Tecnologias de impressão 3D (Parte 2)

Parte Dois:Tecnologias de Impressão 3D

A impressão 3D – também conhecida como manufatura aditiva (AM) – oferece uma ampla variedade de diferentes tecnologias de impressão para você escolher. Embora possam existir diferenças significativas entre cada método, todas as técnicas de impressão 3D operam com o mesmo princípio básico:as tecnologias de manufatura aditiva constroem peças de trabalho camada por camada ou por deposição ao longo de um caminho programado.

Com base no método de criação de camadas, a tecnologia de impressão 3D se divide principalmente em sete categorias:

1. Extrusão de metal

Um bocal ou outro orifício dispensa seletivamente o material. Depois que uma camada é concluída, a plataforma de construção se move para baixo ou a cabeça de extrusão se move para cima, e a próxima camada é extrudada e aderida à camada anterior. Esta tecnologia lida principalmente com materiais como:

• Termoplásticos
• Metais eutéticos
• Cerâmica
• Compostos
• Massa de modelar
• Argilas cheias de metal
• Concreto
• Comida
• Células vivas

Esta tecnologia inclui duas subcategorias:modelagem de deposição fundida (FDM) ou fabricação de filamentos fundidos (FFF). Os principais fornecedores dessa tecnologia incluem Stratasys, Arbur, Aleph Objects, Beijing Tiertime, MarkerBot Industries e Ultimaker. A tecnologia de extrusão de metal representa a maior base instalada de máquinas AM. O processo foi iniciado pela Stratasys.

2. Jateamento de materiais

Uma ou mais cabeças de impressão a jato de tinta depositam pequenas gotas do material de construção à medida que se movem pelo leito de pó. Como várias cabeças de impressão podem ser usadas, cada uma pode imprimir materiais diferentes. Essa tecnologia também pode adotar uma tecnologia de “gravação direta”, que atomiza materiais de impressão do tamanho de nanopartículas e os combina com um gás inerte em um aerossol e, em seguida, impulsiona o aerossol em uma superfície.

Esta tecnologia lida com materiais como:

• Fotopolímeros
• Materiais tipo cera
• Metais/não metais
• Condutores
• Dielétricos

Os principais fornecedores incluem 3D Systems, Stratasys, Solidscape e Keyence. Esta tecnologia pode produzir padrões de fundição de precisão.

3. Jateamento de ligante

O jato de ligante deposita um agente ligante líquido usando bicos de cabeça de impressão a jato de tinta para unir materiais em pó. Ao contrário do jato de material, o material dispensado através do bocal não é o material de construção bruto, mas sim um material de ligação liquefeito que é depositado em um leito de pó para manter o pó na forma desejada.

Esta tecnologia funciona com:

• Polímero acrílico
• Metal
• Areia
• Cerâmica

Os principais fornecedores dessa tecnologia incluem 3D Systems, ExOne Company, Voxeljet Technology GmbH, Microjet Technology, Digital Metal e HP. Este método pode ser usado para construir padrões de areia para o processo de fundição em areia.

4. Laminação da folha

A laminação de folha une camadas de material de folha para realizar um design. Os materiais em folha serão papéis tratados com adesivo que formam um sólido semelhante ao compensado quando laminados no objeto totalmente formado, ou folhas de metal e fitas que criam peças de metal. A laminação de chapas também é chamada de Fabricação de Objetos Laminados (LOM).

Os principais fornecedores dessa tecnologia incluem Helisys, Micro Technologies e Fabrisonic.

5. Fotopolimerização em cuba

O fotopolímero líquido contido em uma cuba é curado seletivamente usando polimerização ativada por luz. Esta tecnologia só funciona com fotopolímeros. Existem dois tipos de tecnologias de fotopolimerização de cubas atualmente no mercado.

• Estereolitografia (SLA) usa um laser ultravioleta e espelhos de varredura X-Y montados em galvanômetros guiados por computador para curar a camada superior de fotopolímero líquido na cuba. Cada ponto tocado pelo laser é então curado. O SL foi o processo líder indiscutível nos primeiros anos do AM.

• A polimerização em cuba foi expandida para incluir também processamento de luz digital (DLP). Em vez de usar um laser como fonte de luz para cura, as impressoras DLP AM apresentam uma tela de projetor de luz digital para projetar e curar toda a imagem da camada de uma só vez.

Os principais fornecedores dessa tecnologia incluem 3D Systems, Envisiontec, DWS, Asiga e Rapid Shape, entre outros.

6. Fusão Power Bed

A energia térmica funde seletivamente regiões de um leito de pó. A energia térmica derrete o material em pó, que então muda para uma fase sólida à medida que esfria. A fonte de energia usada nesta tecnologia pode ser um laser ou um feixe de elétrons.

Esse processo também é conhecido como:

• Sinterização a laser
• Sinterização direta a laser de metal
• Sinterização seletiva a laser
• Fusão por feixe de elétrons
• Fusão seletiva a laser

A tecnologia baseada em laser produz melhores acabamentos de superfície e detalhes mais finos do que as configurações de feixe de elétrons. Os feixes de elétrons são mais caros no início, mas também são mais rápidos e produzem peças com menores níveis de tensão residual.

A maioria dos sistemas de AM metálicos emprega o processo de fusão em leito de pó. EOS é um processo de AM de metal bem estabelecido com a maior base instalada. Os processos de fusão em leito de pó de alta energia (PBF) ameaçam tirar a participação de mercado da indústria tradicional de fundição de precisão, apesar de seu alto custo. Os processos PBF podem produzir formas 3D complexas a partir de ligas que quase correspondem às qualidades metalúrgicas das fundições de investimento. O SLM é o método AM mais maduro e comanda mais de 70% do mercado de impressão em metal.

Essa tecnologia funciona com polímeros, metal e areia. Os principais fornecedores incluem sistemas 3D, EOS, Arcam, SLM Solutions, Realizer, Concept Laser, Aconity3D, Proto Labs e muito mais.

7. Deposição de Energia Direcionada

A energia térmica é usada para fundir materiais à medida que o material está sendo depositado. Na maioria dos casos, um laser é a fonte de energia e o material é um tipo de pó metálico. Um sistema de movimento de 4 ou 5 eixos é usado para posicionar a cabeça de deposição. Essa tecnologia só funciona com materiais metálicos, mas mais de um tipo de material metálico pode ser usado por vez.

Os principais fornecedores de tecnologia de Deposição de Energia Dirigida (DED) incluem Optomec, POM Group, BeAM, Trumpf, RPM e Innovations. DED também é conhecido como pó soprado AM e revestimento a laser. Este é um método adequado para adicionar material de peças existentes, tornando-o ideal para o reparo ou modificação de peças.

Mantendo-se atualizado com Impro

Na Impro, nos esforçamos para nos manter atualizados sobre as mais recentes tecnologias de fabricação e como elas podem beneficiar nossos clientes. Se você quiser saber mais sobre a impressão 3D e como ela se compara aos métodos de fabricação mais tradicionais, faça o download do nosso eBook gratuito.



Para saber mais sobre o futuro da impressão 3D, fique atento à Parte 3 de nossa série de três partes sobre o tema, que se concentrará em inspeção e testes. Você também pode baixar nosso e-book gratuito— “Impressão 3D vs. Fabricação Convencional”— hoje mesmo!