Quatro processos de impressão 3D de metal e seus materiais:um guia abrangente

Tabela 1. Prós e contras da fusão em leito de pó metálico
Prós Contras
Prós

Suporte intrínseco do leito de pó, sem necessidade de suportes

Contras

Alguns fabricantes oferecem uma gama limitada de composições de materiais

Prós

Superfícies lisas direto da impressora

Contras

Requer lasers caros e de alta qualidade

Prós

Espessura mínima da camada de 20 µm, geralmente 35–50 µm

Contras

Alguns sistemas oferecem construção relativamente lenta

Prós

Constrói peças mais porosas

Contras

Altas tensões residuais resultam de poças de fusão instáveis

Prós

Contras

As peças impressas não são igualmente fortes ou resilientes em todos os processos; sempre mais fraco e mais propenso a fraturas do que as peças EBM

Tabela 2. Prós e Contras da Deposição Dirigida de Energia
Prós Contras
Prós

Velocidade de impressão rápida

Contras

Os custos dos equipamentos são muito altos

Prós

As peças impressas possuem alta densidade e resistência/resiliência

Contras

As estruturas de suporte não podem ser construídas, portanto as saliências não podem ser impressas, limitando as aplicações

Prós

Pode ser usado para reparo de peças funcionais de alta qualidade

Contras

Resolução de construção relativamente baixa

Prós

Grandes tabelas de construção disponíveis

Contras

O mau acabamento superficial requer pós-processamento

Prós

Propriedades de materiais nativos em peças

Contras

Prós

Permite a produção de peças com ferramentas mínimas

Contras

Prós

Redução do desperdício de materiais

Contras

Prós

Pode construir peças com liga personalizada (capacidade de faixa multimaterial)

Contras

Tabela 3. Prós e contras da extrusão de filamento metálico
Prós Contras
Prós

Nenhum ambiente de construção especial – temperatura ambiente, atmosfera normal

Contras

Pós-processo difícil para sinterizar peças

Prós

Tensões FFF em peças impressas

Contras

O encolhimento torna as dimensões da peça acabada difíceis de controlar

Prós

Ampla gama de materiais na mesma máquina

Contras

A precisão da peça não está em grande parte relacionada à resolução X-Y-Z da impressão

Prós

Equipamento de baixo custo

Contras

As peças são de baixa densidade e relativamente fracas após a sinterização

Prós

Menores habilidades técnicas necessárias na operação

Contras

Prós

Ótimo para protótipos

Contras

Tabela 4. Prós e Contras do Jateamento de Material e Jateamento de Fichário
Prós Contras
Prós

Nenhum ambiente de construção especial – temperatura ambiente, atmosfera normal

Contras

Processo de duas etapas:o leito de pó é colocado e, em seguida, o adesivo é injetado com tinta para unir a camada

Prós

Sem tensões internas nas peças impressas

Contras

Pós-processo delicado para sinterizar peças

Prós

Ampla gama de materiais na mesma máquina sem alteração na configuração

Contras

O controle dimensional requer sutileza para garantir o encolhimento correto

Prós

Equipamento de baixo custo

Contras

A precisão da peça acabada não é puramente resultado da resolução X-Y-Z da impressão

Prós

Menores habilidades técnicas necessárias na operação

Contras

As peças são frágeis e vulneráveis antes da sinterização

Prós

Espessura mínima da camada de 35 µm

Contras

A impressão 3D de metal é uma tecnologia baseada em laser que funde partículas metálicas camada por camada. Essa tecnologia é comumente usada para prototipagem, produção de peças com geometrias complexas e peças de uso final, bem como para redução de componentes metálicos em uma montagem. A impressão 3D de metal é fornecida com uma família crescente de materiais. Isso satisfaz as necessidades de diversos setores, desde joalheria até aeroespacial, e médico até fabricação de plásticos. Alguns processos e equipamentos são específicos do material e limitados na sua gama, enquanto outros são capazes de utilizar uma variedade de materiais.

Para saber mais, consulte nosso artigo sobre impressão 3D.

Como faço para selecionar o melhor tipo de impressão 3D?

Selecionar o melhor tipo de impressão 3D é complexo. Abaixo estão etapas úteis a serem seguidas ao decidir quais processos de impressão 3D de metal escolher:

1. Analise os requisitos das peças. Por exemplo, leve em consideração a resolução da camada, a necessidade de reprodução de detalhes finos, bem como as propriedades mecânicas necessárias e considerações de qualidade cosmética.
2. Escolha uma família de materiais para a peça. 
3. Depois que o material for selecionado, analise os processos disponíveis que utilizam esse material para considerar o melhor para produzir os resultados desejados.
4. Verifique a disponibilidade de recursos, incluindo fornecedores de materiais, tempo e custos.

O que são materiais metálicos para impressão 3D?

Há uma longa e crescente lista de opções de tipos de metal em materiais de impressão 3D metálicos. Os tipos de metal mais comuns são:

1. Aço inoxidável: Geralmente em 3 grupos de ligas:304, 316 e 17-4. São resistentes à corrosão e de alta resistência quando não são porosos.
2. Aços para ferramentas D2, A2 e H13: Têm alta resistência, são endurecíveis, resistentes ao desgaste e aplicáveis a matrizes e ferramentas.
3. Titânio e Ti64: Materiais ideais para peças leves e de alta resistência.
4. Alumínio 7075, 4047, 6061, 2319, 4043: Estas são várias ligas leves para componentes leves em geral.
5. Inconel® 718, 625: Eles têm baixa corrosão e resistência a altas temperaturas para fins como peças de motor.
6. Cromo Cobalto: Superliga para aplicações biomédicas e aeroespaciais.
7. Ouro/Prata: Metais puros para joias e usos biomédicos limitados.
8. Nióbio, Nióbio-Zircônio: São ligas de alta temperatura e alta resistência química para uso aeroespacial.
9. Tântalo: Semelhante ao Nióbio, mas com melhor resistência química.
10. Hastelloy® Níquel Cromo: Materiais que são resistentes – resistentes à temperatura e a rachaduras. Comumente usado para turbinas e componentes nucleares.
11. Tungstênio e ligas: Materiais com densidade superalta. Geralmente usado em escudos contra radiação, colimadores e peças de motor.

Para saber mais, consulte nosso guia sobre os melhores materiais para impressão 3D de metal.

Quando surgiu a impressão 3D em metal?

A primeira execução prática de uma impressora 3D de metal foi a EOSINT M250. Foi lançado em 1994 pela ElectroOptical Systems. Combinou metal com uma liga de baixa temperatura, que foi fundida para acoplar as partículas primárias. Em 2004, a EOS lançou a EOSINT M270. Foi o primeiro sistema PBF que utilizou uma bomba de diodo laser de 200 W para derreter a matéria-prima metálica. Desde então, houve um aumento/melhoria exponencial em métodos, materiais e resoluções.

Resumo

A Xometry oferece uma ampla gama de recursos de fabricação, incluindo impressão 3D de metal para todas as suas necessidades de prototipagem e produção. Obtenha seu orçamento instantâneo em impressão 3D de metal e muito mais hoje mesmo.

Avisos de direitos autorais e marcas registradas

1. Inconel® é uma marca registrada da divisão Huntington Alloys da Special Metals Corp., Huntington, WV.
2. Hastelloy® é uma marca registrada da Haynes International, Kokomo, Indiana.

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O conteúdo que aparece nesta página é apenas para fins informativos. A Xometry não faz nenhuma representação ou garantia de qualquer tipo, expressa ou implícita, quanto à precisão, integridade ou validade das informações. Quaisquer parâmetros de desempenho, tolerâncias geométricas, características específicas de design, qualidade e tipos de materiais ou processos não devem ser inferidos para representar o que será entregue por fornecedores ou fabricantes terceirizados através da rede da Xometry. Os compradores que buscam cotações de peças são responsáveis ​​por definir os requisitos específicos dessas peças. Consulte nossos termos e condições para obter mais informações.



Dean McClements

Dean McClements é graduado em Engenharia Mecânica com mais de duas décadas de experiência na indústria de manufatura. Sua jornada profissional inclui funções significativas em empresas líderes como Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace e Hyster-Yale, onde desenvolveu um profundo conhecimento de processos e inovações de engenharia.

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