A Impressão 3D, é um processo de criação de objetos sólidos tridimensionais a partir de um ficheiro digital. A criação de estes objetos 3D é conseguida utilizando um processo de adição.

Este processo de adição, faz com que o objeto seja criado através da sobreposição de sucessivas camadas de material até que seja atingida a forma tridimensional pretendida. Cada uma destas camadas podem ser vistas como finas "fatias" que iram dar volume ao objeto a criar.

  

Tudo começa com um modelo virtual em 3 dimensões do objeto que deseja criar. Este projeto virtual pode ser conseguido:

  • Recorrendo a um programa de CAD (Computer Aided Design) que lhe permitirá desenhar com toda a liberdade criativa um modelo do objeto que pretende criar.
  • Recorrendo a um scanner 3D (para copiar um objeto existente). Este scanner faz uma cópia digital 3D de um objeto, que poderá posteriormente imprimir.

Estando ultrapassado o passo da criação do modelo digital do objeto, o que o software de controlo da maquina irá fazer, é transformar o modelo criado, em centenas ou milhares de camadas horizontais que iram dar forma tridimensional ao modelo digital previamente criado.

 

As impressoras 3D, não utilizam todas a mesma tecnologia para criar os objetos. A técnica predominante até ao momento é a adição, divergindo apenas na forma como são criadas as camadas que dão forma ao objeto final.

Estas camadas podem ser criadas recorrendo, ao amolecimento ou fusão do material, sendo as tecnologias mais conhecidas que a utilizam: SLS (Selective Laser Sintering)  e FDM (Fused Deposition Modeling). Outra das formas de criação destas camadas, é conseguida recorrendo a cura de resinas especificamente desenhadas para o efeito, sendo a mais conhecida tecnologia que recorre a este método: Stereolithography (SLA).

Aprofundando um pouco mais sobre cada uma de estas tecnologias, temos:

 

Imagem 3DPI

 

Processo de impressão 3D que, como o próprio nome indica, recorre á tecnologia Laser e aos materiais em pó. Como podemos ver na imagem em cima, do lado esquerdo temos uma câmara que se encontra cheia do referido pó, o laser irá desenhar cada uma das camadas, do objeto 3D. Esta passagem do laser pelo pó, faz com que uma fina camada do mesmo, solidifique pela interacção entre as suas pequenas partículas. Após cada passagem do Laser, dá-se uma pequena descida da plataforma de construção, esta descida é sucedida pela passagem de um rolo que irá uniformizar com material, a camada superficial para a repetição do processo.

Para o correto funcionamento de esta tecnologia é obrigatório que a câmara de construção, seja totalmente isolada, para assim ser possível controlar e manter a temperatura estabilizada a câmara, pois são requeridas condições muito especificas para que o processo de fusão do pó, seja mais facilmente conseguido.

Quando a impressão termina, toda a plataforma de construção é retirada, levando consigo todo o material em excesso, este, terá de ser retirado o que torna o processo moroso e pouco pratico. Por oposição, o fato de o objeto ficar totalmente imergido em material, faz com que este atue como suporte, permitindo assim uma liberdade de formas que outros processos não possuem.

Como maiores desvantagens de este processo, temos: A alta temperatura requerida para o seu correto funcionamento, o que leva a que sejam necessários longos períodos de arrefecimento até que seja possível retirar as peças construídas. É também uma dificuldade ainda não totalmente ultrapassada, a elevada porosidade presente nas peças construídas, o que leva a que para certas aplicações, as peças tenham de passar por processos de reenchimento, para que assim obtenham as propriedades mecânicas pretendidas.

Com SLS, é possível utilizar plásticos e metais, ainda que para que este ultimo seja possível as temperaturas envolvidas e a potencia do laser tenham de ser muito elevadas.

Por fim, é importante salientar que as peças produzidas através de este processo sejam mais fortes do que as produzidas através de SLA, mas não conseguindo atingir, o mesmo nível de precisão nem de qualidade de acabamento superficial.

 

 

Imagem 3DPI

 

A Estereolitografia, foi o primeiro processo de impressão 3D a ser comercializado no mercado.

Este processo também baseado em tecnologia laser, funciona com recurso a resinas com capacidades fotopoliméricas, que são curadas de uma forma altamente precisa, para o estado solido, pela interacção com o Laser. Este processo tem como elementos principais, o recipiente onde se encontra a resina e uma plataforma que se movimenta verticalmente. A passagem do laser na superfície da resina provoca a solidificação de uma fina camada. A cada passagem do laser, sucede-se uma descida mínima da plataforma. As formas que o laser desenha na resina são predefenidas pelo modelo digital que será a  base da peça final. É esta repetição do processo de passagem do laser e descida da plataforma repetidamente que irá gerar uma forma final Tridimensional.

Como é possível ver na imagem, a criação de certas formas recorrendo a este processo requer a criação de estruturas de suporte, o que implica a remoção das mesmas posteriormente.

A Estereolitografia, é assumido como o processo do qual se obtém peças com melhor precisão e acabamento, infelizmente grande maioria das peças produzidas necessitam de tratamentos pós impressão, tais como, limpezas, polimentos, e segundas curas para obter o total endurecimento das resinas. A instabilidade dos materiais, é também muitas vezes apontada como um problema a longo prazo de este processo.

 

 

   Imagem 3DPI

 

A tecnologia FFF, têm como principais possíveis materiais o plástico, em forma de filamento, e o metal, em forma de fio.

O processo inicia-se com o puxar do filamento ou fio de um rolo, por um extrusor, que tem capacidade de funcionar em ambos os sentidos, conseguindo assim interromper o fluxo quando necessário. O filamento em tensão é encaminhado para uma fonte quente, que o irá tornar liquido e consequentemente mais fácil de depositar. O que torna possível a criação de objetos 3D é a capacidade de esta fonte quente se mover vertical e horizontalmente, percorrendo os 3 eixos (X,Y e Z), e criando desta forma as camadas. Como nas tecnologias até agora apresentadas, é a repetição do processo de criação de camadas, e o incremento vertical, que leva a criação do objeto 3D. 

Esta tecnologia é a presente na ThirdShape, bem como em muitas impressoras domesticas, pela sua versatilidade, rapidez, baixo custo de utilização e excelente relação vantagens/limitações, sendo apenas as formas suspensas, de maior dimensão, a sua limitação pois requerem a utilização de alguma forma de suporte. É ainda possível a utilização de diversos acabamentos exteriores, o que abre as portas a milhares de possibilidades.

A diversidade de novos filamentos existentes, bem como o quase semanal surgimento de novos, é outro dos atrativos desta tecnologia.

 

ABS, plástico utilizado para produzir as famosas peças de Lego, é dos mais utilizados nas maquinas que funcionam com FFF. 
É um plástico bastante resistente e é comercializado em diferentes cores. Para possibilitar a utilização em impressão 3D é feita uma transformação em filamento.
PLA, tal como o ABS, é também utilizado na maioria das maquinas que funcionam com FFF, tem como vantagem o fato de ser biodegradável. Este plástico é comercializado na forma de resina, bem como na forma de filamento. O que aumenta em grande escala as suas possibilidades de utilização. É comercializado em diferentes cores, incluindo transparente!
O Nylon, também em pó bem como em filamento. É um plástico, leve, resistente e duravel, com bastante provas dadas na industria da impressão 3D. É comercializado em branco, mas pode ser pintado, antes ou depois da impressão. 
No campo dos filamentos de base plástica, as inovações são constantes, uma das mais bem sucedidas é o Laywood, que consiste em, um compósito resultado da mistura madeira/polímero.

 

Existe um crescente numero de metais, e de compositos com base metálica que são utilizados em diferentes aplicações,na impressão 3D industrial,nestas aplicações os metais mais comuns são o  aluminioe os derivados do cobalto.
O aço inox, pela sua resistência única e característica, é tambem utilizado, neste caso, na forma de pó possibilitando a sua utilização quer, em processos de sinterização bem como de fusão. As peças construidas, tem a cor cinzenta caracterista do aço, mas podem também ser,posteriemente banhadas em ouro ou cobre, por exemplo.
Recentemente, começou a ser possivel a impressão direta em Ouro e Prata, inovação esta com aplicação óbvia, na industria da joalharia.
Por fim, como material mais resistente utilizado em impressão 3D, temos o titânio. Este é fornecido, como o aço, em pó, que permite a sua uitlização nos mesmo processos.
Os custos envolvidos com a impressão em metal, fazem com que este tipo de material, ao contrario do plástico seja maioritariamente utilizado, na industria.

 

A impressão com recurso a Bio Materiais, é um tema com enorme potencial, em forte desenvolvimento nesta industria, tendo como grandes interessados a industria medica, entre outras.

possibilidade de imprimir tecido humano, abre uma infinidade de portas, quer na possibilidade de construção de órgãos para transplante, assim como para produção de tecidos para substituição de tecido humano danificados

Nesta área há também muita experimentação na possibilidade de imprimir alimentos, tais como, massa ou carne. Descubra mais aqui.

 

 

 

Existe atualmente a possibilidade de tirar partido da liberdade de formas da impressão 3D para a impressão de alimentos. Chocolate, é o mais comum, e para muitos o mais desejado!

Isto é conseguido com recurso a extrusores especificamente desenvolvidos para o efeito. Como visão para futuro, e com base em toda a investigação que tem sido levada a cabo, prevê-se a possibilidade de imprimir refeições na sua totalidade!

 

 

As industrias, os criativos, as escolas entre tantos outros, veja mais aqui!

 

 

 

 

Para que tenha um maior conhecimento das possibilidade de aplicação da impressão 3D no mundo real, convidamos que visite a secção de Startup's do nosso website, aqui.