O que é uma impressora 3D

Uma das tendências mais promissoras do mundo moderno é a criação de objetos tridimensionais por meio da impressão 3D. A tecnologia de impressão permite criar produtos bastante complexos e detalhados. Hoje, o uso da impressão 3D é possível não só nos locais de produção, mas também em casa, para isso basta adquirir uma impressora 3D.

O que é uma impressora 3D?

Uma impressora tridimensional é um dispositivo capaz de criar objetos com base em modelos 3D digitais criados. Os produtos são obtidos pela aplicação de material camada por camada. Resinas termoplásticas e fotopoliméricas são utilizadas como base, mas com o desenvolvimento da tecnologia aumenta o número de materiais utilizados como matéria-prima.

O procedimento de fabricação é assim:

1. O processo de criação de um modelo 3D ocorre, ou seja, uma imagem visual do futuro produto é desenvolvida mantendo todas as proporções. O modelo é criado usando software especializado.
2. Depois de criar o modelo, você precisa processar o arquivo. O processamento consiste em converter o arquivo em um código digital que divide todo o modelo em várias camadas paralelas. Desta forma, são gerados comandos para o dispositivo 3D, que distribui o material para criar o objeto.
3. A etapa final é a impressão 3D do produto, ou seja, o processo de criação de um produto por aplicação de material camada por camada.O processo é realizado por meio de um cabeçote de impressão (extrusora), que se move ao longo dos eixos 0Y e 0X, ou seja, o material é alimentado somente ao longo do plano horizontal de acordo com o código do programa da camada. Para aplicar a próxima camada, a extrusora se move ao longo da guia vertical (ao longo do eixo 0Z) a uma distância igual ao tamanho da camada. Depois disso, a próxima camada horizontal começa a ser aplicada.

Referência: O processo de impressão pode diferir dependendo da tecnologia de fabricação, mas o processo geral de criação de produtos consiste na aplicação do material camada por camada.

Tipos de impressoras 3D

Os dispositivos são divididos dependendo da singularidade do processo de impressão, ou seja, sobre a tecnologia utilizada. Os métodos de impressão mais comuns são FDM (Fused Deposition Modeling) e SLA (estereolitografia a laser).

A tecnologia de modelagem direcional é um dos primeiros métodos de impressão a surgir. O termoplástico é usado como material para fazer objetos na forma de agulhas de tricô enroladas ou fios em um carretel. O método de impressão é o seguinte:

1. O carretel ou filamento é instalado na extrusora. Sob a influência do dispositivo de aquecimento, o material começa a derreter e flui através do canal para a superfície de trabalho.
2. A extrusora se move ao longo de coordenadas especificadas de acordo com um código digital. A fabricação ocorre em camadas em relação ao plano horizontal.
3. Na fabricação de produtos complexos, são utilizados dois materiais: principal e auxiliar. O produto é criado com material básico. O material auxiliar destina-se a criar suportes temporários, bem como a preencher o espaço vazio do produto. PorqueA impressora não é capaz de imprimir um objeto no ar sem qualquer motivo.

Referência: O material auxiliar é posteriormente removido com um solvente especial ou é facilmente quebrado.

Os produtos fabricados com tecnologia FDM apresentam boa resistência mecânica e química. Tais propriedades são alcançadas através do uso de termoplástico de nível industrial. Essa tecnologia também é leve e adequada para uso doméstico.

As tecnologias SLA, ou estereolitografia, imprimem produtos usando resinas fotopoliméricas líquidas que endurecem sob a influência de uma fonte de energia na forma de laser. Usando este método, os produtos apresentam alta precisão (até 15 mícrons). Os objetos são impressos da seguinte forma:

1. A superfície de trabalho é baixada para um recipiente com líquido fotopolímero até a profundidade de uma camada;
2. A fonte de energia (laser) corta a forma do objeto de acordo com as coordenadas do objeto dadas;
3. Ocorre um processo de polimerização como resultado do endurecimento nos pontos de contato;
4. O procedimento é repetido para cada camada até que o objeto seja produzido;
5. Após a produção, o modelo é imerso em um recipiente com uma solução especial para limpá-lo de elementos auxiliares;
6. A etapa final é a irradiação ultravioleta para acelerar o processo de formação do produto.

A estereolitografia é uma das tecnologias mais modernas, mas requer materiais caros. Existem também tipos de impressão menos conhecidos:

SlS (sinterização seletiva a laser) o princípio de criação de um objeto é fornecer à área de trabalho uma fina camada de material em forma de pó, que é sinterizado sob a ação de um laser.A principal vantagem deste método é a ausência da necessidade de utilização de elementos auxiliares, mas requer tratamento térmico adicional. Não se destina ao uso em condições domésticas.

EBM (fusão por 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 seu funcionamento é semelhante ao da tecnologia FDM, mas tem uma aparência mais miniatura e é utilizado para criar desenhos com efeito tridimensional.

O que uma impressora 3D pode fazer?

Hoje, a impressão 3D é usada em quase todas as áreas da vida. Existem exemplos de criação de pratos culinários por meio de impressão 3D. Peças de qualquer complexidade são criadas para estruturas mais complexas em todos os setores. Mas a área mais relevante e necessária ainda é a medicina.

Diversas empresas estão desenvolvendo simuladores orgânicos que podem praticamente substituir os tecidos naturais. A impressão 3D também pode ajudar na área de substituição de articulações. A aplicação mais comum da fabricação tridimensional é na odontologia. Além das próteses, as impressoras são utilizadas para fazer modelos de órgãos. Os recursos de impressão 3D estão aumentando e se tornando mais acessíveis a cada dia.

As impressoras 3D ajudam não apenas as pessoas, mas também os animais. Um dos casos famosos é a criação de um casco para uma tartaruga que foi ferida em um incêndio florestal. Assim, a nova concha salvou a vida do animal, e há muitos casos assim. Outro caso único é o de uma perna protética para um elefante. A singularidade do caso reside no fato de que praticamente não são feitas próteses para elefantes devido ao grande peso do animal.

A moderna tecnologia de impressão permite criar até mesmo um edifício inteiro. A construção da casinha (37 m²) levou apenas 24 horas para os pesquisadores e custou metade do custo do método convencional.