Preenchimento Esparso vs. Peças FDM Sólidas: Como Escolher a Melhor Estratégia de Construção

Impressão 3D FDM: Principais Benefícios do Preenchimento Esparso vs. Peças FDM Sólidas

FDM® (Modelagem por Deposição Fundida) é um dos processos originais de impressão 3D, utilizado em diversas indústrias para produção de auxílios de manufatura, prototipagem rápida e peças de produção. A tecnologia de impressão 3D FDM constrói peças com termoplásticos de grau de engenharia fortes, como ABS e Policarbonato. Na Stratasys Direct, impressoras 3D FDM industriais são uma escolha popular entre empresas aeroespaciais e de transporte para aplicações de alto desempenho que exigem resistência ao calor ou impacto.

Uma função única das impressoras 3D FDM é um modo de construção que permite aos usuários preencher seções mais espessas da geometria da peça com o que é chamado de "preenchimento esparso" (sparse fill). Preenchimento esparso é quando o plástico é extrudado em uma estrutura semelhante a um andaime em vez de uma camada padrão de impressão 3D. Isso resulta em seções de uma peça 3D sendo quase ocas, mas com o suporte necessário para reter resistência e rigidez. Pense em cabos de ponte ou postes de corrimão adicionando resistência à estrutura geral com espaços entre eles.

O estilo de preenchimento escolhido para peças FDM afeta o interior das peças, mas o exterior aparece e opera da mesma forma que uma peça de preenchimento sólido. Peças com preenchimento esparso podem ser finalizadas similarmente a peças de preenchimento sólido com processos pós como lixamento, epóxi, primer e pintura.

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Benefícios do Preenchimento Esparso

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1. Peso reduzido

Preenchimento esparso significa menos material construído na peça, então o peso da peça final é significativamente reduzido. Se você está projetando uma peça que se beneficiaria de ser mais leve, o preenchimento esparso é uma maneira fácil de atingir o peso reduzido mantendo a resistência.

2. Tempo de construção reduzido

Como a impressora 3D tem menos plástico para depositar em cada camada, uma peça que utiliza preenchimento esparso leva menos tempo para construir. Com os benefícios de velocidade da impressão 3D já, o tempo economizado com preenchimento esparso significa obter suas peças entregues mais rápido.

3. Custo da peça reduzido

Além disso, a redução no material usado para construir peças de preenchimento esparso e tempo de impressão mais rápido contribui para uma peça geral mais barata. Na Stratasys Direct, tempo de construção e custos de material são os principais fatores contribuindo para o custo por peça.

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Quando Usar Preenchimento Interno Sólido

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A Stratasys Direct recomenda que os clientes usem preenchimento interno sólido quando:

1. A resistência da peça é a característica crítica

Embora peças que utilizam preenchimento esparso em seções ainda retenham resistência, preenchimento sólido tipicamente entrega uma peça ainda mais forte. Se você está testando funcionalmente um protótipo que suportará alto impacto, por exemplo, você deve considerar preencher seções mais espessas de uma peça com preenchimento sólido padrão.

2. A peça é composta de detalhes finos e paredes finas

Na Stratasys Direct, paredes finas em um design são construídas sólidas por padrão, e apenas seções que são suficientes terão preenchimento esparso. Esta recomendação tipicamente depende da altura da camada, e temos espessuras padrão definidas de 0,2"-0,6". Espessuras mais finas são possíveis com ajuda de um engenheiro da Stratasys Direct.

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Quando Usar Preenchimento Esparso

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A Stratasys Direct recomenda que os clientes usem preenchimento esparso quando:

1. A peça pode se beneficiar de ser mais leve

Muitas empresas que utilizam impressão 3D estão procurando alternativas leves para designs que seriam usinados em metal ou materiais mais pesados. A impressão 3D pode oferecer peso reduzido entregando formas complexas e interiores esparsos.

2. A peça tem um interior grande

Se seu design tem características internas que precisam de preenchimento, é uma boa ideia aproveitar o preenchimento esparso. Não apenas seu custo por peça será reduzido, mas sua peça será entregue muito mais cedo. Além disso, se você está projetando algo grande, pode se beneficiar de reduzir o peso significativamente com menos plástico no interior.

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BMW Utiliza Preenchimento Esparso em Fixador de Teste

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A fábrica da BMW AG em Regensburg, Alemanha usava fixadores de alumínio usinados convencionalmente ao montar e testar suportes de para-choque. Os fixadores de metal eram desconfortáveis e pesados para os trabalhadores, que seguravam manualmente os fixadores para cada teste e ao aplicar os suportes de para-choque. A BMW reconheceu uma oportunidade de testar um fixador mais otimizado usando impressão 3D.

Mudando para FDM com preenchimento esparso com material termoplástico ABS-M30 para seu fixador, a BMW conseguiu criar fixadores mais personalizados que anteriormente eram muito caros para produzir. Os novos fixadores impressos em 3D são 72% mais leves que os fixadores anteriores. Os fixadores leves melhoraram a produtividade e precisão graças à ergonomia aprimorada que é muito menos cansativa para o montador. Ao mudar para impressão 3D, a BMW realizou uma economia de 58% no custo por fixador e um aumento de 92% em tempo de entrega mais rápido.