Máquinas de jato de encadernação:guia detalhado para tipos, usos, benefícios e limitações

Qualquer pessoa interessada nos benefícios e resultados fantásticos da manufatura aditiva tem uma longa lista de métodos para escolher. Um que vale a pena notar no mix é o binder jetting, que mistura os mundos dos líquidos e pós para fazer produtos impressos para os setores de arte, aeroespacial, médico e industrial (e mais alguns). 

Para aqueles que não estão muito familiarizados com o jato de ligante, entraremos em mais detalhes sobre o que o processo envolve, suas desvantagens e vantagens e para quais aplicações ele geralmente é melhor.

O que é Binder Jetting (BJ)?

Binder jetting (ou BJ) é uma das muitas tecnologias de impressão 3D existentes, mas mais especificamente funciona usando uma cabeça de impressão industrial para combinar e unir um agente líquido e um pó. Ele pode imprimir peças de areia, metal, compósitos e cerâmicas dessa forma e é perfeitamente capaz de criar construções de alta qualidade. Dois exemplos de sistemas, máquinas e software que existem são o ProJet MJP 5600 da 3D Systems e o J5 MediJet da Stratasys.

Como funciona o Binder Jetting (BJ)?

Vamos nos aprofundar um pouco mais em como funciona o jato de ligante. As etapas para imprimir uma peça com jato de encadernação são:

1. Primeiro, você criará um arquivo CAD do seu projeto. Este será então fatiado e enviará instruções para a impressora de jato de encadernação na sequência correta. 
2. Em seguida, um rolo cobrirá a plataforma de construção com uma camada fina e uniforme de pó.
3. Em seguida, o cabeçote de impressão se move, aplicando o adesivo aglutinante líquido em áreas específicas do pó com base na lima fatiada do objeto. 
4. A plataforma de construção é então abaixada na espessura de uma camada. 
5. Outra camada de pó é espalhada pelo rolo e as mesmas etapas acontecem novamente, com o agente aglutinante caindo em partes específicas do pó. Isso acontece camada por camada até que você tenha o produto final.
6. Depois de concluído, qualquer pó que não tenha sido usado será deixado de lado e removido da plataforma de construção.

Quais são as vantagens da impressão 3D Binder Jetting?

Aqui estão algumas das vantagens de usar a impressão por jato de pasta em vez de outros métodos:

• Capaz de criar construções com dimensões precisas
• Funciona à temperatura ambiente (o que ajuda a reduzir empenamentos e tensões residuais
• Você pode criar construções grandes e pequenas com BJ
• É muito mais rápido quando comparado com outras técnicas de impressão 3D
• É mais acessível e economiza energia do que os modelos a laser
• Materiais como cerâmica e pós metálicos tendem a ser mais baratos
• O pó solto serve como suporte natural e dá mais flexibilidade e menos desperdício
• Qualquer pó não utilizado pode ser reaproveitado para futuros trabalhos de impressão

Quais são as desvantagens da impressão 3D Binder Jetting?

Embora tenha uma lista decente de vantagens, também existem algumas desvantagens a serem observadas com o jateamento de ligante: 

• Construções metálicas feitas com jato de ligante podem ter maior porosidade e propriedades mecânicas mais baixas
• Nem sempre é uma opção para peças estruturais
• Em seu estado “verde”, as peças podem ser quebradiças
• O pós-processamento é quase sempre necessário, o que aumenta o cronograma
• Binder jetting geralmente tem resolução mais baixa do que outros métodos de impressão 3D

Qual é o processo de Binder Jetting (BJ)?

As etapas para imprimir uma peça com jato de encadernação são as seguintes:

1. Crie e corte um arquivo CAD da peça. Este arquivo é então utilizado para enviar instruções à impressora na sequência correta da peça a ser impressa. 
2. A plataforma de construção é coberta com uma fina camada de material em pó, que é distribuída uniformemente com um rolo. 
3. A cabeça de impressão aplica o adesivo aglutinante seletivamente no pó onde for necessário, com base na lima fatiada do objeto. 
4. A plataforma de construção é então abaixada na espessura de uma camada. 
5. Outra camada de pó é espalhada sobre a camada anterior. As partículas de pó são então unidas pelo aglutinante líquido, formando o objeto. Este processo é repetido camada por camada até que todo o objeto seja criado.
6. Qualquer pó solto permanece no lugar ao redor do objeto. Isso é removido nas etapas de pós-processamento.

Quais são os tipos de Binder Jetting (BJ)

O tipo de máquina de jateamento de aglutinante que você usará depende do agente aglutinante e do pó usados. Alguns tipos comuns de ligantes usados no jateamento de ligantes incluem:

ligantes de polímero

Os ligantes de polímero são geralmente combinados com pós cerâmicos e podem ser removidos com tratamento térmico. Eles têm uma viscosidade mais baixa e são aplicados facilmente através da impressão BJ. 

Aglutinantes à base de água

Você encontrará esses aglutinantes trabalhando em conjunto com areia ou outros pós minerais. Eles são mais ecológicos e podem ser facilmente removidos por secagem ou sinterização.

Aglutinantes à base de solvente

Os aglutinantes à base de solvente funcionam melhor com pós metálicos e cerâmicos e podem ser removidos por meio de um processo apropriadamente denominado desvinculação com solvente. Possuem alto teor de sólidos e são fáceis de aplicar na cama.

Fichário Furano

Os ligantes de furano são criados com álcool furfurílico e muitas vezes são usados com pós de areia para fazer moldes e núcleos para fundição, especialmente projetos mais complexos. Eles têm boa resistência mecânica e estabilidade térmica e podem ser curados por calor ou catalisadores ácidos. Você pode retirar os moldes facilmente da peça fundida. 

Aglutinante de silicato

Feitos de silicato de sódio ou silicato de potássio, esses ligantes são outra opção quando se trata de fundição e funcionam bem com pós de areia (e são ótimos para metais ferrosos depois de feito o molde). Eles têm boas propriedades refratárias e não apresentam problemas com altas temperaturas. Eles são curados por secagem ou pela adição de um catalisador ácido. 

Aglutinante Fenólico

Outra opção para fins de fundição são os ligantes fenólicos (feitos de resinas de fenol-formaldeído). Possuem boa resistência mecânica e estabilidade dimensional e podem ser curados por calor. Eles são fantásticos se você precisar de produtos de alta resistência e altas temperaturas.

Cola UV

Você precisará de acesso a uma luz UV para este tipo de aglutinante e eles não funcionam com muitos materiais (resinas de fotopolímero são melhores), mas produzem peças complexas e de alta resolução.

Quais materiais podem ser usados para Binder Jetting (BJ)?

Existem muitos materiais que você pode usar para jateamento de aglutinante. Aqui está um resumo dos principais tipos:

• Metais: Aço inoxidável, titânio, alumínio e cobre, que criam peças com alta resistência e durabilidade. 
• Cerâmica: Ladrilhos, louças sanitárias e isoladores, usando materiais como alumina, zircônia e carboneto de silício.
• Areia: Misturado com um aglutinante (como furano, silicato ou fenólico) para fazer moldes e núcleos para fundição. 
• Plásticos: Pós como poliamida, polipropileno e policarbonato para fabricar bens de consumo ou peças para as indústrias automotiva e médica.
• Compostos: Fibra de carbono e fibra de vidro misturadas com um aglutinante de polímero.

Para saber mais, consulte nosso guia completo sobre materiais de impressão 3D.

Quais são os exemplos de impressão 3D por Binder Jetting?

Abaixo estão alguns exemplos de sistemas de impressão 3D de jato de encadernação:

1. ProJet MJP 5600 da 3D Systems.
2. J5 MediJet da Stratasys.

Quais são as aplicações do Binder Jetting?

Existem tantos usos para esse tipo de impressão 3D, e esta lista condensada cobre apenas uma pequena parte deles:

• Protótipos
• Componentes aeroespaciais 
• Padrões de transmissão 
• Jóias
• Objetos decorativos coloridos
• Núcleos e moldes
• Ferramentas

Perguntas frequentes sobre jato de encadernação

Quanto custa o Binder Jetting?

Normalmente, as máquinas de jato de ligante custam mais de US$ 100.000. Para proprietários de empresas e fabricantes, isso geralmente é bastante econômico, pois essas impressoras não consomem tanta energia e usam materiais mais baratos.

O Binder Jetting é um processo rápido de impressão 3D?

Sim, na verdade, o binder jetting é frequentemente considerado a tecnologia de impressão 3D mais rápida. Pode produzir grandes volumes em um curto período de tempo sem perder precisão.

A impressão 3D do Binder Jetting requer suporte?

Não, o jateamento de ligante normalmente não precisa de nenhum tipo de estrutura de suporte adicional porque o pó que é enrolado na base de impressão já oferece isso. Isso significa que várias peças podem ser impressas ao mesmo tempo na mesma base de pó, o que é ideal para produção em lotes baixos a médios.

O Binder Jetting funciona apenas com metais?

Não, o jato de ligante funciona com muito mais materiais do que apenas metais. Você também pode imprimir com areia, cerâmica e alguns polímeros.



Kat de Naoum

Kat de Naoum é escritora, autora, editora e especialista em conteúdo do Reino Unido com mais de 20 anos de experiência em redação. Kat tem experiência em escrever para diversas organizações técnicas e de manufatura e adora o mundo da engenharia. Além de escrever, Kat foi paralegal por quase 10 anos, sete dos quais em finanças de navios. Ela escreveu para muitas publicações, tanto impressas quanto online. Kat é bacharel em literatura e filosofia inglesa e mestre em redação criativa pela Kingston University.

Leia mais artigos de Kat de Naoum