Eleve Suas Impressões 3D: Técnicas Comprovadas para Acabamento de Superfície Superior

Não é segredo que processos de impressão 3D não produzem acabamentos de superfície de qualidade de injeção de plástico direto da impressora, mas há boas notícias. Tecnologias existem para ajudar, e há novos desenvolvimentos o tempo todo. À medida que o pós-processamento se torna menos manual e mais automatizado, o custo de peças impressas em 3D diminuirá.

Remoção de estrutura de suporte — ou no caso de sinterização seletiva a laser (SLS) e Multi Jet Fusion (MJF), remoção de bolo de pó — é o primeiro passo para libertar peças impressas das estruturas de suporte necessárias para a construção. Para uma leitura rápida sobre como estamos aproveitando novas tecnologias para remoção de suporte, confira este estudo de caso PolyJet. Uma vez que uma peça é libertada de suas camadas de suporte impressas, existem muitas maneiras de abordar a rugosidade de superfície dependendo de qual material foi usado. Em alguns casos, você pode estar melhor em não abordá-la de todo se fizer sentido para sua aplicação.

Por Que Peças 3D Impressas Lisas Estão em Alta Demanda

Por que o alisamento se tornou tão popular? Muitas razões. O alisamento pode:

• Melhorar estética
• Permitir melhor adesão de revestimento, tinta ou corante
• Ajudar na resistência química
• Ajudar a diminuir potencial de corrosão
• Melhorar durabilidade
• Reduzir porosidade, selando superfícies para limpeza e esterilização mais fáceis
• Eliminar defeitos de superfície que poderiam se tornar pontos fracos ou de falha
• Minimizar efeitos de atrito
• Melhorar condutividade
• Melhorar resistência à água
• Criar superfícies como injeção de plástico em peças aditivas

Esta não é de forma alguma uma lista abrangente, mas talvez lhe dê alguns pontos de consideração ao avaliar a textura da sua peça.

Medindo Rugosidade de Superfície

A medida mais amplamente usada de rugosidade de superfície é Ra, ou a rugosidade média entre um perfil de rugosidade e a linha média. Ra é o desvio do plano de superfície ideal medido em micropolegadas ou micrômetros. Uma unidade Ra maior equivale a uma superfície mais rugosa. Por exemplo, superfícies de sinterização seletiva a laser e Multi Jet Fusion 3D printing frequentemente são comparadas a um cubo de açúcar ou um par de jeans azuis.

Para a maioria dos engenheiros, estabelecer um limite superior para rugosidade de superfície é requerido, pois geralmente não é desejável por razões mecânicas ou estéticas. Às vezes, especificações Ra são usadas quando engenharia de fatores humanos requer "aderência" em uma alça ou touchpad, por exemplo. Para um mergulho mais profundo em parâmetros de rugosidade de superfície, confira ISO 25178.

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Alisando Peças FDM

O processo de modelagem por deposição fundida (FDM) cria camadas irregulares durante a impressão. Existem várias opções: Métodos atuais de alisamento incluem:

• Lixamento
• Preenchimento de lacunas
• Polimento
• Pintura
• Alisamento a vapor
• Imersão
• Revestimento epóxi
• Revestimento metálico

Cada método tem um efeito específico nas tolerâncias da peça, então certifique-se de entender quaisquer compensações que você possa estar fazendo antes de iniciar um destes processos de alisamento.

Alisando Peças de Estereolitografia

O processo de estereolitografia (SLA) cria uma superfície muito mais lisa direto da impressora comparado à FDM porque não depende de uma abordagem baseada em filamento. Dois métodos comuns para alisar peças SLA incluem lixamento manual e jateamento de mídia. O jateamento de mídia pode ser feito com areia, granalha ou esferas de cerâmica. Frequentemente, lixamento manual ou uma combinação de ambos os métodos é necessária para alcançar uma textura uniforme, e movimentos de lixamento circular funcionam melhor. Para alcançar um polimento mais alto, use lixa de grão alto.

Alisando Peças de Sinterização Seletiva a Laser (SLS) e Multi Jet Fusion

Processos de impressão baseados em pó como SLS e MJF podem aproveitar lixamento manual para aplicações funcionais. No entanto, descobrimos que lixa não alisa completamente estas superfícies ao nosso nível de escrutínio, mesmo com papel de grão alto, especialmente se uma aplicação de tinta for necessária. O resultado pode parecer mais liso, mas a textura muda para mais uma superfície aveludada. Não é uma comparação 1:1 com a forma como peças SLA lixam. Alisar verdadeiramente estes materiais é melhor alcançado usando usinagem.

Peças de náilon e TPU também dependem de técnicas adicionais como alisamento químico ou a vapor para essencialmente derreter a superfície em uma textura uniforme. Este método está se tornando mais difundido. Sempre tingimos nossas peças MJF de preto para criar uma aparência estética uniforme. Se você quer uma peça SLS ou MJF pintada lisamente, é melhor começar com uma camada pesada de primer para selar o material. O primer pode ser alisado antes da aplicação da tinta.

Alisando Peças Metálicas Impressas em 3D

Seja você imprimindo ou usinando peças metálicas, superfícies lisas são esperadas. Com manufatura aditiva, usinagem pós-impressão é uma maneira de remover aquelas bordas rugosas. Outras possibilidades incluem:

• Shot peening em toda a peça, ou você pode polir ou brunir regiões específicas da peça
• Polimento ou gravação eletroquímica
• Acabamento vibratório, tumbagem e acabamento centrífugo também são boas maneiras de alisar superfícies. Como jateamento de mídia e shot peening, estes processos funcionam bem para acabamento de superfícies externas, mas acessar superfícies e canais internos pode ser desafiador.
• Usinagem por fluxo abrasivo (também conhecida como extrude hone) para suavidade de paredes internas. Isso usa uma mídia abrasiva que essencialmente erosiona e desbarba caminhos internos.
• Superacabamento isotrópico, que usa vibração e polimento para dar à peça um acabamento espelhado

Deve-se notar que existem alguns casos onde superfícies rugosas e maximização da área de superfície total são integrais a um design de peça. Um dos exemplos mais citados é um implante estrutural que requer osteointgração (crescimento ósseo em um implante) para alcançar sua função. Stryker é uma empresa que está pioneirando o que o design de implante poroso aditivo pode alcançar.

Controlar o acabamento de superfície de peças aditivas e automatizar o processo estão avançando em velocidades rápidas e estamos animados para ver quais processos adicionais decolarão nos próximos cinco anos. Para um recurso de bolso, confira nosso Guia de Acabamento de Superfície de Impressão 3D para ver exemplos de perto de peças e acabamentos de superfície que podemos produzir usando cada uma de nossas tecnologias de impressão 3D.