HDG Explica: Como funciona a impressão 3D?

O FDM é o sistema mais comum para o consumidor. Com esses tipos de impressoras, um filamento de material é passado através de uma cabeça de impressão quente. A cabeça de impressão está posicionada com precisão no espaço 3D e deposita uma camada de material de acordo com as instruções exatas programadas. Existem abordagens diferentes para o FDM, mas chegaremos a isso em um momento.

A estereolitografia é muito menos comum em sistemas de consumo. Essas impressoras usam lasers para curar uma resina líquida em um material plástico sólido. Normalmente, o objeto é "puxado" de um barril de resina, formando camada por camada à medida que sobe do material. Nos últimos anos, as impressoras SLA tornaram-se mais compactas e acessíveis. Portanto, é uma alternativa real às impressoras FDM, dependendo do tipo de modelo final que você escolher.

A sinterização seletiva a laser (SLS) usa um poderoso laser para fundir um pó de polímero. O pó real atua como uma estrutura de suporte para a impressão, portanto esse tipo de impressão não precisa de andaimes especiais. O SLS não é um tipo de FDM que você encontrará na área de trabalho. Por enquanto, ainda é uma tecnologia industrial.

Impressoras cartesianas e de robôs Delta

O tipo mais comum de impressora FDM é a impressora 3D cartesiana. O nome refere-se a coordenadas cartesianas. Essas são as coordenadas XYZ que todos aprendemos na escola. A cabeça de impressão pode ser movida para qualquer coordenada XYZ dentro do espaço do volume de impressão. A matemática é simples, as impressoras são bastante acessíveis e a qualidade da impressão é precisa.

No entanto, dependendo da granularidade das coordenadas XYZ, as superfícies curvas podem não ser tão suaves quanto possíveis, exigindo algum trabalho de acabamento manual.

Impressoras de robôs Delta adote uma abordagem diferente. A cabeça de impressão é montada em três braços que correm em três trilhos. Variando a altura de cada braço, a cabeça de impressão pode girar. Esse design permite que a cabeça de impressão balance em curvas reais e também permite que objetos altos sejam impressos dentro do volume de impressão.

Basicamente, quanto mais longos os trilhos, mais alto o modelo pode ser. Em vez de coordenadas XYZ, as impressoras de robôs delta usam trigonometria para calcular a posição da cabeça de impressão. O resultado final é que eles não conseguem atingir a mesma resolução de impressão das impressoras cartesianas.

Para realmente entender o conceito de robô delta, você precisa vê-lo em ação. Dê uma olhada neste vídeo de Johann Rocholl e você entenderá rapidamente o conceito.

Observe a articulação nos braços e quão livre e suavemente a cabeça de impressão pode se mover.

Materiais para impressoras 3D

As impressoras 3D usam uma variedade de materiais, mas existem dois plásticos que são de longe os mais comuns em aplicações de consumo: ABS e PLA.

O ABS (acrilonitrila butadieno estireno) é exatamente o mesmo plástico que os tijolos LEGO são feitos. Esse plástico é suscetível a deformações ao esfriar e precisa de uma impressora com uma cama de impressão aquecida. É bastante resistente ao impacto, mas não particularmente forte. É adequado para fazer peças de protótipo e até peças finais que não suportam carga.

O PLA (ácido polilático) tem um baixo ponto de fusão, não distorce muito, é fácil de trabalhar e tem menos impressões com falha. Também é muito frágil para qualquer uso prático, mas é brilhante para a criação de modelos detalhados e suaves, que só devem ser vistos.

A boa notícia é que a maioria das impressoras 3D de consumo funcionará com as duas esses materiais baratos. Assim, você pode alterá-los conforme suas necessidades.

O filamento de nylon é outra opção e existem até impressoras que usam madeira ou metal como material. As impressoras de última geração também podem lidar com mais de um filamento por vez, permitindo impressões misturadas de materiais ou coloridas.

O processo típico de impressão em 3D

Se você nunca fez uma impressão 3D, provavelmente está curioso para saber como ela realmente funciona da perspectiva do usuário. Embora o uso de uma impressora 3D não seja tão fácil quanto eliminar impressões 2D em uma impressora a laser ou jato de tinta, não é tão difícil quanto você imagina.

Depois de instalar a impressora de acordo com o manual, com calibração e nivelamento feitos corretamente, primeiro você precisa de um modelo para imprimir.

Você pode criar seu próprio modelo usando algo como Zbrush ou AutoCAD, mas é provável que a maioria das pessoas baixe um modelo de um site online. A primeira parada definitivamente deve ser Thingiverse, que é possivelmente a coleção mais famosa de modelos enviados por usuários. No entanto, existem muitos alternativas.

Depois de obter um modelo em um formato compatível, você o abrirá no software que acompanha a impressora. Todos eles parecem e funcionam de maneira diferente, mas o conceito básico é o mesmo. Você também pode tratar primeiro um modelo 3D com Meshmixer, o que garante que um modelo 3D seja sólido e adequado para impressão.

No software da impressora 3D, você escolherá o tamanho e a qualidade do modelo e do software o converterão em "fatias" representando cada camada de impressão. Ele também calculará o "andaime" que deve ser impresso para suportar o modelo enquanto ele está sendo fabricado. Esse material pode ser interrompido quando a impressão terminar.

Com todo esse trabalho de preparação atrás de você, a impressão pode começar. Dependendo das configurações de qualidade, você poderá esperar muito! As impressões de alta qualidade variam de algumas horas a alguns dias. Felizmente, algumas impressoras 3D permitem monitorar o andamento da impressão remotamente por meio de um aplicativo.

Assim que a impressão terminar, você a removerá da cama e a libertará dos andaimes. Em muitos casos, você precisará finalizar o modelo usando uma lixa e ferramentas de corte especiais para remover imperfeições. Algumas pessoas até pintam seus modelos! O único limite real é a sua criatividade.

Se você está ansioso para comprar uma impressora 3D, estes são os nossos melhores escolhas e se você estiver com orçamento limitado, estes são mais opções de bolso.