Impressora 3D: como os melhores filamentos funcionam e o que são - simplesmente explicado

A impressão 3D está se tornando cada vez mais popular. Este artigo explica como funciona uma impressora 3D, quais filamentos você usa para imprimir modelos impressionantes e algumas dicas práticas.

Como funciona uma impressora 3D?

As impressoras 3D são como areia à beira-mar. Por conseguinte, existem várias técnicas de como a impressora cria um modelo. Basicamente, no entanto, todas as impressoras podem ser atribuídas a uma das quatro técnicas diferentes.

• Por um lado, há estereolitografia ("SL" ou "SLA"). A impressora possui um banho no qual há fotopolímero líquido. Fotopolímeros são plásticos que endurecem quando expostos à luz. As impressoras geralmente trabalham com resina acrílica, epóxi ou éster de vinil. A resina é curada usando um laser. Há um platô na bacia do fotopolímero, que desce um pouco depois de endurecer um nível (mais fundo no banheiro). Após o endurecimento completo do modelo, os plásticos têm alta resistência e resistência química. A vantagem desse processo é sua precisão: a impressora também pode imprimir estruturas do tamanho de micrômetros. Infelizmente, atualmente, as impressoras de estereolitografia ainda são muito caras.
• A sinterização seletiva a laser ("SLS") também é conhecida. Para entender como funciona, imagine um cano no qual um platô é construído novamente. O platô está no topo no começo. Em primeiro lugar, um rolo é usado para distribuir um plástico, uma areia de moldagem revestida a plástico, um pó de metal ou cerâmica no platô. Um laser então passa pelo platô e aquece certos pontos do pó para que eles se combinem e o primeiro nível do objeto seja criado. O platô desce um pouco e o processo começa novamente. Assim, um objeto pode ser construído peça por peça. O que é prático aqui é que o restante do material possa atuar como material de suporte e - ao contrário da estereolitografia - nenhuma estrutura de suporte precisa ser impressa.
• Na impressão 3D clássica, modelagem de deposição por fusão ("FDM"), o plástico líquido é aplicado a uma superfície em camadas usando uma extrusora, que endurece imediatamente. Então a superfície se move um pouco para baixo (ou a extrusora para cima) e a próxima camada é impressa. As impressoras são relativamente baratas e podem ser montadas com algum conhecimento. No entanto, o material de suporte deve ser impresso para objetos com "saliência", ou seja, objetos que são significativamente mais largos na parte superior do que na parte inferior. Além disso, a precisão da impressão é relativamente imprecisa em comparação com a estereolitografia. Para os entusiastas e interessados, no entanto, este é exatamente o procedimento certo.

Que filamentos existem?

Com a modelagem de deposição fundida, você imprime com os chamados filamentos. São rolos nos quais os materiais termoplásticos são enrolados em forma de arame. No entanto, existem algumas diferenças dependendo do tipo.

• Polilactídeos ("PLA") são mais comumente usados ​​em impressoras. O plástico é obtido principalmente de fontes regenerativas, como o amido de milho. No entanto, não é biodegradável. O plástico é seguro para alimentos e repelente à água devido ao seu grupo metil. Também é retardador de chama e resistente à radiação UV por um longo tempo. A maior vantagem, no entanto, vem da impressão: não há cheiro desagradável.
• O copolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno ("ABS") também é usado com muita frequência. Este plástico é um dos plásticos mais utilizados no mundo. É particularmente resistente a óleos, graxas e altas temperaturas. Ao contrário do PLA, o ABS é significativamente mais difícil. No entanto, você não deve inalar o cheiro desse plástico ao imprimir. A responsabilidade é um grande problema ao imprimir. Enquanto o PLA adere bem a uma placa de vidro aquecida, alguns tipos de ABS aderem muito mal, apesar da cama de aquecimento muito quente e da fita adesiva dupla face. No entanto, modelos muito bons podem ser criados com o ABS. Após a impressão, os modelos geralmente têm uma cor mate. No entanto, se você colocar o modelo em uma cúpula de vidro contendo um pano umedecido com acetona, o modelo ficará bastante suave após algum tempo: o ABS é solúvel em acetona, metiletilcetona ou diclorometano.
• O álcool polivinílico ("PVAL" ou "PVOH"), produzido pela hidrólise do acetato de polivinil, é muito prático para modelos com excesso. O aspecto especial desse plástico é que ele é solúvel em água. Por exemplo, em uma impressora 3D com duas extrusoras, você pode imprimir um modelo com PLA, mas a estrutura de suporte com PVAL. No entanto, esse plástico não é adequado como filamento para a impressão do modelo real, pois a água é absorvida pelo ar e os modelos não duram muito.
• O poliestireno de alto impacto ("HIPS") é usado principalmente como material de suporte para ABS. Esse plástico tem alta resistência ao impacto e dureza, mas pode ser dissolvido pelo limoneno, que pode ser encontrado no óleo de limão, por exemplo.
• Imprimir com compostos PLA é particularmente exclusivo. Esta é uma mistura de PLA e partículas de outras substâncias. Então você também pode imprimir com madeira ou cobre, por exemplo.
• Policarbonatos ("PC") raramente são usados ​​na impressão. A vantagem aqui é a temperatura de fusão muito alta de 270 ° C a 300 ° C. Este plástico também possui alta resistência ao impacto e resistência ao calor.
• Se você deseja imprimir engrenagens ou parafusos que precisam resistir a forças fortes e não devem quebrar, recomenda-se a amina do ácido adipico de poliexametileno, também conhecida como "nylon" ou "PA".
• Os filamentos "elástico" ou "Flex", que geralmente são compostos de diferentes materiais, podem ser encontrados na Internet. A maior vantagem aqui é a flexibilidade. Isso permite imprimir modelos flexíveis e emborrachados. Como regra, elastômeros termoplásticos à base de uretano ("TPU") são usados ​​como componente principal.
• Você também pode imprimir xícaras e pratos. Para isso, você precisa de plástico seguro para alimentos. Além do PLA, também há polipropileno ("PP"), que também é levemente flexível. Uma combinação segura de alimentos de PLA e ABS é o PETG, que também é fácil de imprimir e é muito resistente às intempéries.

Como funciona um processo de impressão?

Primeiro, você cria um modelo 3D com um programa CAD e o salva como um arquivo STL.

• Esse arquivo STL é então carregado em um programa de fatiamento, como Cura ou Slic3r.
• No programa de fatiamento, você tem a opção de definir as propriedades do modelo, como a densidade de preenchimento ou o uso de estruturas de suporte.
• O programa então converte o modelo 3D em um código G. Ele contém todas as posições que a extrusora deve mover para uma após a outra. Enquanto isso, o filamento é extrudado, criando um modelo háptico.

Na próxima dica prática, apresentaremos o programa CAD "Solid Edge", com o qual você pode criar muitos modelos 3D práticos.