Tudo o que você precisa saber sobre impressão 3D e seus utilitários

A impressão 2D faz parte de nossas vidas há muitos anos. Nessa época, muitas são as tecnologias utilizadas para impressão, mas a verdade é que hoje a impressão 3D já é uma realidade. É difícil não ter ouvido falar em impressão 3D hoje em dia, mesmo tendo visto algumas das criações, no entanto, ainda é um mundo bastante desconhecido para a maioria das pessoas. Se você achar que é um assunto de interesse, vamos mostrar um pouco da história das impressoras 3D, em que consiste esse tipo de impressão e como funciona, tipos de impressoras e alguns modelos para nos iniciar neste mundo.

Para entrar no assunto, vamos explicar o que é exatamente a impressão tridimensional, um pouco de história sobre a origem desse processo e como funciona para ver a quantidade de lucros que pode ter hoje e no futuro, bem como os diferentes métodos de impressão, materiais e algumas impressoras domésticas com as quais podemos começar. Pode parecer algo totalmente estranho para você ou que é impossível para você ter uma impressora 3D em casa, mas são mais comuns do que você pensa.

Compre agora acessórios para as suas Impressoras 3D na 3D Rio – Preços imperdíveis.

O que é impressão 3D

A impressão 3D é um grupo de tecnologias de manufatura aditiva capaz de criar um objeto tridimensional sobrepondo camadas sucessivas de um determinado material. Um processo pelo qual objetos físicos são criados por meio de camadas de material de um modelo digital. Portanto, é um processo no qual um objeto físico é criado em três dimensões por meio de um objeto ou modelos digitais usando uma impressora 3D que pode usar diferentes tecnologias e materiais para sobrepor camadas até criar uma réplica perfeita.

Um pouco de história

Embora pareça um termo e tecnologia modernos, a verdade é que em 1976 foram desenvolvidos os primeiros equipamentos e materiais de construção para impressão 3D. Alguns anos depois, em 1981, Hideo Kodama inventou dois métodos de manufatura AM de um modelo de plástico tridimensional com um polímero fotopolimerizável.

Em 1984 foram vários os projetos apresentados e patenteados com base no processo de estereolitografia, que se baseia na adição de camadas por cura de fotopolímeros com lasers ultravioleta. Além disso, foi definido um sistema de geração de objetos tridimensionais por meio da criação de um padrão do objeto a ser formado que deu origem ao formato de arquivo STL, hoje amplamente aceito para impressão 3D.

Em 1992 , a primeira máquina de impressão 3D do tipo SLA (estereolotigráfica) foi desenvolvida e foi obra da empresa 3d Systems. Um laser ultravioleta solidificou um fotopolímero camada por camada para criar objetos tridimensionais. Embora não fossem peças muito perfeitas, isso nos fez pensar no grande potencial que esse tipo de máquina poderia oferecer.

Sete anos depois, em 1999, grandes avanços puderam ser vistos com o primeiro órgão cultivado em laboratório pela equipe de pesquisadores do Instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa por meio do projeto de impressão de órgãos e tecidos com tecnologia de impressão 3D.

Em 2006, foi construída a primeira impressora SLS ou tipo de sintetizador a laser seletivo. Uma máquina que utiliza laser para fundir materiais durante o processo de impressão 3D e que deu grande esperança à fabricação de peças industriais, próteses, etc. Alguns anos depois, através do projeto RepRap, a primeira impressora capaz de replicar seus próprios componentes viu a luz, o que permitiu a construção de impressoras idênticas ou peças de reposição.

Avanços e novidades

Em 2011, engenheiros da Universidade de Shouthampton projetaram um drone impresso em 3D e fabricado em apenas uma semana. Nesse mesmo ano, também foi possível ver o primeiro protótipo de um carro cuja carroceria havia sido criada através de impressão 3D ou como essa tecnologia foi levada para um mercado muito diferente como a joalheria, podendo até imprimir peças de ouro e prata em 3D de certos modelos.

Nos últimos anos, vimos múltiplas aplicações em implantes dentários, próteses ósseas, etc. Vimos até como recentemente as impressoras 3D foram usadas para fabricar suprimentos médicos para ajudar a combater o coronavírus em hospitais, adaptadores para respiradores, telas de proteção, etc.

Como funciona e métodos de impressão 3D

A impressão 3D requer o uso de software , o hardware correspondente da máquina ou impressora e os materiais usados ​​para a impressão em si e que todos trabalhem juntos. O próprio processo de impressão consiste em criar objetos tridimensionais sobrepondo camadas de baixo para cima.

Antes de iniciar o processo, o software divide o gráfico em camadas finas como o diâmetro do material de saída. Para cada camada, a impressora se move no plano para liberar o material nas coordenadas correspondentes e, assim, formar a figura em três dimensões e idêntica à desenhada em 2D.

Portanto, a primeira coisa que precisamos para imprimir um objeto em três dimensões é um arquivo criado com algum software de modelagem 3D . O próximo passo é utilizar o material ideal para sua fabricação. Geralmente são usados ​​materiais termoplásticos, mas também existem impressoras 3D capazes de usar outros materiais como metal, resinas ou polímeros. Ou seja, neste caso o custo das impressoras é muito maior, pois devem ser capazes de derreter o material para uso na impressão em camadas.

E, por fim, há, claro, a própria impressora, que como já podemos deduzir, existem diferentes tipos dependendo, principalmente, do material utilizado para a impressão 3D.

Tecnologias ou métodos

Existem diferentes tecnologias disponíveis para impressão 3D que diferem principalmente na maneira como as diferentes camadas são usadas para criar as peças. Alguns usam métodos de fusão do material para formar as camadas, como SLS ou FDM, enquanto outros depositam materiais líquidos que são solidificados com diferentes tecnologias. Entre os métodos mais utilizados estão:

  • Impressão a jato de tinta: neste método, a impressora cria o modelo de camada espalhando uma camada da seção da peça. Este processo é repetido até que todas as camadas sejam impressas e é o único que permite a impressão de protótipos em cores.
  • Modelagem de deposição fundida (FDM):Como o próprio nome sugere, este método deposita um material fundido em uma estrutura camada por camada que é posteriormente sintetizada por um laser para solidificação. Este método também inclui a síntese de metal por laser ou DMLS.
  • Estereolitografia (SLA): Aestereolitografia ou tecnologia SLA é aquela que utiliza resinas líquidas fotopoliméricas que se solidificam com o uso da luz emitida por um laser ultravioleta. Desta forma, camadas de resina sólida são criadas até que o objeto seja formado.
  • Fotopolimerização por luz ultravioleta: Nesta ocasião, a fotopolimerização por luz ultravioleta ou SGC, utiliza um recipiente de polímero líquido que é exposto à luz de um projetor sob certas condições. Desta forma, o polímero endurece à medida que a placa de montagem se move lentamente para baixo para criar as diferentes camadas à medida que o polímero se solidifica.
  • Fotopolimerização por absorção de fótons (SLS):Neste método, o objeto 3D é criado a partir do uso de um bloco de gel e de um laser. Em outras palavras, o gel se solidifica nas áreas onde é focado com o laser devido a um processo de não linearidade óptica de fotoexcitação. O gel restante é então removido.
  • Impressão com gelo:Recentemente também vimos como foram desenvolvidos métodos ou técnicas que, por meio de um processo de resfriamento, permitem a impressão 3D usando o gelo como material. Uma tecnologia ainda em desenvolvimento e cujas vantagens ainda estão por vir.

Materiais

Com base nos métodos usados ​​para impressão 3D, vimos que diferentes materiais podem ser usados. E é que uma impressora não pode usar nenhum material para imprimir, mas tem que usar algum compatível com o tipo de impressora e as tecnologias utilizadas.

Existe uma grande variedade de materiais usados ​​para imprimir objetos em três dimensões, desde materiais líquidos, sólidos, flexíveis, transparentes, opacos, coloridos, etc. Materiais que de acordo com suas propriedades podem satisfazer as necessidades das peças ou objetos criados a partir deles, pois cada um possui características e propriedades diferentes que permitem a criação de determinados objetos com certa resistência ou com maior precisão. Entre os materiais mais utilizados estão:

Ácido polilático (PLA)

É um polímero composto por elementos semelhantes ao ácido lático e com propriedades semelhantes às do tereftalato de polietileno (PET) comumente utilizado para fazer embalagens. Um termoplástico feito de amido de milho, mandioca, mandioca ou cana-de-açúcar.

Laywoo-D3

Material formado pela mistura de um polímero, semelhante ao PLA, e pó de madeira em diferentes percentagens e que oferecem um resultado com aspecto semelhante à madeira e que podem ser facilmente pintados e lixados.

Acrilonitrila butadieno estireno (ABS

Nesta ocasião, é um plástico muito resistente que resiste a altas temperaturas. Oferece alguma flexibilidade e é fácil de pintar.

Poliestireno de alto impacto (HIPS)

É uma variedade de poliestirenos, um polímero bastante quebradiço à temperatura ambiente e que se modifica adicionando polibutadieno para melhorar a sua resistência.

Tereftalato de polietileno (PET)

É um tipo de plástico amplamente utilizado para embalagens de bebidas. Quimicamente é um polímero obtido a partir da reação de policondensação entre o ácido tereftálico e o etilenoglicol. Pertence ao grupo dos materiais sintéticos denominados poliésteres.

Elastômero termoplástico (TPE)

Eles são um tipo de polímero ou mistura de polímeros que formam materiais termoplásticos e elastoméricos. Ou seja, eles combinam as vantagens de materiais elásticos como borrachas e materiais plásticos.

Filaflex

É um filamento elástico à base de poliuretano e outros aditivos que juntos oferecem grande elasticidade. A impressão com este tipo de material é mais lenta, mas é muito útil para determinados objetos.

Laybrick

É um material que resulta da mistura de diversos plásticos e gesso. Isso faz com que os objetos pareçam pedra e podem ser facilmente pintados e lixados.

Nylon

Polímero sintético do grupo das poliamidas. Fibra têxtil elástica e resistente amplamente utilizada na fabricação e fabricação de tecidos e tecidos.

Metais Amorfos (BGM)

Metais amorfos com aqueles que apresentam estrutura desordenada de nível atômico, que permitem diversas formas de solidificação.