A impressão 3D está se tornando o futuro da era da fabricação. Também conhecido como fabricação aditiva, é um termo guarda-chuva que engloba várias tecnologias de fabricação que constroem peças camada por camada. No total, sete categorias de processos de fabricação aditiva foram identificadas e estabelecidas até agora.
Modelagem de deposição fundida (FDM)
A FDM, também chamada de fabricação de filamentos fundidos (FFF), é atualmente a mais popular tecnologia de impressão 3D.
A maneira como o FDM geralmente funciona é que um carretel de filamento é carregado na impressora 3D e alimentado através de um bocal de impressora na cabeça de extrusão. O bocal da impressora é aquecido à temperatura desejada, ao que um motor empurra o filamento através do bocal aquecido, fazendo com que ele derreta. A impressora então move a cabeça de extrusão junto com coordenadas especificadas, estabelecendo o material derretido na placa de construção, onde esfria e solidifica. Uma vez que uma camada esteja completa, a impressora passa a estabelecer outra camada. Este processo de impressão de seções transversais é repetido, construindo camada sobre camada até que o objeto esteja totalmente formado.
A FDM oferece uma série de vantagens. Em primeiro lugar, o FDM é uma das escolhas mais rápidas na impressão 3D, pois peças produzidas com FDM podem estar prontas em alguns minutos ou algumas horas. Em segundo lugar, o FDM desfruta de grande escalabilidade - pode ser facilmente dimensionado para qualquer tamanho, levando assim a uma relação custo-tamanho baixo. As impressoras FDM estão continuamente sendo feitas maiores e menos caras, devido aos baixos custos de peças e aos designs simples envolvidos. Em terceiro lugar, o FDM é a única tecnologia de impressão 3D que utiliza termoplásticos de grau de produção, por isso os itens impressos têm excelentes atributos mecânicos, térmicos e químicos.
A tecnologia FDM é amplamente difundida hoje, e usada em indústrias como fabricantes de automóveis, produtores de alimentos e fabricantes de brinquedos.
Estereolithografia (SLA)
SLA é a primeira inovação de impressão 3D do mundo introduzida por Chuck Hull em 1986. E ainda hoje, o SLA ainda é a tecnologia de impressão 3D mais econômica disponível quando partes de alta precisão ou acabamento de superfície lisa são necessárias. Os melhores resultados são alcançados quando o designer aproveita os benefícios e limitações do processo de fabricação.
As máquinas de impressão SLA não funcionam como impressoras normais de desktop que extrudam alguma quantidade de tinta à superfície. As impressoras 3D SLA operam com um excesso de plástico líquido que depois de um tempo endurece e se forma a um objeto sólido. Depois que o plástico endurece um estágio da impressora cai no tanque uma fração de milímetro e o laser forma outra camada até que a impressão seja concluída. Afinal, as camadas são impressas, o item tem que ser enxaguado usando um solvente e, em seguida, colocar em um forno ultravioleta para completar o processamento.
De um modo geral, a SLA pode produzir peças com alta precisão dimensional e com detalhes intrincados. E as peças feitas de SLA têm um acabamento de superfície muito suave, tornando-as ideais para protótipos visuais. No entanto, as peças SLA são geralmente frágeis e não são adequadas para protótipos funcionais. As propriedades mecânicas e a aparência visual das peças SLA se degradarão ao longo do tempo quando as peças estiverem expostas à luz solar.
A resina, um tipo de polímero termoativo leve, é o material mais comum usado para impressão 3D SLA. Uma grande variedade de resinas estão disponíveis comercialmente, incluindo resinas padrão, resinas de engenharia, resinas odontológicas e médicas e resinas castable.
Sinterização a laser seletiva (SLS)
Criar um objeto com tecnologia de fusão de leito em pó e pó de polímero é geralmente conhecido como sinterização a laser seletiva (SLS). O processo foi desenvolvido e patenteado na década de 1980 por Carl Deckard - então estudante de graduação na Universidade do Texas - e seu professor de engenharia mecânica, Joe Beaman.
Objetos impressos com SLS são feitos com materiais em pó, mais comumente plásticos, como nylon, que são dispersos em uma fina camada em cima da plataforma de construção dentro de uma máquina SLS. Um laser, que é controlado por um computador que lhe diz qual objeto "imprimir", pulsa na plataforma, traçando uma seção transversal do objeto sobre o pó. O laser aquece o pó tanto para um pouco abaixo de seu ponto de ebulição (sinterização) ou acima de seu ponto de ebulição (derretimento), que funde as partículas no pó em uma forma sólida. Uma vez formada a camada inicial, a plataforma da máquina SLS cai — geralmente por menos de 0,1 mm — expondo uma nova camada de pó para o laser rastrear e fundir juntos. Este processo continua repetidamente até que todo o objeto tenha sido impresso. Quando o objeto está totalmente formado, ele é deixado para esfriar na máquina antes de ser removido.
A diferença mais notável entre SLS e SLA é que ele usa material em pó no tanque em vez de resina líquida em um cubo, como o SLS faz. Além disso, o SLS não precisa usar algumas outras estruturas de suporte, pois o objeto que está sendo impresso é cercado por pó não interesso.
