Introdução
A fabricação de aditivos (às vezes denominado prototipagem rápida ou impressão em 3D) é um método de produção em que as camadas de um material são sobrepostas para criar um objeto sólido. Embora existam muitas tecnologias de impressão 3D diferentes, este artigo se concentrará no processo geral, desde o design até a parte final. Se o produto final é um protótipo rápido ou uma parte funcional, o processo geral não muda.
Desde o design CAD inicial até a parte impressa em 3D, a fabricação de aditivos segue uma série de etapas.
- CAD
Produzir um modelo digital é o primeiro passo no processo de fabricação aditiva. O método mais comum para produzir um modelo digital é o design assistido por computador (CAD). Há uma grande variedade de programas de CAD gratuitos e profissionais que são compatíveis com a impressão 3D. A engenharia reversa também pode ser usada para gerar um modelo digital via digitalização 3D.
Existem várias considerações de design que devem ser avaliadas ao projetar para a fabricação de aditivos. Estes geralmente se concentram em limitações de geometria de recursos e requisitos de suporte ou fuga e variam de acordo com a tecnologia.
- Conversão STL e manipulação de arquivos
Uma etapa crítica no processo de fabricação de aditivos que varia da metodologia de fabricação tradicional é a exigência de converter um modelo CAD em um arquivo STL (estereolitografia). STL usa triângulos (polígonos) para descrever as superfícies de um objeto. Existem várias limitações do modelo que devem ser consideradas antes de converter um modelo em um arquivo STL, incluindo tamanho físico, estanquecidade e contagem de polígonos.
Uma vez que um arquivo STL foi gerado, o mesmo é importado para um programa de slicer, que seria basicamente um “fatiador”. Este programa leva o STL e converte-o em código G. Código G é uma linguagem de programação de controle numérico (NC). Ele é usado na fabricação por computador (CAM) para controlar máquinas-ferramentas automatizadas (incluindo máquinas CNC e impressoras 3D). O programa Slicer também permite que o designer personalize os parâmetros de compilação, incluindo suporte, altura da camada e orientação parcial.
- Impressão
As máquinas de impressão 3D geralmente compõem de muitas peças pequenas e complexas, de modo que a manutenção correta e a calibração são fundamentais para produzir impressões precisas. Nesta fase, o material de impressão também é carregado na impressora. As matérias-primas utilizadas na fabricação de aditivos geralmente têm uma vida útil limitada e requerem manuseio cuidadoso. Embora alguns processos ofereçam a capacidade de reciclar o excesso de material de construção, a reutilização repetida pode resultar em uma redução das propriedades do material, perdendo assim qualidade se não for substituída regularmente.
A maioria das máquinas de impressão 3D não precisa ser monitorada após o processo ter começado. A máquina seguirá um processo automatizado e geralmente só surgirão problemas quando a máquina estiver sem material ou houver algum erro no software.
- Remoção de impressões
Para algumas tecnologias de fabricação de aditivos, a remoção da impressão é tão simples como separar a peça impressa da plataforma de construção. Para outros métodos de impressão 3D mais industriais, a remoção de uma impressão é um processo altamente técnico que envolve a extração precisa da impressão enquanto ainda está encaixado no material de construção ou preso à placa base. Esses métodos exigem procedimentos de remoção complexos e operadores de máquinas altamente qualificados, juntamente com equipamentos de segurança e ambientes controlados.
- Pós-processamento
Os procedimentos de pós-processamento variam de acordo com a tecnologia da impressora. O SLA requer um componente para curar sob raios UV antes do manuseio, as peças de metal muitas vezes precisam ser aliviadas pelo estresse, enquanto as peças FDM podem ser tratadas imediatamente. Para as tecnologias que utilizam o suporte, isso também é removido na fase de processamento posterior. A maioria dos materiais de impressão em 3D podem ser lixados e receberem outras técnicas de pós-processamento, incluindo limpeza de ar de alta pressão, polimento, coloração e outras customizações que são implementadas para transformar uma impressão em produto final.