANYCUBIC, ASIGA, B9 Creator, FLASH FORGE Moon Ray, Prusa.
Dental Cast	Harz Labs	LCD	Formlabs, PEOPOLY, UniZ, WANHAO, zortrax, ANYCUBIC, ASIGA, B9 Creator, FLASH FORGE Moon Ray, Prusa.

Tabela 1: Resinas burn-out e compatibilidade. Fonte: Filament2print.

Cada material tem propriedades diferentes e requer parâmetros diferentes. No entanto, todos têm uma característica comum: foram desenvolvidos para substituir peças de cera no processo de microfusão, com uma composição que consegue fundições livres de resíduos que poderiam afetar o resultado final das peças.

Uma vez impressas as peças, devem ser curadas se o material o requer. Isso depende da composição da resina e deve seguir-se sempre o conselho do fabricante para obter um resultado ótimo.

2- Árvore de cera

Uma vez que as peças estão curadas (nos casos em que este passo é necessário), a remoção dos suportes pode ser realizada, sempre com grande cuidado. Pode usar-se lixa (grão 400 ou superior) ou até uma ferramenta rotativa com acessório de polimento para conseguir remoção total do suporte e acabamento perfeito.

Para criar a árvore de cera, toma-se uma base de cera e fixa-se a uma tampa de borracha do canal de alimentação. Pequenas barras cilíndricas de cera são soldadas à base de cera usando uma ferramenta de calor. As peças impressas em 3D são soldadas à outra extremidade das barras.

Imagem 2: Árvore de cera para fundição. Fonte: FormLabs.

Este processo é semelhante ao realizado na microfusão ao fundir peças de cera tradicionalmente esculpidas.

3- Preparação do molde

A árvore de cera com as peças impressas em 3D em resina burn-out deve ser colocada dentro de um cilindro de aço refratário, que deve ser ajustado na tampa do cilindro de borracha. Caso o cilindro de aço refratário tenha furos, estes devem ser cobertos envolvendo o cilindro em fita adesiva.

Imagem 3: Carcaça de cilindro de aço refratário. Fonte: Formlabs.

O material de fundição deve então ser vertido lentamente, sempre do lado do cilindro para evitar danificar a árvore com as peças impressas em 3D com resina calcinável.

Imagem 4: Vertimento do material de fundição num cilindro de aço refratário. Fonte: Formlabs.

Ao verter o material de fundição, é possível que pequenas bolsas de ar permaneçam, o que pode afetar a qualidade das peças finais. Por esta razão, é muito importante realizar o processo de desgasificação em câmara de vácuo.

4- Queima (Burnout)

O cilindro é colocado no forno seguindo as instruções de tempo e temperatura recomendadas pelo fabricante. Durante este tempo, a cera queimará sem deixar resíduos, deixando o molde pronto.

Imagem 5: Processo de burnout. Fonte: Formlabs.

O metal desejado deve então ser vertido no molde para produzir as peças finais.

5- Lavagem e polimento

Após a fundição, o molde é cuidadosamente removido do forno e imerso em água usando pinças. Durante este processo, o material de fundição derreterá, deixando as peças metálicas visíveis. Uma vez lavadas, as peças metálicas são separadas da árvore, polidas e polidas até alcançar o acabamento desejado.

Imagem 6: Processo de lavagem. Fonte: Formlabs.

Uma vez lavadas, as peças metálicas são separadas da árvore, polidas e polidas até ao acabamento desejado.

Imagem 7: Anel impresso em 3D com resina burn-out e anel de prata após o processo de microfusão. Fonte: Formlabs.

O uso de resinas calcináveis no setor joalheiro oferece numerosas vantagens. Entre outras, permite imprimir em 3D quantos modelos quiser, rapidamente e com extrema precisão. Isso resulta numa redução significativa de custos e tempos de produção.