Impressão tridimensional

A impressão tridimensional, também chamada de fabricação aditiva, é um processo para produzir um objeto tridimensional a partir de um modelo digital, fabricando sucessivamente o material, camada por camada, de forma aditiva. Primeiro, uma representação tridimensional virtual do objeto é renderizada usando desenho assistido por computador (CAD). Em seguida, o modelo é “fatiado” em uma série de camadas horizontais para converter o desenho em um arquivo STL (linguagem padrão de tesselação) que é legível pela impressora tridimensional. Esses dados são, em seguida, transferidos para a impressora, e as configurações da impressora são definidas. O objeto final é produzido uma camada por vez, com cada camada se unindo e sendo construída sobre a anterior.

Devido à capacidade de produzir formas e estruturas muito complexas com alta precisão e repetibilidade a partir de uma ampla gama de materiais, a impressão tridimensional é usada para diversas aplicações nos setores aeroespacial, automotivo, de construção, moda, alimentos, jóias, fabril e em medicina. Existem inúmeras técnicas para imprimir objetos tridimensionais com diferentes propriedades mecânicas, térmicas e químicas a partir de materiais nos estados fundido, líquido ou em pó.

Entre as tecnologias populares de impressão tridimensional, podemos citar:

Polimerização em cuba

A polimerização em cuba usa fotopolimerização para curar e solidificar a resina de polímero líquido. A estereolitografia (SL) foi o primeiro tipo de impressão tridimensional desenvolvido e comercializado utilizando este método. Uma impressora de SL usa espelhos posicionados nos eixos X-Y para direcionar um feixe de laser através de uma cuba de resina para criar uma seção transversal do objeto. O processamento digital de luz (DLP) usa um projetor com uma tela LCD ou fonte de luz UV para piscar luz, criando cada camada. Este tipo de impressão tridimensional à base de resina é rápido, porque uma camada inteira é exposta de uma só vez. A estereolitografia mascarada (masked stereolithography (MLA)) usa um arranjo de LEDs para irradiar luz UV através de uma fotomáscara de tela de cristal líquido (liquid crystal display (LCD)).

Modelagem por deposição de material fundido (FDM)

A modelagem por deposição de material fundido (fused deposition modeling (FDM)), também chamada de fabricação com filamento fundido (FFF) ou extrusão de materiais, é a tecnologia de impressão tridimensional mais comum e barata. Um carretel de filamento termoplástico (p. ex., PLA, ABS) é aquecido até o seu ponto de fusão e extrudado através de um bocal sobre uma plataforma, onde o material derretido esfria e solidifica. Esta tecnologia é usada na moldagem por injeção e na fabricação moderna de plásticos para produtos prontos para uso.

Fusão em leito de pó

A fusão em leito de pó cura seletivamente polímeros ou pós metálicos com uma fonte de energia térmica para criar um objeto sólido de plástico ou metal. Primeiro, o pó é aquecido a uma temperatura logo abaixo do seu ponto de fusão. Em seguida, um rolo distribui uma camada bem fina de pó sobre a superfície do leito em construção antes que um laser passe sobre a camada para fundi-lo. Após concluir uma camada, o leito de pó afunda incrementalmente para formar a próxima camada. A sinterização seletiva a laser (SLS) sinteriza sucessivamente o polímero em pó com um laser. A fusão seletiva a laser (SLM) envolve o derretimento total do pó metálico ao invés de sua sinterização. Outras formas de fusão em leito de pó metálico incluem sinterização direta a laser de metal (DMLS) e fusão por feixe de elétrons (EBM).

Jateamento

O jateamento de materiais usa a tecnologia de impressora a jato de tinta para adicionar pequenas gotículas de fotopolímeros ou cera sobre uma placa de construção. Uma luz ultravioleta (UV) cura simultaneamente as camadas à medida que são impressas. O jato de material (JM) deposita material de forma rápida e alinhada, ao invés de em pontos. Portanto, vários objetos podem ser fabricados em uma única linha. Além disso, este método permite que diferentes materiais sejam impressos no mesmo objeto. A tecnologia de impressão tridimensional de tinta sob demanda (drop-on-demand (DOD)) usa um conjunto de dois jatos de tinta para depositar o material final do objeto e o material de suporte dissolvível, simultaneamente.