Impressão 3D em metais: Como é feita?

Publicado por Materiais Júnior em março 26, 2020março 26, 2020

Você provavelmente já ouvir falar sobre Impressão 3D em metais (ou Manufatura Aditiva), certo? E também sabe das suas vantagens e como ela pode revolucionar a indústria através da fabricação de peças complexas de uma maneira mais ágil e eficiente. Inicialmente, esse setor trabalhava quase que exclusivamente com materiais poliméricos, por terem pontos de fusão mais baixo e serem mais fáceis de trabalhar. Mas sabia que os benefícios desse processo estão chegando para o mundo dos metais?

Como funciona impressão 3D em metais?

Primeiro, vamos falar de como esse processo é feito. A impressora 3D recebe um arquivo digital que movimenta a cabeça da impressora (assim como uma comum), que vai depositando pequenas camadas de material de acordo com o projeto digital. Esse material vai fundindo e as camadas vão se unindo, e no final se tem uma peça tridimensional. Parece coisa de outro mundo, né?

Quando se trata de materiais poliméricos, há três maneiras de fabricar peças com impressoras 3D:

• FDM – Usa filamentos como matéria-prima, e principalmente polímeros como PLA, legal nandrolone decanoate online in uk ABS e PETG. Se assemelha com uma extrusão.
• SLA e DLP (fotopolimerização) – A matéria-prima desse método é uma resina. Ela passa por um processo de cura pela projeção de raios UV, camada por camada, formando peças de alta qualidade.
• SLS (sinterização) – Usa-se o polímero termoplástico em forma granular(pó), e um laser sinteriza o pó em camadas.

O processo utilizado para materiais metálicos consiste em uma sinterização como o SLS. Só que como matéria-prima, temos o metal em pó.

Há dois métodos, SLM e DMLS. O primeiro é restrito à uma temperatura de fusão, enquanto o segundo pode ter sua temperatura variada, permitindo a formação de ligas metálicas.

A câmara da impressora é preenchida com um gás inerte (como Argônio) para minimizar os efeitos de oxidação do metal. A camada de pó (na ordem de microns) é depositada na bandeja e o laser funde a área comandada pelo projeto. Em seguida, a bandeja se desloca para baixo e a nova camada é construída.

E quais são as vantagens da impressão 3D?

A manufatura aditiva permite a fabricação de peças com geometrias mais complexas, que se feitas por processos convencionais, gastariam mais tempo e material.  É possível alcançar peças sobre medidas, finas e com características especiais, como canais de refrigeração internos. Além disso, há uma vantagem na eficiência da produção. Por se tratar de um arquivo digital, quando se resolve produzir uma peça de outro formato, não é necessário trocar os moldes que são utilizados nas fábricas, poupando tempo e ficando menos dependentes de terceiros.

Outra vantagem é o reaproveitamento do material. O pó que não é utilizado/fundido pode ser recolhido e utilizado em outra peça. Em uma usinagem, por exemplo, o grande bloco de metal seria desgastado até se obter a geometria da peça desejada, processo que limita a reutilização das sobras.

Não há utilização de ferramentas, há a possibilidade de realizar alterações no projeto mais facilmente e sem grandes prejuízos no processo.

Quais são os setores da indústria que se interessam pela impressão 3D em metais?

•   Setor médico e odontológico – A fabricação de moldes, próteses e implantes por impressão 3D apresentam grande vantagem competitiva sobre os métodos tradicionais por se tratarem de peças complexas, com baixo volume de produção e a manufatura aditiva conseguir atender as especificações das ligas utilizadas.
• Moldes de injeção de polímeros – Esses moldes necessitam de refrigeração interna, um sistema que costuma ser construído através de furações em linhas retas no molde. Com a impressão 3D é possível projetar os canais mais eficientemente e melhorar o desempenho da refrigeração.
• Automotiva – A indústria automotiva utiliza a manufatura aditiva para fabricação de dutos de refrigeração, peças internas, câmbios. Um carro tem de 6 a 8 mil peças, e a produção de peças sem ferramentas de manufatura permite reduzir o tempo de produção e aumentar a capacidade produtiva.
• Aeroespacial – A fabricação de peças funcionais de turbina, sistemas de combustível, palhetas de guia e outras peças que podem ter sua massa minimizada e topologia otimizada se beneficiam do avanço do setor.
• Criação/ Joalherias – Uma nova liberdade de design é almejada pela arquitetura, joalheria e relojoaria.

Em alguns casos, ainda há limitações, como a deficiência em propriedades mecânicas obtidas através da manufatura aditiva em relação a processos convencionais. Alguns tratamentos térmicos específicos estão sendo estudados para superar essa dificuldade.

Com empresas trabalhando para construir máquinas com alcance cada vez maior e a indústria de olho nas possibilidades, o setor espera movimentar US$ 14 bilhões no ano. E agora nos resta saber até aonde iremos.

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