Manufatura aditiva:5 coisas que você precisa saber sobre impressão 3D

A impressão 3D e a manufatura aditiva devem crescer dramaticamente nos próximos anos. Mas as empresas interessadas em adotar a tecnologia se deparam com uma estonteante variedade de termos, técnicas e processos. Aqui está um punhado que você deve conhecer.

A manufatura aditiva, também conhecida como impressão 3D ou abreviação AM, deve ter um crescimento substancial. Analistas do setor Statista e Fortune Business Insights preveem um CAGR (taxa de crescimento anual composta) de 26,4% e 25,8%, respectivamente, o último sugerindo que o mercado global de impressão 3D chegará a US$ 51,77 bilhões até 2026.

Simplificando, é um ótimo momento para estar na manufatura aditiva.

No entanto, aqueles que buscam entrar nesse mercado em expansão enfrentam uma enxurrada de termos, técnicas e tecnologias. Estes incluem máquinas SLA (estereolitografia), DLP (processamento de luz digital) e FDM (modelagem de deposição fundida), para citar apenas alguns. A questão é:“Como nós, designers e fabricantes, sabemos por onde começar? E que tipo de impressora 3D atende melhor às nossas necessidades e se encaixa no nosso orçamento?”

Você pode começar perguntando a Zach Simkin, presidente da empresa de consultoria e software AM de Nova York Senvol LLC. Seus produtos e serviços “permitem que as empresas acessem dados AM, gerem dados AM e analisem dados AM”. Um desses produtos é o Senvol Database, um recurso gratuito que fornece detalhes pesquisáveis ​​sobre mais de 1.500 máquinas industriais de manufatura aditiva e mais de 3.200 materiais.

"É importante saber que o termo 'fabricação aditiva' é na verdade um termo abrangente que engloba várias formas bastante distintas da tecnologia", diz Simkin. “A American Society for Testing and Materials (ASTM) define sete diferentes classificações de processos de AM, variando de algumas das mais conhecidas, como extrusão de material e fusão em leito de pó, até outras menos conhecidas, como laminação de chapas.”



Simkin observa que sua empresa é membro da America Makes, uma organização que fornece informações e suporte valiosos à comunidade AM. Assim como a Stratasys Ltd., uma fabricante de impressoras 3D com sede em Eden Prairie, Minnesota, cujo fundador, Scott Crump, inventou e patenteou o FDM em 1989.

Michael Mignatti, vice-presidente de engenharia da MakerBot Industries LLC, uma empresa da Stratasys com sede no Brooklyn, Nova York, oferece o seguinte conselho para qualquer pessoa que pretenda investir em uma impressora 3D, independentemente de qual logotipo esteja na frente da máquina:

Não. 1:Conheça o fluxo de trabalho

Se esta é sua primeira experiência com impressoras 3D, você pode se surpreender com o fluxo de trabalho. Por exemplo, a impressão que sai da máquina geralmente precisa de etapas de pós-processamento antes de estar pronta para uso. Isso pode ser remoção de suporte e limpeza geral do modelo, lixamento ou polimento para obter o acabamento superficial desejado, instalação de insertos e assim por diante. Cada tecnologia é diferente e tem etapas diferentes - certifique-se de entender isso para não ficar surpreso ou desapontado após a primeira impressão.

Não. 2:Otimize sempre que possível

A tecnologia ainda é relativamente jovem. As impressoras 3D possuem componentes eletrônicos complexos, muitas partes móveis e, no nosso caso, plástico fundido. Independentemente da máquina que você está usando, algumas impressões com falha são inevitáveis. Não desanime. As peças não precisam necessariamente ser projetadas especificamente para impressão 3D, mas existem otimizações disponíveis que aumentarão a taxa de sucesso. Isso se torna uma segunda natureza quando você pega o jeito, embora haja um pouco de curva de aprendizado.

Não. 3:Faça sua lição de casa

Há muitas tecnologias diferentes para selecionar (FDM, SLA, DLP etc.) e cada uma tem pontos fortes e fracos diferentes. Analise a sua aplicação e escolha a tecnologia que melhor se adapta às suas necessidades. As impressoras FDM são algumas das mais populares porque são fáceis de usar, têm uma grande oferta de materiais e podem ser usadas para diversas finalidades, incluindo componentes de uso final, protótipos funcionais, gabaritos e acessórios, peças cosméticas e assim por diante .

Não. 4:O material é fundamental

A maioria das máquinas FDM pode imprimir materiais como PLA, PETG, etc. À medida que você avança para materiais mais avançados ou de engenharia como ABS, PC, nylon, PEKK, fibra de carbono e outros, a dificuldade de impressão aumenta significativamente. Alguns materiais exigem ambientes controlados, como uma câmara aquecida ou livre de oxigênio para serem bem-sucedidos, enquanto outros exigem extrusoras e sistemas especiais para lidar com os requisitos do material. Certifique-se de saber quais materiais você está interessado em usar e que a máquina pode manuseá-los com sucesso.

Não. 5:Maior nem sempre é melhor

Ao contrário do que muitos sugerem, um volume de construção maior nem sempre é melhor. Embora seja tentador se preparar para o futuro e obter uma máquina com o maior volume de construção que você pode pagar, isso nem sempre faz sentido. Impressões grandes podem levar muito tempo, principalmente aquelas com material de suporte, e isso nem sempre é prático. Em muitos casos, é melhor ir a um bureau de serviços para as raras instâncias em que um grande volume de compilação é necessário. Claro, esta é uma decisão que deve ser tomada com base em suas necessidades exclusivas.

Como mencionado anteriormente, as palavras de Mignatti são relevantes, não importa qual impressora você esteja usando atualmente ou esteja pensando em comprar. E, no entanto, é essencial consultar o que Simkin diz – que existem sete tecnologias de impressão 3D, cada uma com seus próprios pontos fortes e fracos. A MakerBot e sua empresa-mãe Stratasys representam três delas - FDM, SLA e PolyJet - embora as tecnologias concorrentes SLS (sinterização seletiva a laser), DMLS (sinterização direta a laser de metal), Binder Jet e outras não sejam menos relevantes para a comunidade de manufatura.

Tecnologias de impressão 3D

Para aqueles que são novos na impressão 3D, aqui estão algumas das tecnologias de manufatura aditiva categorizadas pela International Organization for Standardization (ISO/ASTM 52900).

Todas as peças construídas ou apresentam uma camada de cada vez, geralmente de baixo para cima, e todas exigem que as peças passem por algum nível de remoção de suporte pós-processamento que pode incluir limpeza, lixamento e usinagem.

Fotopolimerização em cuba inclui estereolitografia (SLA) e processamento de luz digital (DLP) . Como o nome indica, ele emprega uma cuba de resina fotorreativa e uma plataforma de construção móvel, juntamente com uma fonte de luz ultravioleta (UV), como um laser ou projetor digital, para “curar” cada camada de resina líquida.

Fusão em leito de pó (PBF) as impressoras fazem peças de metal ou plástico usando um laser para fundir ou até mesmo derreter pedaços individuais de pó parecidos com areia fina. Empresas como a GE Aviation foram notícia nos últimos anos ao imprimir em 3D bicos de combustível para o motor LEAP, embora existam inúmeras outras aplicações para essa importante tecnologia.

Laminação de chapas (SL) é mais comumente conhecido como fabricação de objetos laminados (LOM) , que envolve colar pedaços de papel cortados a laser um em cima do outro para construir peças. Os sistemas mais recentes mudaram para compósitos reforçados com fibra em vez de papel, tornando-os adequados para grandes componentes estruturais encontrados nas indústrias aeroespacial e automotiva.

Há muito mais. Fabricação de feixe de elétrons (EBM) é exatamente como o próprio nome descreve, usando um canhão de elétrons em vez de um laser para derreter o pó de metal. Jato de ligante (BJ) injeta aglutinante líquido semelhante a cola em um leito de pó plástico, enquanto jateamento de material (MJ) pulveriza fotopolímeros líquidos em uma plataforma de construção e depois os cura com luz UV. Por cinquenta dólares, quem quiser ler a especificação completa pode encontrá-la aqui: ISO/ASTM 52900:2015.



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