Prototipagem Rápida

 

IMPRESSÃO 3D

Imprimir tridimensionalmente um objeto significa fabricá-lo a partir da deposição de material por meio do controle numérico computacional. Neste tipo de tecnologia de fabricação aditiva, um modelo virtual pode ser construído por meio de sucessivas camadas que, sobrepostas, compõem a forma integral do objeto. Existem várias tecnologias empregadas nos métodos de impressão 3D, capazes de produzir protótipos com diferentes qualidades de resistências. As impressoras que funcionam com insumos termoplásticos são as mais comuns e utilizam o método Fused Deposition Modeling (FDM) patenteado pela Stratasys. As impressoras FDM produzem peças camada por camada, de baixo para cima, ao aquecer e extrudar um filamento termoplástico.

PREPARANDO UM ARQUIVO PARA A IMPRESSÃO

Antes de iniciar os procedimentos considere estes cuidados!

 

Orientação da malha (mesh): a malha poligonal é uma coleção de vértices, arestas e faces que definem virtualmente o sólido. A orientação dos polígonos (dentro e fora) pode influenciar na impressão do modelo, já que alguns deles podem não ser reconhecidos na estereolitografia (*STL). Recomenda-se a união booleana de todos os polígonos antes da impressão.

Exportando um modelo para impressão [Rhinoceros 3D] [EN]

Reduzindo a quantidade de polígonos da malha [Rhinoceros 3D] [EN]

Pré-processamento: após a modelagem virtual do objeto, exporta-se o modelo em um arquivo de estereolitografia (extensão *.STL) para um aplicativo que divide, posiciona e calcula um caminho para a extrusão do termoplástico, além de inserir eventuais suportes necessários, isto é, uma espécie de escora para os locais de baixa rigidez. No IN FORMA 3D utilizamos o aplicativo gratuito Repetier.

 

Download do Repetier

Interface do Repetier

Configurações do Repetier

Construção: a impressora aquece o termoplástico até um estado semilíquido e o conduz ao extrusor, conectado ao cabeçote de impressão, que o deposita na superfície de impressão solidificando-o à temperatura ambiente.

Preparando a mesa para impressão [PT]

Pós-processamento: o usuário quebra ou dissolve o material de suporte, a fim de separá-lo do modelo.

Alguns filamentos que podem ser dissolvidos [PT]

TERMOPLÁSTICOS

PLA: Ácido polilático

O PLA é um termoplástico biodegradável derivado de fontes renováveis como amido de  milho, raízes de mandioca e de cana, por isso seria a opção mais ecologicamente amigável. Apresenta um aspecto brilhante e  disponível em diversas cores opacas e translúcidas. É um termoplástico bastante rígido e resistente, o mais rígido dentre as opções apresentadas, difícil de  deformar ou flexionar, porém, devido a essa alta dureza,  torna-se menos resistente a impacto entre os materiais aqui apresentados. As peças podem ser unidas usando adesivos como o cianoacrilato ou cola epóxi.

  • Densidade: 1,24 g/cm³

  • Temperatura de Transição Vítrea: 60º

Cotação do Mercado Livre

ABS: Acrilonitrila butadieno estireno

O ABS é um termoplástico derivado do petróleo amplamente utilizado na indústria, um dos principais e mais antigos materiais que vem sido utilizados na impressão 3D. Seu aspecto é fosco, disponível em diversas cores opacas. É um termoplástico rígido, bom, ótima resistência a impactos, possui uma leve flexibilidade quando comparada ao PLA, permitido uma pequena deformação ou flexão da peça,dependendo da sua geometria, o que é bom para peças que necessitem de encaixes em sua montagem. Além de muito resistente a impactos, também é resistente a temperaturas mais altas que os outros plásticos aqui apresentados. As peças podem ser unidas com adesivos como o cianoacrilato e cola epóxi, bem como usar a acetona como solvente para soldá-las.

  • Desnsidade: 1,03 g/cm3

  • Temperatura de Transição Vítrea: 105º

Cotação do Mercado Livre

PETG: Acrilonitrila butadieno estireno

O PETG é um termoplástico derivado do petróleo, porém reciclável assim como o PET, utilizados na indústria há vários anos para diversas finalidades, mas, recentemente, sendo usando na impressão 3D. Apresenta um aspecto transparente e brilhoso, disponível em algumas cores translúcidas ou transparente. Produz peças tão resistentes a impactos quanto ao ABS, mas com flexilidade e resistência ligeiramente superior a este. Resiste às altas temperaturas, mas não tanto como o ABS, porém bem melhor que o PLA. O que o torna ideal para peças que precisem de transparência ou encaixes com maior flexibilidade, mantendo a alta resistência. Tão durável  e resistente quanto o ABS, mais resistente ao atrito, maior flexibilidade e com resistência às altas temperaturas bem melhor  que o PLA,  é um material indicado para uma grande finalidade de peças funcionais e decorativas.

  • Densidade: 1,25 g/cm3

  • Temperatura de Transição Vítrea: 88º

CORTADORA LASER

A cortadora laser funciona a partir de um feixe de laser intenso, capaz de cortar materiais e derretê-álos ou incinerá-los dependendo da regulagem do equipamento. Em máquinas destinadas à prototipagem rápida, a potência do laser pode variar entre 40 W e 120 W, o que é suficiente para cortar os materiais mais utilizados na produção de protótipos: papel, papelão, papel cartão, acrílico, alguns tipos de plástico, madeira, MDF e outros. Além do corte, a máquina pode ser calibrada para executar outros dois tipos de trabalhos: a gravação linear ou vinco e a texturização, que corresponde à gravação em áreas planas. Diferente das impressoras 3D, a cortadora laser é um processo subtrativo de perfilagem, que executa com cortes planos, em duas dimensões. Apesar disso, é possível usar essa máquina para fazer objetos em 3D, desde que estes sejam planificados, isto é, fatiados em planos de corte visando uma posterior montagem, seja pelo empilhamento dos planos cortados ou a partir da previsão de encaixes simples ou complexos. 

PREPARANDO UM ARQUIVO PARA O CORTE À LASER

Antes de iniciar os procedimentos considere estes cuidados!

 

Definição dos vetores (polylines): o equipamento reconhece linhas como vetores que determinam o caminho a ser percorrido pelo laser. A união das linhas em pode influenciar na perfilagem, já que qualquer desencontro de linhas pode gerar espaços não cortados. Recomenda-se a união de todas as linhas contínuas: polylines, splines, arcos e outros, lembrando que as linhas tracejadas também são úteis e podem ser propositalmente pretendidas quando se imaginam procedimentos de dobra posteriores ao corte. 

Os aplicativos que produzem desenhos vetoriais podem ser utilizados para produzir os vetores de corte: CorelDraw, Adobe Illustrator, Rhinoceros e AutoCAD estão entre os mais utilizados. A cortadora laser utiliza as características do desenho para interpretar as partes que devem ser gravadas e as deve ser cortadas, de acordo com a notação de cores:

  1. Traços na cor vermelha (RGB: 255, 0, 0) são interpretados como gravação;

  2. Traços na cor preta (RGB: 0, 0, 0) são interpretados como corte;

  3. O traços mais espessos e as áreas coloridas são interpretadas como instruções de gravação. O tom de cinza ou a cor da área indica a intensidade da gravação.

Desta forma um só desenho pode ter tanto instruções de gravação, como de corte. Isso abre boas possibilidades criativas.

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