Número Browse:0 Autor:editor do site Publicar Time: 2024-11-21 Origem:alimentado
As tecnologias de impressão 3D ou fabricação aditiva (AM) criam peças tridimensionais a partir de modelos de design auxiliado por computador (CAD) adicionando sucessivamente a camada de material por camada até que a peça física seja criada.
Embora as tecnologias de impressão 3D existam desde os anos 80, os recentes avanços em máquinas, materiais e software tornaram a impressão 3D acessível a uma gama mais ampla de empresas, permitindo que mais e mais empresas usassem ferramentas anteriormente limitadas a algumas indústrias de alta tecnologia.
Hoje, as impressoras profissionais de desktop e bancada 3D de baixo custo aceleram empresas de inovação e suporte em vários setores, incluindo engenharia, fabricação, odontologia, saúde, educação, entretenimento, jóias e audiologia.
Todos os processos de impressão 3D começam com um modelo CAD enviado ao software para preparar o design. Dependendo da tecnologia, a impressora 3D pode produzir a camada de peça por camada, solidificando a resina ou o pó de sinterização. As partes
são então removidos da impressora e pós-processado para o aplicativo específico.
As impressoras 3D criam peças a partir de modelos tridimensionais, as representações matemáticas de qualquer superfície tridimensional criada usando o software de design auxiliado por computador (CAD) ou desenvolvido a partir de dados de varredura 3D. O design é então exportado como um arquivo STL ou OBJ legível por software de preparação para impressão.
As impressoras 3D incluem software para especificar configurações de impressão e fatiar o modelo digital em camadas que representam seções transversais horizontais da peça. As configurações de impressão ajustáveis incluem orientação, estruturas de suporte (se necessário), altura da camada e material. Depois que a configuração é concluída, o software envia as instruções para a impressora por meio de uma conexão sem fio ou cabo.
Algumas impressoras 3D usam um laser para curar a resina líquida em plástico endurecido, outras fundem pequenas partículas de pó de polímero a altas temperaturas para construir peças. A maioria das impressoras 3D pode ser executada sem vigilância até que a impressão seja concluída e os sistemas modernos reabastecem automaticamente o material necessário para as peças de cartuchos.
Dependendo da tecnologia e do material, as peças impressas podem exigir enxágue em álcool isopropílico (IPA) para remover qualquer resina não curada de sua superfície, pós-cura para estabilizar propriedades mecânicas, trabalho manual para remover estruturas de suporte ou limpar com ar comprimido ou mídia de mídia para remover o excesso de pó. Alguns desses processos podem ser automatizados com acessórios.
As peças impressas em 3D podem ser usadas diretamente ou pós-processado para aplicações específicas e o acabamento necessário, usinando, preparando, pintando, fixando ou unindo. Freqüentemente, a impressão 3D também serve como uma etapa intermediária ao lado de métodos de fabricação convencionais, como positivos para jóias de fundição de investimento e eletrodomésticos ou moldes para peças personalizadas.
Os processos de impressão 3D de plástico se enquadram em três categorias: extrusão de material (por exemplo, FFF, FDM), polimerização do IVA (por exemplo, SLA, DLP) e fusão de leito de pó (por exemplo, SLS, MJF). O FFF e o SLA estão prontamente disponíveis em máquinas de consumo e desktop profissional, enquanto a fusão de leito em pó (PBF) é melhor para uso industrial.
O tipo mais comum de tecnologia de impressão 3D de plástico é a modelagem de deposição fundida (FDM) ou a fabricação de filamentos fundidos (FFF). O nome da FDM é marca registrada pela empresa Stratasys, cujo fundador Scott Crump inventou a tecnologia. Nesse processo, um bico aquecido derrete e extrata o filamento termoplástico em uma placa de construção.
Algumas impressoras de extrusão de materiais podem imprimir grânulos de plástico impressos em vez de filamento. Os pellets são apontados para reduzir os tempos de impressão e, pois são produzidos em massa para métodos de fabricação convencionais, como moldagem por injeção, custos drasticamente mais baixos.
Os materiais de impressão 3D mais comuns do FDM são ABS, PLA e suas várias misturas. As impressoras FDM mais avançadas também podem imprimir com outros materiais especializados que oferecem propriedades como maior resistência ao calor, resistência ao impacto, resistência a produtos químicos e rigidez.
| Material | Features | Applications |
|---|---|---|
| ABS (acrylonitrile butadiene styrene) | Resistente ao calor e impacto resistente e durável requer um leito aquecido para imprimir requer ventilação | Protótipos funcionais |
| PLA (polylactic acid) | Os materiais FDM mais fáceis para imprimir rígidos, fortes, mas quebradiços, menos resistentes ao calor e químicos biodegradáveis sem odor | Modelos conceituais parecem protótipos |
| PETG (polyethylene terephthalate glycol) | Compatível com temperaturas de impressão mais baixas para umidade mais rápida da produção e alta transparência resistente a produtos químicos | Aplicações à prova d'água componentes de encaixe |
| Nylon | Forte, durável e leve e parcialmente flexível, resistente ao impacto muito complexo para imprimir no FDM | Protótipos funcionais usam peças resistentes |
| TPU (thermoplastic polyurethane) | Resistente ao impacto flexível e elástico Excelente amortecimento de vibração | Protótipos flexíveis |
| PVA (polyvinyl alcohol) | Material de suporte solúvel se dissolve na água | Material de suporte |
| HIPS (high impact polystyrene) | Material de suporte solúvel mais comumente usado com ABS dissolve -se em químico Limonene | Material de suporte |
| Composites (carbon fiber, kevlar, fiberglass) | Compatibilidade rígida, forte ou extremamente difícil limitada a algumas impressoras 3D industriais caras de FDM | Protótipos funcionais gabaritos, acessórios e ferramentas |
As impressoras de estereolitografia (SLA) também são bastante populares para a impressão 3D de plástico. Eles se tornaram muito acessíveis nos últimos anos, com alguns modelos disponíveis por menos de US $ 200. A impressão SLA é um processo de polimerização de IVA: um laser ou fonte de luz polimeriza (solidifica) um IVA (tanque) de resina.
Os materiais de fotopolímero SLA abrangem uma gama de diferentes propriedades térmicas e mecânicas. As opções incluem materiais quebradiços para materiais mais duráveis de policarbonato, polipropileno e abdominais.
A impressão SLA 3D é altamente versátil, oferecendo formulações de resina com uma ampla gama de propriedades ópticas, mecânicas e térmicas para corresponder às dos termoplásticos padrão, de engenharia e industrial. A impressão 3D da resina também oferece o espectro mais amplo de materiais biocompatíveis.
A disponibilidade de material específica é altamente dependente do fabricante e da impressora. O FormLabs oferece a biblioteca de resina mais abrangente com mais de 40 materiais de impressão SLA 3D.
| Formlabs Materiais | apresenta | aplicações |
|---|---|---|
| resinas padrão resina | Acabamento de superfície fosco de alta resolução | Modelos conceituais parecem protótipos |
| clara resina | O único material verdadeiramente claro para esmaltes de impressão em plástico 3D para quase a transparência óptica | Peças que requerem transparência óptica milifluidics |
| rascunho | Um dos materiais mais rápidos para a impressão 3D 4x mais rápido que as resinas padrão, até 10x mais rápido que o FDM | Protótipos iniciais iterações rápidas |
| resinas resistentes e duráveis resinas | Materiais fortes, robustos, funcionais e dinâmicos podem lidar | Candros e gabinetes gabaritos e conectores de conectores protótipos de desgaste |
| rígidas | Materiais altamente preenchidos, fortes e rígidos que resistem à flexão termicamente e quimicamente resistente estável dimensionalmente sob carga | Gabaritos, acessórios e turbinas de ferramentas e lâminas de ventilador componentes de fluido e fluxo de ar |
| resinas poliuretano resina | Excelente durabilidade a longo prazo UV, temperatura e umidade retardância de chama estável, esterilizabilidade e resistência a produtos químicos e abrasão | Componentes automotivos, aeroespaciais e de máquinas de alto desempenho de desempenho robustos e robustos de uso final e robustos protótipos funcionais resistentes e duradouros |
| alta resina Temp | Alta resistência à temperatura alta precisão | Ar quente, gás e fluxo de fluxo suportes, alojamentos e instalações de moldes e inserções |
| flexível e resinas elásticas | A flexibilidade de borracha, TPU ou silicone pode suportar dobrar, flexão e compressão se mantém em ciclos repetidos sem rasgar | Recursos compatíveis com prototipagem de bens de consumo para dispositivos médicos de robótica e modelos anatômicos efeitos especiais adereços e modelos |
| Silicone 40a Resina | O primeiro material de impressão 3D de silicone 100% acessível Propriedades de material superior de silicone fundido | Protótipos funcionais, unidades de validação e pequenos lotes de peças de silicone, dispositivos médicos personalizados , equipamentos flexíveis, ferramentas de mascaramento e moldes suaves para fundição de uretano ou resina |
| médica e resina odontológica | Uma ampla gama de resinas biocompatíveis para produzir eletrodomésticos médicos e odontológicos | Aparelhos médicos e odontológicos, incluindo guias cirúrgicos, dentaduras e próteses |
| resinas de joias | Materiais para fundição de investimento e moldagem de borracha vulcanizada fácil de fundir, com detalhes complexos e forte retenção de formas | Try-On Peças Masters para moldes reutilizáveis jóias personalizadas |
| resin | Material seguro para ESD para melhorar os fluxos de trabalho de fabricação eletrônicos | Ferramentas e fixação para protótipos antiestáticos de fabricação eletrônica e componentes de uso final bandejas personalizadas para manuseio e armazenamento de componentes |
| resin retardante (fr) resina | Material retardador de chama, resistente ao calor, rígido e resistente à fluência para ambientes internos e industriais com altas temperaturas ou fontes de ignição | Peças internas em aviões, automóveis e ferrovias, gabaritos personalizados, acessórios e peças de reposição para ambientes industriais componentes de protetores e eletrônicos de proteção e eletrônicos médicos |
| alumina 4n resina 4n | 99,99% de alumina pura Cerâmica Técnica Excepcional Térmica, Mecânica e Propriedades Condutivas | Isoladores de calor e isoladores elétricos Ferramentas pesadas com componentes resistentes quimicamente resistentes e resistentes ao desgaste |
A sinterização seletiva a laser (SLS) é um processo PBF que produz peças plásticas 3D de alta qualidade, adequadas para protótipos funcionais e até pequenas corridas de produção. No SLS, um laser sipsários em pó de partículas de pó juntas. Essa tecnologia pode produzir geometrias muito complexas e peças móveis que não requerem montagem. Uma desvantagem dessa tecnologia e a razão pela qual o SLS não é adequado para o uso do consumidor, é que as peças exigem pós-processamento tedioso e demorado.
A seleção de material para SLS é limitada em comparação com FDM e SLA, mas os materiais disponíveis têm excelentes características mecânicas, com força parecida com peças moldadas por injeção. O material mais comum para a sinterização seletiva a laser é o nylon, um termoplástico popular de engenharia com excelentes propriedades mecânicas. O nylon é leve, forte e flexível, bem como estável contra impacto, produtos químicos, calor, luz UV, água e sujeira. Outros materiais populares de impressão SLS 3D incluem polipropileno (PP) e a TPU flexível.
| Material | Descrição | Aplicações |
|---|---|---|
| Nylon 12 | Resistente, rígido, resistente e durável resistente ao impacto e pode suportar desgaste repetidos resistentes a UV, luz, calor, umidade, solventes, temperatura e água | Prototipagem funcional Peças de uso final Dispositivos médicos |
| Nylon 11 | Propriedades semelhantes ao nylon 12, mas com uma maior elasticidade, alongamento no intervalo e resistência ao impacto, mas menor rigidez | Prototipagem funcional Peças de uso final Dispositivos médicos |
| Nylon Composites | Materiais de nylon reforçados com vidro, alumínio ou fibra de carbono para maior resistência e rigidez | Prototipagem funcional de peças de uso final estrutural |
| Polipropileno | Dúcia e durável resistente quimicamente resistente | Prototipagem funcional Peças de uso final Dispositivos médicos |
| TPU | Resiliente flexível, elástico e de borracha para deformação alta estabilidade UV Grande absorção de choque | Prototipagem funcional flexível e de uso final de borracha dispositivos médicos |
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