Ouviu falar sobre a impressão 3D e quer saber o que é e como realmente funciona? Bom, você veio ao lugar certo. De prédios a próteses, aeroespacial e até a alimentação, a impressão 3D é uma técnica de fabricação em constante evolução que está se tornando cada vez mais popular a cada dia que passa.
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Apesar de estar em seus estágios iniciais de desenvolvimento, a impressão 3D surpreendeu o mundo industrial com suas vantagens incomparáveis ??e seu incrível potencial. Dessa forma, seja você um iniciante ou um profissional experiente, você vai adorar as seguintes explicações e dicas sobre impressão 3D.
Portanto, sem mais delongas, aqui está um guia completo para o mundo da impressão 3D, já que “revela” tudo o que você precisa saber da maneira mais simples e útil.
O que é impressão 3D?
De forma resumida, podemos dizer que a impressão 3D é o processo de criação de objetos tridimensionais com base em um modelo digital predefinido. Ela funciona como uma tecnologia de camadas, ou seja, fabricar produtos imprimindo camadas sobre camadas até que todo o objeto seja formado.
Seja uma obra de arte, uma forma arquitetônica, um protótipo de um produto que você deseja testar, um acessório doméstico, uma peça de carro, um dispositivo biomédico, um componente aeroespacial ou mesmo um órgão biológico, construindo camada sobre camada, na verdade, você pode criar, com altos graus de complexidade, produtos que normalmente não conseguiria criar com os métodos tradicionais de fabricação.
Entretanto, é claro, isso depende das limitações da impressora 3D que você está usando. Mas ainda sim mostra o amplo leque de aplicativos para os quais a impressão 3D já está sendo usada (e poderá ser usada no futuro). Além disso, a impressão 3D também é conhecida como manufatura aditiva (AM).
Por que você deveria optar pela impressão 3D em vez de outros métodos de fabricação?
Além da capacidade de fabricar peças complexas, a impressão 3D faz isso essencialmente em uma fração do tempo e a um custo significativamente menor em comparação às técnicas tradicionais, como forjamento, moldagem e escultura.
Curiosamente, mais e mais impressoras amigáveis estão sendo lançadas, o que é o próximo passo na revolução do mundo industrial.
Quais são os benefícios da impressão 3D?
Agora, estamos em um rolo. Veja como a impressão 3D pode deixá-lo melhor na sua busca por uma melhor fabricação.
1. Fabricação rápida
Um dos fatores mais importantes na fabricação é o tempo. Dessa forma, é crucial que o tempo de fabricação seja o mais curto possível, mantendo a qualidade. Portanto, de forma resumida, podemo dizer que a impressão 3D pode economizar muito tempo.
É por isso que recebe o nome alternativo de “prototipagem rápida”.
A prototipagem rápida é essencialmente um processo de fabricação em uma etapa que ajuda a minimizar o tempo do processo, preservando a complexidade, a precisão e a fidelidade ao produto final.
Em resumo, um protótipo que exigia dias (até semanas) para terminar ou testar anteriormente pode ser simplesmente impresso em 3D pela manhã, testado, modificado e reimpresso à noite.
2. Complexidade precisa e flexibilidade no design
Técnicas de fabricação convencionais impõem limitações quando se trata de liberdade de design e complexidade. Requisitos como cortes inferiores, ângulos de inclinação e acesso à ferramenta restringem a margem de projeto.
Dessa forma, a impressão 3D contorna esse problema por causa de sua metodologia intrínseca de camadas. Portanto, não há necessidade de todos os requisitos de consumo. Com a impressão 3D, você pode imprimir objetos com altos níveis de complexidade e precisão.
3. Versatilidade e acessibilidade
Uma característica surpreendente das impressoras 3D é que elas se encaixam em quase todos os lugares. Contanto que você tenha um software de design e um software de “fatiar” no seu computador, sua impressora 3D fará o resto.
A impressão 3D está sendo acessada por um número crescente de pessoas, mas não necessariamente profissionais. Além disso, sua versatilidade e facilidade de uso permitem que até indivíduos amadores possam usá-la de maneira eficaz.
4. Personalização pessoal
Fabricantes industriais geralmente produzem produtos através da produção em massa. Esse é o uso dos mesmos moldes e requisitos de design para modelar e produzir seus produtos.
Modificar a forma e o design do produto para atender a certas necessidades do cliente, mesmo que ligeiramente, requer esforço e investimento substanciais. Por outro lado, a impressão 3D oferece liberdade sem fim e facilidade de personalização.
5. Alívio de risco
Uma etapa muito crítica na construção de projetos é testar o protótipo para evitar o risco de criar um produto com defeito ou investir em ferramentas de grande orçamento.
Ao imprimir e testar um protótipo com alta conformidade com o produto final, você pode estabelecer um alto nível de confiança antes de gastar muito dinheiro.
Além disso, as técnicas tradicionais consistem em várias etapas de fabricação para fornecer o produto desejado. Isso gera um risco significativo de erro durante o processo.
A impressão 3D, por outro lado, é fundamentalmente uma técnica de fabricação em uma etapa que não requer a interferência do operador. Assim, ajuda a eliminar a incerteza e reduzir os erros de maneira rápida e de baixo custo.
6. Sustentabilidade e redução de resíduos
Os métodos convencionais de fabricação são, por definição, abordagens de cima para baixo.
Eles são subtrativos. Para formar o produto, eles cortam um bloco de material. Dessa forma, eles extraem volumes significativos de material indesejado. Além disso, este material indesejado acaba sendo desperdiçado.
Alguns são reciclados, mas ainda exigem tempo, esforço e dinheiro. A impressão 3D, ao contrário, é uma abordagem de baixo para cima. Portanto, é aditivo. Ele utiliza adequadamente a quantidade necessária de material para a construção da parte. Além disso, esses materiais são principalmente recicláveis ??e reutilizáveis. Consequentemente, pouco ou nenhum desperdício é gerado.
A impressão 3D também é relativamente eficiente em termos de energia. Essa redução no consumo de energia e na geração de resíduos ajuda a diminuir o impacto no meio ambiente e, portanto, aumentar o nível de sustentabilidade.
7. Relação custo-benefício
Este é sem dúvida o recurso mais marcante da impressão 3D. Os custos incorridos por empresas e indivíduos ao empregar técnicas tradicionais de fabricação são significativamente altos.
As técnicas tradicionais são especialmente caras para fabricação e prototipagem de baixo volume. Portanto, é aqui que a impressão 3D pode desempenhar um papel eficaz.
A manufatura aditiva possui uma vantagem competitiva significativa em relação a outros métodos de manufatura em termos de custos de máquinas, materiais e mão-de-obra.
Além disso, os custos da máquina geralmente contribuem menos para o custo total de fabricação. No entanto, a eficiência de tempo e o recurso de fabricação em uma única etapa proporcionam uma vantagem à impressão 3D, que, por sua vez, resulta em maior rotatividade.
Os custos de material variam dependendo do tipo de tecnologia utilizada. Os custos de mão-de-obra são outro ponto forte, já que você não precisa contratar vários operadores altamente qualificados para fazer o trabalho.
Dessa forma, com o pressionar de um botão, a maioria das impressoras 3D é capaz de executar todo o processo sem maiores interferências.
Outras vantagens incluem espaços de armazenamento menores, ficando à frente dos concorrentes, testes de mercado, melhor comunicação dos produtos e confidencialidade.
Mas quais são as desvantagens da impressão 3D?
Como qualquer outra tecnologia, a impressão 3D não é perfeita. Portanto, existem algumas limitações também. Confira:
1. Fragilidade do produto
A metodologia camada por camada da impressão 3D pode resultar em um produto que pode ser 10-50% mais fraco e mais frágil em certas direções em relação aos materiais a granel.
Normalmente, esse não é um problema grave, no entanto, você não usaria isso em objetos críticos.
Algumas impressoras 3D, como DMLS e SLM, podem produzir peças mais fortes.
Nas indústrias em que você precisa de produtos confiáveis e duráveis – como aeroespacial – essas impressoras se tornaram cada vez mais populares.
2. Economias de escala
A impressão 3D é bastante vantajosa na fabricação de baixo volume. No entanto, uma vez que o volume é aumentado, a impressão 3D perde sua vantagem competitiva, pois o preço de produção por unidade diminui minimamente .
Comparativamente, o preço por produto nos processos de fabricação tradicionais cai drasticamente com o aumento do volume. Dessa forma, processos mais econômicos para produção em grande volume incluem usinagem CNC e moldagem por injeção.
Basicamente, a impressão 3D é ótima para pequenas tiragens em lote – mas ainda não é econômica o suficiente para a impressão em massa.
3. Precisão
Há uma pequena margem de erro quando se trata de impressão 3D. Dessa forma, isso tende a variar entre ± 0,01 mm e ± 0,5 mm.
Portanto, se você é uma empresa comercial que fabrica para um cliente, há um pequeno risco de que seu produto não atenda com precisão aos requisitos de seu cliente.
Obviamente, à medida que a tecnologia se desenvolve, sua precisão também deve aumentar.
4. Processamento pós-impressão
Uma vez que você realmente imprimiu uma peça, ela geralmente ainda requer um pouco de pós-processamento para garantir que esteja pronta para ser usada. Isso pode incluir lixar e pintar a peça.
Portanto, embora o processo de impressão 3D economize tempo, é necessário levar em consideração o tempo necessário para o pós-processamento. Além disso, também pode ser necessário criar peças de suporte – especialmente se você tiver uma saliência no objeto.
Outras desvantagens incluem resíduos de subprodutos, possíveis emissões tóxicas, materiais limitados de impressão, limitações de tamanho e possíveis falsificações de produtos.
Como funciona a impressão 3D?
Etapa 1: crie seu design em um software de modelagem CAD
Primeiro de tudo, você precisa criar um blueprint 3D do objeto que irá imprimir. Para isso, você precisa utilizar um software de modelagem CAD e conseguirá criar seus próprios projetos. Além disso, seja você iniciante ou profissional, existem várias opções de software à sua disposição.
Se você não planeja começar a aprender um conjunto complexo de ferramentas, pode usar o SketchUp e o Autodesk Fusion 360. Eles são excelentes para iniciantes e incluem todas as ferramentas necessárias para criar, editar e produzir seu design 3D. Além disso, existem muitos sites úteis para encontrar modelos de designe 3D, como o Thingiverse e MyMiniFactory.
Se seu objetivo é um software de design profissional e você deseja dedicar algum tempo e aprender a usá-lo, a Autodesk fornece outras opções de software com recursos avançados. Dessa forma, softwares como 3DS Max , Maya e NetFabb da Autodesk permitem controlar todos os detalhes do seu design.
Etapa 2: Exportar seu design como um arquivo STL
Depois que seu modelo foi projetado, exporte-o como um arquivo .STL, que é o formato de arquivo comum usado para impressão 3D. STL geralmente significa “estereolitografia” – um tipo de impressão 3D.
Às vezes, é considerada uma abreviação de “Linguagem padrão do triângulo” ou “Linguagem padrão de mosaico“.
Basicamente, é o formato em que o seu software CAD exportará seu design para o software de fatiamento.
Etapa 3: Importar o arquivo STL para um software de “fatiamento”
Após finalizar o design, ele deve ser fatiado antes da impressão. Portanto, para fazer isso, importe seu arquivo STL para um software de fatiamento.
É aqui que você coloca o objeto do seu design em camadas, em termos de materiais. Dessa forma, você pode fazer isso através de um software de fatiamento ou através da sua impressora 3D.
Tendo em conta as dimensões permitidas pela sua impressora 3D, seu design pode facilmente ser dividido em centenas ou até milhares de camadas. Além disso, alguns dos softwares de fatiamento mais usados incluem o MakerWare , Cura e Simplify 3D .
Etapa 4: Exportar seu design “fatiado” para sua impressora 3D
Uma vez que as camadas do seu projeto estiverem prontas em seu software de corte, exporte o seu modelo cortado como um arquivo G-código.
Dessa forma, código G é uma linguagem para você comunicar comandos a uma máquina. Nesse caso, o arquivo de código G conteria instruções sobre como mover os componentes da impressora 3D.
Após a exportação, seu design estará pronto para ser finalmente enviado à sua impressora 3D. Dependendo da sua impressora, você usará um USB, um cartão SD ou poderá enviar o design via WIFI.
Uma vez que a impressora recebe seu projeto, inicia o processo de impressão!
Fonte: Matmatch
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