Uma das áreas mais promissoras do mundo moderno é a criação de objetos tridimensionais usando a impressão 3D. A tecnologia de impressão permite criar produtos bastante complexos e detalhados. Hoje, o uso da impressão tridimensional é possível não apenas nos locais de produção, mas também em casa, para isso basta comprar uma impressora 3D.
O que é uma impressora 3D?
Conteúdo do artigo
- O que é uma impressora 3D?
- Tipos de impressoras 3D
- O que uma impressora 3D pode fazer?
Uma impressora tridimensional é um dispositivo capaz de formar objetos com base em modelos 3D digitais criados. Os produtos são obtidos por camadas de material. As resinas termoplásticas e fotopoliméricas são usadas como base, mas com o desenvolvimento da tecnologia, aumenta o número de materiais usados como matéria-prima.
O procedimento para fabricar produtos é semelhante a este:
- O processo de criação de um modelo 3D, ou seja, desenvolver uma imagem visual do produto futuro, mantendo todas as proporções. O modelo é criado usando software especializado.
- Após criar o modelo, você deve processar o arquivo. O processamento consiste em converter o arquivo em código digital, que divide todo o modelo em várias camadas paralelas. Assim, são gerados comandos para o dispositivo 3D, que distribui o material para criar o objeto.
- A etapa final é a impressão 3D do produto, ou seja, o processo de criação do produto por aplicação camada a camada do material. O processo é realizado usando uma cabeça de impressão (extrusora), que se move ao longo dos eixos 0Y e 0X, isto é, o material é alimentado apenas horizontalmente, de acordo com o código do programa da camada. Para aplicar a próxima camada, a extrusora se move ao longo de uma guia vertical (ao longo do eixo 0Z) a uma distância igual ao tamanho da camada. Em seguida, a próxima camada horizontal começa a ser aplicada.
Ajuda: O processo de impressão, dependendo da tecnologia de fabricação, pode variar, mas o processo geral de criação de produtos é a aplicação em camadas do material.
Tipos de impressoras 3D
Os dispositivos são divididos de acordo com a singularidade do processo de impressão, ou seja, da tecnologia usada. Os métodos de impressão mais comuns são FDM (Modelagem de Deposição Fundida / Modelagem Direcional) e SLA (estereolitografia a laser / estereolitografia a laser)
A tecnologia de modelagem direcional é um dos primeiros métodos de impressão a aparecer. Como material para a fabricação de objetos, o termoplástico é usado na forma de raios de ferida ou linhas em um carretel. O método de impressão é o seguinte:
- O carretel ou linha está instalado na extrusora. Sob a ação do dispositivo de aquecimento, o material começa a derreter e, através do canal, entra na superfície de trabalho.
- A extrusora se move nas coordenadas fornecidas, de acordo com o código digital. A produção ocorre em camadas em relação ao plano horizontal.
- Na fabricação de produtos complexos, dois materiais são utilizados: o principal e o auxiliar. O produto é criado usando o material principal. O material auxiliar destina-se a criar suportes temporários, bem como a preencher o espaço vazio do produto. Porque a impressora não consegue imprimir um objeto no ar sem qualquer motivo.
Ajuda: O material auxiliar é subsequentemente removido usando um solvente especial ou é facilmente rompido.
Os produtos fabricados com a tecnologia FDM possuem boa resistência mecânica e química. Tais propriedades são alcançadas através do uso de termoplásticos de classe industrial. Além disso, esta tecnologia é leve e adequada para uso em condições domésticas.
A tecnologia SLA ou estereolitografia imprime produtos usando resinas fotopoliméricas líquidas que solidificam sob a influência de uma fonte de energia na forma de um laser. Usando esse método, os produtos têm alta precisão (até 15 mícrons). A impressão de objetos é a seguinte:
- A superfície de trabalho é baixada para um recipiente com líquido de fotopolímero até uma profundidade de uma camada;
- Uma fonte de energia (laser) corta a forma do objeto nas coordenadas fornecidas;
- O processo de polimerização prossegue como resultado do qual a solidificação ocorre nos locais de contato;
- O procedimento é repetido para cada camada até que o objeto seja fabricado;
- Após a fabricação, o modelo é imerso em um recipiente com uma solução especial para limpeza de elementos auxiliares;
- O estágio final é a irradiação ultravioleta, a fim de acelerar o processo de formação do produto.
A estereolitografia é uma das tecnologias mais avançadas, mas precisa de materiais caros. Existem também tipos de impressão menos conhecidos:
SlS (sinterização seletiva a laser), o princípio de criar um objeto é fornecer uma fina camada de material em forma de pó, que é sinterizado pelo laser, para a área de trabalho. As principais vantagens deste método são a falta de necessidade do uso de elementos auxiliares, mas requer tratamento térmico adicional. Não fornece para uso doméstico.
EBM (fusão de feixe de elétrons). A tecnologia é semelhante à sinterização seletiva a laser, mas o produto é criado no vácuo e não requer tratamento térmico adicional.
A impressão tridimensional inclui uma caneta 3D. O princípio de operação é semelhante à tecnologia FDM, mas tem uma aparência mais miniatura e é usado para criar desenhos com um efeito tridimensional.
O que uma impressora 3D pode fazer?
Hoje, a impressão tridimensional é usada em quase todas as áreas da vida. Existem exemplos de criação de pratos culinários usando impressão 3D. Partes de qualquer complexidade são criadas para estruturas mais complexas em todos os setores. Mas a área mais relevante e necessária ainda é a medicina.
Várias empresas estão desenvolvendo simuladores orgânicos que quase podem substituir tecidos naturais. A impressão 3D também ajuda no ambiente protético das articulações. O uso mais comum da fabricação tridimensional foi na odontologia. Além das próteses, as impressoras também são usadas para fazer modelos de órgãos. As possibilidades de impressão tridimensional estão aumentando a cada dia e se tornando mais acessíveis.
As impressoras 3D ajudam não apenas as pessoas, mas também os animais. Um dos casos famosos é a criação de uma concha para uma tartaruga que foi ferida em um incêndio na floresta. Assim, a nova carapaça salvou a vida do animal, e existem muitos casos assim. Outro caso único é uma perna protética para um elefante. A singularidade do caso reside no fato de que as próteses para um elefante praticamente não são fabricadas devido ao grande peso do animal.
A moderna tecnologia de impressão permite criar até todo o edifício. Durante a construção de uma casa pequena (37 m²), os pesquisadores passaram apenas 24 horas, o que resultou em metade do preço comparado ao método usual.
