O que é Impressão 3D?

Nylon

O nylon é conhecido por ser um material resistente e semi-flexível que oferece alta resistência ao impacto e à abrasão. Isso é útil para imprimir peças, tecidos e acessórios duráveis. É uma opção ideal para geometrias complicadas ou delicadas. E é barato e um dos materiais plásticos mais resistentes com deformação mínima e fácil de tingir ou colorir. No entanto, é suscetível à água e precisa ser mantido seco. Também pode tender a encolher durante o resfriamento, tornando as impressões menos precisas. Os filamentos de nylon normalmente requerem temperaturas da extrusora entre 220-250 C (428°- 482°F).

Resina

Este também é outro material de impressão 3D comum que usa resina plástica como matéria-prima. Tem uma propriedade de baixo encolhimento e é altamente resistente a produtos químicos. Também oferece um processo de impressão mais rápido em comparação com a impressão com um filamento. E pode ser usado para fazer figurinhas, peças de xadrez, anéis, acessórios e luminárias. Os modelos 3D são impressos usando resina com temperaturas que variam entre 200-300°C (392°-572°F). A resina está no lado caro

Outros plásticos comumente usados ​​para impressão 3D

• O TPU ou Poliuretano Termoplástico é um termoplástico flexível e resistente à abrasão. Ele pode ajudar a criar objetos impressos em 3D que são duráveis ​​e têm a capacidade de suportar temperaturas ambientes de até 80 graus Celsius (176°F). É ótimo para fazer capas de telefone, tapetes de borracha e brinquedos de estresse.
• PETG ou poliéster glicolizado é um material relativamente mais forte que o ABS, que é seguro para alimentos. Mas tem baixos defeitos de encolhimento. No entanto, pode aderir à superfície de impressão e ser usado para fazer recipientes de armazenamento de alimentos, embalagens e dispositivos protéticos.
• ASA vem com fortes propriedades de resistência química e ultravioleta. É fácil de pós-processar, mas requer altas temperaturas de impressão. É frequentemente usado para fazer capas de pára-choques, equipamentos de jardim e acessórios.
• PEI (ULTEM) ou (Polieterimida) é uma boa escolha para a construção de superfícies para qualquer impressora 3D. A superfície de cor âmbar é resistente ao ataque químico e não se degrada quando exposta às condições externas. Isso o torna ideal para fazer sistemas de ventilação, travas e dutos de cabos.

Usando metais para impressão 3D

A impressão 3D de metal, também conhecida como Direct Metal Laser Sintering (DMLS), usa um feixe de laser para derreter camadas de 20 a 60 mícrons de pó metálico para fazer peças duráveis ​​a partir de pós metálicos. Eles ajudam principalmente a criar componentes de ferramentas e peças acabadas para as indústrias aeroespacial e automotiva. Por meio desses metais, é possível produzir componentes com menor peso e custo.

Alumínio

Talvez o material mais comumente usado em alumínio para impressão 3D de metal seja usado principalmente em forma de liga. É útil porque oferece propriedades com boa resistência e suporta altas tensões ao mesmo tempo em que é leve. É usado principalmente quando é essencial manter o peso baixo, como nas indústrias aeronáutica e automotiva. Com ele, você pode fazer grandes detalhes no projeto para criar geometrias complexas. O ponto de fusão do alumínio é 670°C (1238°F), tornando-o um material ideal para prototipagem. Além do custo relativamente alto, normalmente são necessárias várias construções para ajustar o design de uma peça para produção em massa por meio de impressão 3D em metal.

Aço inoxidável

O aço inoxidável é outro material metálico de impressão 3D com alto ponto de fusão de 1400 ° C (2552 ° F). Isso o torna ideal para projetos exigentes de vários métodos de fabricação, bem como para prototipagem. Também oferece aplicações na indústria médica, como a produção de ortopedia personalizada. As propriedades de resistência ao calor, livre de corrosão e tolerante à abrasão o tornam popular nas indústrias aeroespacial e automobilística para produzir peças. No entanto, a impressão é demorada, em alguns casos a nível microscópico, os aços inoxidáveis ​​impressos são geralmente altamente porosos, tornando-os fracos e propensos a fraturas.

Outros materiais comuns de impressão 3D

• Cerâmica: A cerâmica tem propriedades que podem suportar pressões e temperaturas extremas sem deformar ou quebrar. É menos provável que seja corroído e não se desgasta facilmente, dando-lhe uma vantagem sobre metais e plásticos. Eles são populares para trabalhos de alta precisão e proporcionam acabamentos suaves e brilhantes. Eles também são altamente resistentes ao calor, ácido e soda cáustica. A desvantagem é que eles exigem temperaturas muito altas para derreter, são frágeis e não são uma ótima opção para a produção de montagem de peças.
• Papel: O papel pode ser usado como material para impressão 3D e pode ser impresso para dar a sensação de madeira. No entanto, as impressões em papel 3D carecem de durabilidade e dos detalhes encontrados em outros materiais. É suscetível de encolher à medida que seca, o que torna a obtenção das dimensões exatas um problema.
• Comida: A comida também está sendo usada como material na impressão 3D. Você pode fazer um grande número de alimentos, incluindo purês, geléia, queijo. Essa tecnologia também está sendo usada pela NASA e também pode ajudar a limitar o desperdício de alimentos.

Uma visão geral da impressão 3D

A impressão 3D também conhecida como Manufatura Aditiva (AM) pode ajudá-lo a criar um design de um objeto usando software e, em seguida, a impressora 3D cria o objeto adicionando camada sobre camada de material até que a forma do objeto seja formada. O objeto final pode ser feito usando qualquer número de materiais de impressão que podem incluir plásticos, metais, pós, filamentos e papel.

Os benefícios derivados da impressão 3D incluem pequenas tiragens de produção; prototipagem fácil e rápida; rápida customização e adaptação; a capacidade de criar formas complexas; custo-benefício; e redução do desperdício. Revolucionou os sistemas de produção graças ao fato de imprimir peças em camadas. Isso torna possível criar objetos complexos que possuem estruturas internas ou submontagens em uma única execução, o que antes era difícil de fazer usando meios tradicionais de produção.

Outra inovação com este meio de produção é que o material é adicionado em vez de subtraído. Aqui, as matérias-primas são adicionadas para construir um objeto em vez de remover ou descartar o material. Isso permite execuções de fabricação em massa sem a necessidade de ferramentas individuais ou artesanato. Isso, por sua vez, ajuda a conservar as matérias-primas e cria um processo eficiente de design e produção.

A indústria mundial de impressão 3D foi avaliada em cerca de 12,6 bilhões de dólares em 2020. Espera-se que cresça a uma taxa anual de cerca de 17% entre 2020 e 2023. A tecnologia de impressão 3D é verdadeiramente inovadora e surgiu como uma tecnologia versátil que oferece uma ampla gama de aplicações adotadas por uma ampla gama de indústrias.

Impressoras 3D

Essencialmente, as impressoras 3D são como uma impressora a jato de tinta que cria um modelo 3D sólido a partir de uma variedade de materiais, em vez de produzir um simples documento em papel. As impressoras 3D são uma forma de manufatura aditiva que usa materiais e ferramentas de precisão para criar um objeto tridimensional a partir do zero. Existem muitas ferramentas de software de impressora 3D diferentes disponíveis, desde grau industrial até código aberto. Com uma impressora 3D, você pode fazer praticamente qualquer coisa, desde brinquedos, peças de máquinas, joias e até bolos.

Eles estão substituindo as linhas de produção tradicionais da fábrica por uma única máquina. Com um arquivo imprimível, você pode usar um PC comum para se conectar a uma impressora 3D e pressionar 'imprimir' para obter sua impressão 3D instantaneamente. Uma impressora 3D de mesa em sua empresa pode oferecer infinitas oportunidades. Embora a velocidade de impressão possa variar de modelo para modelo e do material específico que você usa. No entanto, continua sendo uma opção rápida para produzir protótipos, peças e criar qualquer coisa que você precise em muito pouco tempo. Eles também podem ajudar a fabricar peças industriais de alta qualidade com uma fração do custo da fabricação tradicional. Você também tem a capacidade de inovar e adicionar ajustes ao seu design, permitindo que você desenvolva e altere os materiais de acordo. Na verdade, aqui está uma boa seleção das melhores impressoras 3D para pequenas empresas no mercado hoje.

Uma breve história da impressão 3D

A consideração séria em relação à viabilidade da impressão 3D surgiu pela primeira vez na década de 1980, quando o inventor japonês Hideo Kodama recebeu uma patente para uma impressora 3D. Ele se baseou no modelo de manufatura aditiva para criar modelos e protótipos. Mas a ideia de usar tecnologias de manufatura aditiva para produzir modelos 3D estava sendo considerada pelos cientistas desde a década de 1940. Anteriormente chamado de prototipagem rápida, ele foi projetado para permitir a fabricação rápida de peças físicas, modelos ou montagem usando o CAD (Computer-Aided Design) 3D. Hoje, a tecnologia permeou literalmente todas as indústrias e continua a impulsionar a inovação.

Para que serve a impressão 3D?

A impressão 3D é predominante em vários setores hoje, da aviação à educação e da moda à alimentação. Aqui estão alguns dos principais setores que adotaram a impressão 3D.

Educação

Escolas e universidades agora estão incorporando métodos de impressão 3D em seu currículo. Isso ocorre porque o processo ajuda os alunos a criar protótipos sem a necessidade de ferramentas e equipamentos caros. Com ele, os alunos podem facilmente projetar e produzir modelos, eliminando significativamente a lacuna de ideias e imagens em uma tela para um objeto tridimensional físico.

Os alunos aprendem sobre uma variedade de aplicativos de impressão 3D explorando princípios de design, engenharia e arquitetura. Eles também podem duplicar itens como modelos, fósseis, facilmente projetar modelos de construção, estudar seções transversais de órgãos, fazer modelos 3D de moléculas e compostos químicos e muito mais.

A indústria da aviação

Para o setor de aviação, a impressão 3D está ajudando a fornecer soluções de fabricação e prototipagem. Isso, em troca, está ajudando a simplificar a montagem, mantendo os padrões de qualidade. Também economiza custos através do uso otimizado de materiais e da produção de componentes sob demanda, reduzindo assim os custos de armazenamento. Da mesma forma, está reduzindo os custos e o desperdício de ferramentas.

Automotivo

A indústria automotiva já utiliza a impressão 3D há algum tempo. Com ele, as empresas estão imprimindo peças de reposição, ferramentas, acessórios e experimentando protótipos de novos modelos de carros. No último ponto, a impressão 3D reduziu significativamente as etapas de pesquisa e desenvolvimento, bem como as etapas de design e produção na fabricação de automóveis.

Arquitetônico

Na indústria de arquitetura e construção, a impressão 3D está sendo usada para produzir modelos detalhados de edifícios. Isso permite que os arquitetos modifiquem facilmente estruturas 3D e testem diferentes potenciais de mercado com prototipagem mais rápida e acessível. Isso os ajuda a produzir rapidamente modelos em escala sofisticados de edifícios, pontes e outras estruturas arquitetônicas.

Médico

A área médica também se beneficiou da impressão 3D e está ajudando a trazer inovações em tratamento, treinamento e pesquisa. Hoje a impressão 3D está sendo usada para fazer próteses personalizadas, dentaduras, implantes, aparelhos auditivos e muito mais. Os cirurgiões utilizam réplicas exatas de modelos impressos em 3D para praticar cirurgias ou transplantes complexos.

Há otimismo de que, com a bioimpressão 3D, os cientistas possam, em um futuro próximo, imprimir tecidos para possivelmente fazer partes do corpo usando DNA de doadores para evitar que pacientes transplantados rejeitem órgãos. Já foram desenvolvidos aplicativos de engenharia de tecidos impressos em 3D para testes eficazes de testes de medicamentos.

Joalheria

Quando se trata de fazer joias, as impressoras 3D permitem que você experimente designs que não são possíveis com os métodos tradicionais de fabricação de joias. Existem duas maneiras de produzir joias com uma impressora 3D. Um você pode criar um objeto direto do design 3D ou usar o 3D para criar um molde para fundir suas joias. A tecnologia também é útil para projetos de prototipagem.

Robótica

Muitas empresas de robótica já começaram a usar a impressão 3D nos projetos de seus robôs porque a tecnologia oferece fabricação inteligente por meio da flexibilidade e personalização que a impressão 3D cria. Com ele, a prototipagem rápida é possível, permitindo projetos de refinamento rápidos com base em testes e testes. Esta é uma ótima notícia, pois ajuda no desenvolvimento de robótica para fabricação inteligente que exige precisão.

Arte

Os artistas também estão capitalizando os benefícios da impressão 3D incorporando modelos 3D em seus trabalhos. A tecnologia ajudou a esculpir relativamente fácil usando apenas esboços ou fotografias para criar esculturas incríveis diretamente do computador. Eles estão sendo usados ​​para criar trabalhos artísticos realistas, como adereços, figurinos e reproduções com relativa facilidade.

A Indústria de Manufatura

O principal atrativo da impressão 3D na fabricação é que ela torna todo o processo de fabricação rápido e econômico. Os fabricantes, mais do que nunca, podem fazer protótipos rapidamente, imprimir sob demanda e, assim, minimizar o desperdício de produção usando uma tecnologia de fácil acesso. Devido à velocidade e aos baixos custos da impressão 3D, os ciclos de vida dos produtos são reduzidos pelos fabricantes para melhorar e aprimorar os produtos em períodos mais curtos.

O que é o processo de impressão 3D?

Simplificando, a impressão 3D inclui processos aditivos em que camadas de material são construídas uma sobre a outra para criar um objeto 3D. Os tipos de impressão 3D podem variar dependendo da finalidade e do material utilizado. Mas os processos de impressão 3D envolvem estes passos simples:

1. Você pode usar seu PC para projetar digitalmente, usar um scanner 3D para digitalizar objetos 3D ou selecionar uma foto 3D para imprimir.
2. Você precisará de um desenho assistido por computador (CAD) para converter sua imagem em um arquivo STL para que sua impressora 3D imprima o objeto. Os softwares CAD populares incluem Morphi, BlocksCAD, TinkerCAD e outros.
3. Você precisará selecionar o material a ser usado para imprimir seu objeto 3D com base em sua necessidade específica, podendo ser plástico, cerâmica, metal ou outros materiais.
4. E, finalmente, você pressiona 'imprimir' para deixar sua impressora 3D imprimir seu objeto

Qual é o melhor software 3D?

A popularidade da impressão 3D em vários setores hoje levou à criação de vários programas de design 3D. Cada um tem seus usos para diferentes designs 3D e métodos de impressão. Aqui está uma seleção do melhor software de impressão 3D disponível hoje.

Em forma

Onshape vem com CAD, fluxo de trabalho de impressão 3D, colaboração, análise, ferramentas administrativas e uma API com mais de 50 aplicativos de engenharia. Ele ajuda as equipes de projeto a colaborar mais rapidamente e tomar decisões de negócios com análises em tempo real e visibilidade sem precedentes dos processos de projeto e fabricação de suas empresas. Este software CAD é usado principalmente para modelar robótica avançada, dispositivos biomédicos, máquinas industriais, equipamentos agrícolas e produtos de consumo. Ele vem com um preço de assinatura robusto de US $ 1.500 por usuário por um ano.

Rinoceronte

Rhinoceros é um software de modelagem poderoso e versátil para criar projetos 3D. Você pode criar, editar, analisar, documentar, renderizar e animar modelos 3D com relativa facilidade. Usado principalmente por designers de arquitetura e designers de interiores, permite visualizar o espaço antes da construção. Você pode facilmente transformar esboços de mão em visualizações 3D sem limites de complexidade, grau ou tamanho além dos de seu hardware ao usar o Rhinoceros. Está disponível por meio de licenciamento por US$ 915 por licença.

Fusão360

O Fusion 360 pode ser para qualquer pessoa que produz peças 3D avançadas e precisa de um software igualmente avançado para modelá-las. É considerado um dos melhores conjuntos de software CAD, mas está fortemente ligado à impressão 3D. O Fusion 360 vem com uma plataforma de software de modelagem 3D baseada em nuvem, CAD, CAM, CAE e PCB para projeto e fabricação de produtos. Oferece uma ampla seleção de aplicações para projetar e projetar produtos adequados para projeto, engenharia, eletrônica e fabricação. Os usuários que sabem pagar podem optar pela taxa de licença padrão de US$ 60 por mês sem compromisso ou pagar US$ 347 por ano.

TinkerCAD

O TinkerCAD da Autodesk é um software de modelagem e codificação 3D on-line gratuito projetado para iniciantes. Ele apresenta um conceito intuitivo de construção de blocos que permite aos usuários desenvolver modelos a partir de um conjunto de formas básicas. TinkerCAD vem com uma biblioteca de milhões de arquivos que ajuda os usuários a encontrar modelos que se adequam ao seu projeto específico. Este software simples interage com serviços de impressão de terceiros e vem com planos de aula prontos para uso online ou em sala de aula. Ele pode ser usado por designers, amadores, professores ou crianças para fazer brinquedos, protótipos, decoração de casa, modelos de Minecraft, joias e muito mais.

Solidworks

O software Solidworks CAD oferece um conjunto de ferramentas de edição para fabricação, montagens, simulação e impressão 3D. Ele oscila para o lado industrial da impressão 3D. Por meio do design paramétrico, ajuda a esclarecer a relação entre a intenção do design e a resposta do design. Um recurso importante é que ele permite atributos que estão interligados e podem alterar automaticamente seu recurso quando um atributo é alterado. Esse processo de modelagem permite que os usuários criem modelos 3D para peças e montagens de alto desempenho. Frequentemente usado por designers 3D profissionais, ele vem em três níveis: Standard, Professional e Premium.

Tecnologias de impressão 3D para os melhores designs impressos em 3D

Depois de criar seu design, é hora de imprimir! Você encontrará uma enorme variedade de métodos de fabricação 3D para escolher. O método escolhido dependerá do material em que você gostaria de imprimir e para qual indústria o produto está sendo projetado. Aqui estão alguns dos principais exemplos de métodos de impressão 3D e seus usos.

Modelagem de deposição fundida (FDM)

Considerada uma das formas mais conhecidas de manufatura aditiva, ela funciona empurrando um filamento de plástico sólido ou outros materiais em um hot-end que então extruda um fino fluxo de material fundido em camadas para construir a peça 3D desejada. Aqui o movimento da cabeça de impressão é controlado uma camada de cada vez para definir a forma impressa.

Este processo é usado para prototipagem e fabricação rápida em indústrias como automotiva, manufatura, medicina e aeronáutica. Utiliza principalmente material plástico para impressão 3D e polímeros como ABS, Policarbonato (PC), Ácido Polilático (PLA), Polietileno tereftalato (PETG) e outros.

Estereolitografia (SLA)

A estereolitografia (SLA) ou impressão em resina é uma forma de impressão 3D camada por camada usando resina plástica líquida que é endurecida usando luz para criar uma reação química para formar plástico endurecido. Ele pode ser usado para criar protótipos, modelos, componentes e hardware de computador.

Este processo ajuda a criar recursos finos e acabamentos de superfície suaves. Sua aplicação inclui fabricação, impressão de ferramentas personalizadas, moldes, joias, medicamentos e muitas outras aplicações. Embora a estereolitografia seja rápida e possa produzir quase qualquer design, pode ser cara.

Jateamento de material (Polyjet)

Esse processo funciona de maneira semelhante à impressão a jato de tinta, mas em vez de depositar tinta em uma página, ele deposita camadas de material líquido de uma ou mais cabeças de impressão. Ele ajuda a produzir protótipos visuais coloridos e altamente precisos. Suas aplicações podem ser utilizadas no ensino, automotivo, medicina, confecção de moldes e moldes de fundição.

Mesmo sendo um processo de precisão, é um dos métodos de impressão 3D mais caros, com peças que não são resistentes e se degradam com o tempo. Esse processo também permite a criação de dispositivos eletrônicos.

Fusão Seletiva a Laser e Sinterização Seletiva a Laser (SLM/SLS)

A técnica Selective Laser Melting (SLM) usa um laser de alta densidade de potência para derreter e fundir pós metálicos. Ele usa principalmente uma variedade de metais, incluindo titânio, cobre, níquel, alumínio e cobalto para indústrias como médica, automotiva, aeronáutica e até joalheria.

Neste processo pode-se produzir peças com excelentes propriedades físicas, muitas vezes mais resistentes que o metal convencional e com bons acabamentos superficiais. Isso também é útil em prototipagem e ferramentas.

Jateamento de ligante

O processo de jato de aglutinante envolve o depósito de uma fina camada de material em pó, como metal, resina polimérica ou cerâmica, na plataforma de construção. Em seguida, ele deixa cair o adesivo que é depositado por um cabeçote de impressão para unir as partículas. O Binder Jetting é usado em várias aplicações, incluindo a criação de protótipos coloridos, moldes e peças metálicas impressas em 3D de baixo custo.

Os materiais comuns usados ​​neste processo são cerâmica e metais. Também pode ser usado em aplicações industriais, dispositivos médicos e odontológicos, aeroespacial, fundição de peças e muito mais.

Fabricação de filamentos fundidos (FFF)

A fabricação de filamentos fundidos (FFF), é um processo de impressão 3D que utiliza um filamento contínuo de um material termoplástico. O filamento é alimentado a partir de um grande carretel através de um cabeçote extrusor de impressora móvel e aquecido, e é depositado no trabalho em crescimento. Esse processo é usado em aplicações que incluem prototipagem e fabricação rápida na indústria aeroespacial, medicina, projeto de máquinas e até alimentos.

Esse processo ajuda a fundir uma grande variedade de materiais, incluindo termoplásticos, termoplásticos com infusão de madeira e metal e até alimentos. Esta é considerada uma das tecnologias de impressora 3D mais baratas, pois usa materiais baratos. Também é fácil alternar materiais e permite imprimir usando vários materiais diferentes com um processo de impressão rápido.

Fusão por Feixe Eletrônico (EBM)

Em Electron Beam Melting (EBM), o pó de metal bruto ou material de fio é colocado sob vácuo e fundido a partir do aquecimento gerado por um feixe de elétrons. O processo a quente ajuda a produzir peças sem estresse residual e o vácuo garante um ambiente limpo e controlado

Essa técnica resulta na criação de produtos de alta densidade, pois utiliza todo o pó metálico. Como resultado, é predominantemente usado nas indústrias médica, aeronáutica e automotiva.

Processamento de luz digital (DLP)

O Digital Light Processing (DLP) é semelhante à estereolitografia, pois trabalha com fotopolímeros. A principal diferença é a fonte de luz. A tecnologia DLP usa uma fonte de luz mais convencional, como uma lâmpada de arco com um visor de cristal líquido. Este é então aplicado a toda a superfície da cuba de resina fotopolimérica em uma única passagem, geralmente tornando-o mais rápido que a estereolitografia. Como resultado, produz peças impressas em 3D de alta precisão e excelente resolução, ideais para a produção de protótipos.

O futuro da impressão 3D

A impressão 3D está literalmente mudando a fabricação para sempre. Oferece soluções rápidas e acessíveis tanto para prototipagem quanto para fabricação. Ele democratizou o processo de fabricação onde antes especializações e ferramentas eram um pré-requisito para o sucesso industrial. E a impressão 3D agora está fechando rapidamente a lacuna. As aplicações das ideias de negócios de impressão 3D continuam a surgir em todos os setores. E com as tecnologias de impressão 3D melhorando continuamente, não se surpreenda se em um futuro não muito distante as impressoras 3D forem itens comuns em nossas casas e escritórios.

O que é impressão 3D em palavras simples?

Simplificando, a impressão 3D é uma maneira de criar objetos sólidos tridimensionais. O objeto 3D é criado pela construção camada por camada usando uma impressora 3D especialmente projetada. Você pode usar diferentes materiais para imprimir objetos 3D que incluem plásticos, metais, cerâmicas e até alimentos.

Quais são as diferenças entre a impressão 3D e a fabricação tradicional?

A fabricação tradicional requer mão de obra qualificada, materiais extras, como moldes para moldagem por injeção, ferramentas e muito mais para produzir objetos limitados e especializados. A impressão 3D, por outro lado, requer apenas software CAD, um PC, uma impressora 3D e material de impressão para produzir um objeto 3D ecológico em um período de tempo significativamente curto.

Qual é o principal uso da impressão 3D?

A impressão 3D oferece enormes oportunidades para as empresas permitirem a prototipagem fácil. Também lhes dá a capacidade de criar designs que são muito difíceis de produzir com outros métodos, bem como construir produtos de alta qualidade.

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