O que é impressão 3D?

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A impressão 3D é um processo de manufatura que cria um objeto físico tridimensional a partir de um arquivo digital. Esse processo é chamado de manufatura aditiva, o que significa que o material é adicionado, não removido. Com a impressão 3D, você cria um projeto digital 3D em um programa de modelagem, conhecido como software CAD, e então usa uma impressora 3D para produzir camadas de material para formar o objeto acabado. Empresas, pesquisadores, profissionais da área médica, amadores e outros usam a impressão 3D para uma variedade de aplicações. Veja como surgiu a impressão 3D, como funciona, para que é usada e o que o futuro reserva para essa tecnologia. A impressão 3D pode fazer parte do seu filme favorito. Acessórios em filmes como Pantera negra, Homem de Ferro, Os Vingadores, e Guerra das Estrelas use a impressão 3D, permitindo que os designers de cenários criem e recriem adereços de maneira fácil e econômica.

A história da impressão 3D

No início dos anos 1980, a tecnologia de impressão 3D apareceu, mas era conhecida como tecnologia de prototipagem rápida ou RP. Em 1980, o Dr. Kodama do Japão entrou com um pedido de patente para a tecnologia RP, mas o processo não foi concluído. Em 1984, Charles “Chuck” Hull inventou um processo que chamou de estereolitografia, que usava luz ultravioleta para solidificar o material e criar um objeto 3D camada por camada. Em 1986, Hull obteve a patente de seu aparelho de estereolitografia, ou máquina SLA. Chuck Hull formou a 3D Systems Corporation, uma das maiores empresas de tecnologia 3D do mundo. Outros processos e tecnologias de impressão 3D estavam sendo desenvolvidos na mesma época, e outras melhorias continuaram ao longo da década de 1990 e início de 2000. Ainda assim, o foco principal da tecnologia de impressão 3D foi a prototipagem e aplicações industriais. A tecnologia de impressão 3D começou a ser notada pela mídia tradicional em 2000, quando o primeiro rim impresso em 3D foi criado, embora o transplante bem-sucedido de um rim 3D não tenha acontecido até 2013. Em 2004, o Projeto RepRap teve uma impressão em 3D outra impressora 3D. Mais atenção da mídia foi atraída em 2008 com o primeiro membro protético impresso em 3D. Outros avanços 3D se seguiram rapidamente, incluindo uma casa impressa em 3D para a qual uma família se mudou em 2018. Hoje, a impressão 3D não envolve apenas protótipos e manufatura industrial. Hobbyists, cientistas e todo mundo usam a impressão 3D para fabricação de produtos, bens de consumo, avanços médicos, materiais educacionais e muito mais. A impressão 4D também está a caminho, com objetos impressos que podem mudar de forma com o tempo.

Como funcionam as impressoras 3D

Existem vários tipos de tecnologias de impressão 3D, incluindo Fused Deposition Modeling (FDM), também conhecido como Fused Filament Fabrication (FFF). FDM é o método mais comum e popular e é usado nas impressoras 3D mais acessíveis. O método de impressão FDM usa um filamento de material plástico, um pouco como um barbante. O filamento é alimentado de um rolo em uma cabeça aquecida, que derrete o plástico. A cabeça expulsa o plástico derretido na base da máquina. A cabeça move-se sobre o leito, em 2D, depositando a primeira camada de material. Uma vez que a primeira camada está completa, a cabeça é movida para cima na espessura da primeira camada e deposita a próxima camada no topo. A parte é construída camada por camada, como assar uma fatia de pão de cada vez. As impressoras 3D FDM populares incluem MakerBot e Ultimaker.

Exemplo de como usar uma impressora 3D

Veja como a impressão 3D simples pode funcionar em uma impressora FDM.

1. Baixe um modelo 3D que deseja imprimir ou crie um você mesmo. Encontre modelos para download no Thingiverse ou no GrabCAD. Para projetar um modelo sozinho, experimente SketchUp ou Blender. Para peças de engenharia, experimente um software CAD como o SolidWorks.

2. Se ainda não estiver, converta o modelo em um formato de impressão 3D, como um arquivo STL.

3. Importe o modelo para um software de fatiamento, como MakerWare, Cura ou Simplify 3D. MakerWare funciona com impressoras 3D MakerBot. Cura e Simplify 3D produzem código G, que funciona com a maioria das impressoras 3D.

4. Configure a compilação no software de fatiamento. Decida como orientar o modelo na impressora 3D. Para FDM, minimize as saliências mais íngremes do que 45 graus porque requerem estruturas de suporte. Ao decidir sobre a orientação, considere como o modelo será carregado para que as camadas não se separem facilmente.

   

   Para economizar tempo e materiais, os modelos geralmente não são sólidos. Especifique a porcentagem de preenchimento (normalmente 10 a 35 por cento), o número de camadas de perímetro (normalmente 1 ou 2) e o número de camadas inferior e superior (normalmente 2 a 4). Há outras coisas a serem consideradas ao preparar um modelo para impressão 3D.

5. Exporte o programa, que normalmente é um arquivo de código G. O software de fatiamento converte o modelo e a configuração de construção que você especificou em um conjunto de instruções. A impressora 3D segue isso para construir a peça.

6. Transfira o programa para a impressora 3D usando um cartão SD, USB ou Wi-Fi.

7. Imprima o modelo na impressora 3D.

   

8. Quando a impressora 3D terminar de construir o modelo, remova-o e, possivelmente, também limpe-o. Quebre as estruturas de suporte e esfregue os pedaços restantes com uma lixa fina.

Outros tipos de máquinas de impressão 3D

Além das impressoras FDM, os métodos de impressão 3D também incluem estereolitografia (SLA), processamento digital de luz (DLP), sinterização seletiva a laser (SLS), fusão seletiva a laser (SLM), fabricação de objeto laminado (LOM) e fusão digital de feixe (EBM) . SLA é a tecnologia de impressão 3D mais antiga e ainda está em uso hoje. O DLP usa iluminação e também polímeros, enquanto o SLS usa um laser como fonte de alimentação para criar objetos impressos em 3D fortes. SLM, LOM e EBM em grande parte caíram em desgraça.

O futuro da impressão 3D

A impressão 3D levará a um futuro de produtos personalizados sob demanda feitos instantaneamente de acordo com nossas especificações exatas? Embora isso ainda não esteja claro, a tecnologia de impressão 3D está crescendo rapidamente e sendo usada em muitas áreas. A impressão 3D de casas, órgãos do corpo como rins e membros, e outros avanços têm o potencial de melhorar a vida de pessoas incontáveis ​​em todo o mundo.